Классификация автоматизированных систем управления

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ,

МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра экономики и

управления туризмом

Реферат

по дисциплине: «Информационный менеджмент»

на тему: «Классификация автоматизированных систем управления»

Выполнила: студентка 5 курса

ФМЭ 8 группа

Дерманчук М.А.

Одесса 2013

Содержание

Введение 2

1. Классификация АСУ 

1.1. Информационные системы 

1.2. Управляющие системы 

2. Признаки классификации  АСУ 

2.1. Критерии классификации 

2.2. Классификация систем и автоматизация управления сложными системами

Заключение 

Список литературы

Введение

АСУ - это, как правило, система «человек-машина», призванная обеспечивать автоматизированный сбор и обработку информации, необходимый для оптимизации процесса управления. В отличие от автоматических систем, где человек полностью исключён из контура управления, АСУ предполагает активное участие человека в контуре управления, который обеспечивает необходимую гибкость и адаптивность АСУ.

В зависимости от роли человека в процессе управления, форм связи и функционирования звена «человек-машина», оператором и ЭВМ, между ЭВМ и средствами контроля и управления все системы можно разделить на два класса:

1. Информационные системы,  обеспечивающие сбор и выдачу в удобном виде информацию о ходе технологического или производственного процесса. В результате соответствующих расчётов определяют, какие управляющие воздействия следует произвести, чтобы управляемый процесс протекал наилучшим образом. Основная роль принадлежит человеку, а машина играет вспомогательную роль, выдавая для него необходимую информацию.

2. Управляющие системы,  которые обеспечивают наряду  со сбором информации выдачу  непосредственно команд исполнителям  или исполнительным механизмам. Управляющие системы работают обычно в реальном масштабе времени, т.е. в темпе технологических или производственных операций. В управляющих системах важнейшая роль принадлежит машине, а человек контролирует и решает наиболее сложные вопросы, которые по тем или иным причинам не могут решить вычислительные средства системы.

1. Классификация АСУ

1.1. Информационные системы

Цель таких систем - получение оператором информации с высокой достоверностью для  эффективного принятия решений. Характерной  особенностью для информационных систем является работа ЭВМ в разомкнутой схеме управления. Причём возможны информационные системы различного уровня.

Информационные системы  должны, с одной стороны, представлять отчёты о нормальном ходе производственного  процесса и, с другой стороны, информацию о ситуациях, вызванных любыми отклонениями от нормального процесса.

Различают два вида информационных систем: информационно-справочные (пассивные), которые поставляют информацию оператору  после его связи с системой по соответствующему запросу, и информационно-советующие (активные), которые сами периодически выдают абоненту предназначенную для него информацию.

В информационно справочных системах ЭВМ необходима только для  сбора и обработки информации об управляемом объекте. На основе информации, переработанной в ЭВМ и предоставленной в удобной для восприятия форме, оператор принимает решения относительно способа управления объектом.

Системы сбора и обработки  данных выполняют в основном те же функции, что и системы централизованного контроля и являются более высокой ступенью их организации. Отличия носят преимущественно качественный характер.

В информационно-советующих системах наряду со сбором и обработкой информации выполняются следующие  функции:

определение рационального технологического режима функционирования по отдельным технологическим параметрам процесса;

определение управляющих  воздействий по всем или отдельным  параметрам процесса;

определение значений (величин) установок локальных регуляторов.

Данные о технологических режимах и управляющих воздействиях поступают через средства отображения информации в форме рекомендаций оператору. Принятие решений оператором основывается на собственном понимании хода технологического процесса и опыта управления им. Схема системы советчика совпадает со схемой системы сбора и обработки информации.

1.2. Управляющие системы

Управляющая система  осуществляет функции управления по определённым программам, заранее предусматривающим  действия, которые должны быть предприняты  в той или иной производственной ситуации. За человеком остаётся общий контроль и вмешательство в тех случаях, когда возникают непредвиденные алгоритмами управления обстоятельства. Управляющие системы имеют несколько разновидностей.

Супервизорные системы  управления. АСУ, функционирующая в режиме супервизорного управления, предназначена для организации многопрограммного режима работы ЭВМ и представляет собой двухуровневую иерархическую систему, обладающую широкими возможностями и повышенной надёжностью. Управляющая программа определяет очевидность выполнения программ и подпрограмм и руководит загрузкой устройств ЭВМ.

Системы прямого цифрового  управления. ЭВМ непосредственно  вырабатывает оптимальные управляющие  воздействия и с помощью соответствующих  преобразователей передаёт команды управления на исполнительные механизмы. Режим прямого цифрового управления позволяет применять более эффективные принципы регулирования и управления и выбирать их оптимальный вариант; реализовать оптимизирующие функции и адаптацию к изменению внешней среды и переменным параметрам объекта управления; снизить расходы на техническое обслуживание и унифицировать средства контроля и управления.

2. Признаки классификации  АСУ

2.1. Критерии классификации

Классификация АСУ существенным образом зависит от критериев классификации.

По виду используемой управляющим  устройством информации различают  разомкнутые и замкнутые АСУ: в разомкнутых системах отсутствует  обратная связь между выходом  объекта управления и входом управляющего устройства. В таких системах управляемая величина не контролируется. При наличии обратной связи объект управления и управляющее устройство образуют замкнутый контур, обеспечивающий автоматический контроль за состоянием объекта управления.

