|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Программное управление | Программное управление (далее П), управление режимом работы объекта по заранее заданной программе. П может осуществляться как с использованием обратной связи, (системы с замкнутой цепью воздействия), так и без нее (системы с разомкнутой цепью воздействия) (см. Автоматическое управление). Системы П с замкнутой цепью воздействия могут функционировать с оптимизацией и без оптимизации режима работы управляемого объекта. Процесс П с оптимизацией можно рассматривать как минимизацию некоторого функционала, характеризующего "расстояние" между искомым и действительным (фактическим) состояниями объекта. Так, например, П летательными аппаратами реализует требуемую траекторию их движения, что обеспечивает нахождение летательного аппарата в соответствующих точках пространства в заданные моменты времени.
Термин "П" с оптимизацией возник в теории управления системами, подверженными действию случайных возмущений (стохастическими). Пусть, например, движение объекта описывается системой дифференциальных уравнений вида  , где  — т. н. фазовый вектор, x — случайная вектор-функция, u (t) — управляющий вектор. Предположим также, что цель управления — перевести объект (систему) из начального состояния x0 в некоторое конечное хт. Поскольку система стохастическая, то нельзя говорить о точном достижении конечного состояния хт. Речь может идти лишь о таком выборе управления, которое минимизирует некоторую функцию конечного состояния J (x (T)). В качестве такой функции принимается норма J (x (T)) = ÷÷х (Т) — хт÷÷. В теории подобных систем, к числу которых относятся системы управления ракетами, многими технологическими процессами и т.д., широко распространен следующий прием исследования. Предположим, что x º 0, т. е. система детерминирована. Тогда можно пытаться найти управление (t), которое переводит систему точно в состояние хт по некоторой траектории движения — функции x (t). Если цель управления достижима, то таких траекторий можно определить достаточно много. Следовательно, появляется возможность выбора управления (t) (программы), которое обеспечивает оптимальное значение некоторому критерию. Например, если речь идет о выводе ракеты на заданную орбиту, то таким критерием может быть затрата горючего. Так возникает понятие оптимальной программы, которое охватывает обычно и понятие оптимальной траектории  (t), и оптимального управления  (t). Понятие оптимальной программы относится к идеализированным системам. Поэтому конструктор, определив оптимальную программу, проектирует еще и систему управления программой — траекторией. Можно написать: =  + u, где  — фиксированная функция времени, а u — корректирующее управление, которое осуществляется по цепи обратной связи. Система управления содержит средства измерения действительной траектории, и задача корректирующего управления — обеспечить минимальное рассогласование реальной траектории x (t) и оптимальной  (t), которая достигает цели управления хт.
Лит.: Моисеев Н. Н., Численные методы в теории оптимальных систем, М., 1971; его же, Оптимизация и управление (эволюция идей и перспективы), "Известия АН СССР. Техническая кибернетика", 1974, № 4; его же, Элементы теории оптимальных систем, М., 1975.
Н. Н. Моисеев.
П технологическим оборудованием и процессами охватывает управление движением (станки и др. машины, механизмы, движущиеся объекты) и управление изменением физических и параметров (температуры, давления, концентрации и т.п.). Наибольшее практическое применение получило П станками (см. Металлорежущий станок). В первом станке (фрезерном) с цифровым П (1952, Массачусетский технологический институт, США) программа задавалась двоичным цифровым кодом, записанным на ленте, который преобразовывался интерполятором в сигнал управления. Сигнал управления воспроизводился следящими приводами подач. В современных системах наиболее употребительны два варианта следящего привода — с замкнутой цепью управления (преимущественно постоянного тока) и с разомкнутой цепью (на шаговых электродвигателях). Схемы управления выполняются на полупроводниковых приборах. