Інформаційні моделі управління об’єктами

Інформаційні моделі управління об'єктами

В процесі функціонування складних систем (біологічних, технічних та ін.) Входять до них об'єкти постійно обмінюються інформацією. Для підтримки своєї життєдіяльності будь-який живий організм постійно отримує інформацію із зовнішнього світу за допомогою органів почуттів, обробляє її і управляє своєю поведінкою (наприклад, переміщаючись в просторі, уникає небезпеки).

У процесі управління польотом літака в режимі автопілота бортовий комп'ютер отримує інформацію від датчиків (швидкості, висоти і ін.), Обробляє її і передає команди на виконавчі механізми, що змінюють режим польоту (закрилки, клапани, які регулюють роботу двигунів, і ін.).

У будь-якому процесі управління завжди відбувається взаємодія двох об'єктів - керуючого і керованого. які з'єднані каналами прямого і зворотного зв'язку. Каналом прямого зв'язку передаються керуючі сигнали, а по каналу зворотного зв'язку - інформація про стан керованого об'єкта.

Розірвані системи управління. Якщо в процесі управління не враховується стан керованого об'єкта і забезпечується управління тільки по прямому каналу (від керуючого об'єкта до керованого), то такі системи управління називаються роз'єднаними. Інформаційну модель розімкнутої системи управління можна наочно представити за допомогою схеми, представленої на рис. 2.12.

Мал. 2.12. Разомкнутая система управління

Як приклад розімкнутої системи управління розглянемо процес запису інформації на гнучкий диск, в якому об'єкт "Дисковод" (керуючий об'єкт) змінює стан об'єкта "Дискета" (керований об'єкт).

Для того щоб інформація могла бути записана, необхідно встановити магнітну головку дисковода над певною концентрической доріжкою диска. При запису інформації на гнучкі диски не потрібно особливої ​​точності установки (мається всього 80 доріжок) і можна не враховувати можливі (наприклад, від нагрівання) механічні деформації носія, тому керуючий об'єкт (дисковод) просто переміщує магнітну головку на певну відстань уздовж радіуса керованого об'єкта ( дискети).

Замкнені системи управління. У замкнутих системах управління керуючий об'єкт по прямому каналу управління проводить необхідні дії над об'єктом управління, а по каналу зворотного зв'язку отримує інформацію про його реальних параметрах. Це дозволяє здійснювати управління з набагато більшою точністю.

Інформаційну модель замкнутої системи управління можна наочно представити за допомогою схеми, представленої на рис. 2.13.

Мал. 2.13. Замкнута система управління

Прикладом використання замкнутої системи управління є процес запису на жорсткі диски. При запису інформації на жорсткі диски потрібна особлива точність установки магнітних головок, так як на робочій поверхні носія є тисячі доріжок і необхідно враховувати механічні деформації магнітного носія (наприклад, в результаті зміни температури). Система управління магнітними головками вінчестера постійно отримує інформацію про реальний стан магнітних головок по каналу зворотного зв'язку, а по прямому каналу виставляє головки над поверхнею носія з великою точністю.

Питання для роздумів

1. У чому полягає відмінність розімкнутих і замкнутих систем управління? Наведіть приклади.

2.18. Створити комп'ютерну модель замкнутої системи управління з автоматичною зворотним зв'язком.