По характеру изменения задающего  воздействия АСУ можно отнести к следующим видам:

- автоматической стабилизации, задающее  воздействие в которых постоянно;  эти системы предназначены для  поддержания постоянства некоторого  физического параметра (температуры,  давления, скорости вращения и  т.д.);

- программного управления, задающее воздействие в которых изменяется по какому-либо заранее известному закону (например, по определенной программе может осуществляться изменение скорости вращения электропривода, изменение температуры изделия при термической обработке и т.д.);

- следящие, задающее воздействие  в которых изменяется по произвольному,  заранее неизвестному закону (используются  для управления параметрами объектов  управления при изменении внешних  условий).

В последние годы все большее  значение приобретают адаптивные АСУ, характеризующиеся действием на объект управления каких-либо абсолютно неизвестных факторов. В результате возникает необходимость решения задачи управления в условиях неопределенности исходных данных для принятия решения об управляющих воздействиях. Эти системы могут приспосабливаться к изменениям внешней среды и самого объекта управления, а также улучшать свою работу по мере накопления опыта, т.е. информации о результатах управления.

В свою очередь адаптивные АСУ делятся  на:

- оптимальные, которые обеспечивают автоматическое поддержание в объекте управления наивыгоднейшего режима;

- самонастраивающиеся, параметры  объекта управления у которых  не остаются неизменными, а  преобразуются при изменении  внешних условий;

- самоорганизующиеся, алгоритм работы у которых не остается неизменным, а совершенствуется при изменении параметров объекта управления и внешних условий;

- самообучающиеся, которые анализируют  накопленный опыт управления  объектом и на основании этого  автоматически совершенствуют свою структуру и способ управления.

По характеру действия АСУ подразделяют на непрерывные и дискретного  действия. В непрерывных АСУ при  плавном изменении входного сигнала  также плавно изменяется и выходной сигнал. В дискретных АСУ при плавном  изменении входного сигнала выходной сигнал изменяется скачкообразно. Методы управления, основанные на применении цифровой техники, всегда приводят к дискретным АСУ.

По характеру изменения параметров сигналов АСУ можно разделить  на линейные и нелинейные, стационарные и нестационарные. По количеству самих параметров АСУ являются одномерными или многомерными (многопараметрическими).

Необходимо отметить, что классификацию  АСУ можно построить и на основе других критериев, например, можно классифицировать АСУ по физической сущности системы или ее основных звеньев, по мощности исполнительного устройства и т.д. Каждый из упомянутых способов классификации АСУ чаще всего является независимым от остальных. Это означает, что каждый из них можно представить как шкалу в многомерном фазовом пространстве, тогда конкретным АСУ в этом пространстве будут соответствовать точки или определенные области.

2.2. Классификация систем  и автоматизация управления сложными  системами

Прежде всего система - это целостная совокупность некоторых  элементов, не сводящаяся к простой сумме своих частей, т.е. представляющая собой нечто большее, чем просто сумму частей. Это нечто, отсутствующее в частях системы, взятых самих по себе, и совершенно необходимое, чтобы элементы образовали систему, представляет собой интегрирующее начало.

Интегрирующее начало может быть как  объективным, так и субъективным, а системы, соответственно, естественными  и искусственными. Искусственная  система есть средство достижения цели. Но и естественные, например, экологические  системы, человек, как правило, рассматривает с точки зрения того, что они могут ему дать или какими они должны быть, чтобы обеспечить человеку определенные желательные условия, т.е. опять же с точки зрения соответствия определенным целям.

Различные модели систем отличаются тем, насколько полно в этих моделях отражены знания разработчиков модели о внутреннем строении моделируемых систем, и насколько эти модели являются подходящими для применения с точки зрения достижения целей АСУ.

Простейшей (полностью феноменологической) моделью системы является модель "черного ящика" [273]. Так называют систему, о которой внешнему наблюдателю доступны только лишь входные и выходные параметры, а внутренняя структура системы и процессы в ней неизвестны. Входные параметры можно рассматривать как управляющие воздействия, а желательные значения выходных - как цель управления. Ряд важных выводов о поведении системы можно сделать, наблюдая только ее реакцию на воздействия, т.е. наблюдая зависимости между изменениями входных и выходных параметров. Такой подход открывает возможности изучения систем, устройство которых либо совершенно неизвестно, либо слишком сложно для того, чтобы можно было по свойствам составных частей и связям между ними сделать выводы о поведении системы в целом. Поэтому понятие "черный ящик" широко применяется при решении задач идентификации и моделировании реакции на управляющее воздействие в АСУ сложными объектами управления.

Важно понимать, что "черный ящик" представляет собой именно систему, причем в общем случае, сложную систему. Из этого следует очень важный вывод: оптимизировать какой-либо отдельно взятый выходной параметр нельзя, так как это может привести к уничтожению всей системы, т.е. выходные параметры необходимо рассматривать системно, т.е. в единстве, комплексе.

Несмотря на свою кажущуюся  простоту, построение модели "черного  ящика" не является тривиальной задачей. Дело в том, что любая реальная система взаимодействует со средой бесчисленным множеством способов. Строя  модель системы, из этого бесчисленного множества связей отбирают конечное их число и включают их в список входов и выходов. Критерием отбора при этом является целевое назначение модели, существенность той или иной связи для достижения цели. То, что существенно и важно, включается в модель, а то, что не существенно и не важно - не включается.

Но проблема как раз  и заключается в том, что в  действительности заранее никому не может быть точно известно, какие  входные параметры оказывают  существенное влияние на выходные целевые  параметры, а какие нет. Это можно узнать, статистически исследовав эволюцию некоторого объекта в течение длительного времени, что проблематично, либо изучив достаточное количество аналогичных объектов, находящихся на различных стадиях своей эволюции, т.е. вариабельных конкретных "мгновенных" реализаций аналогичных объектов управления.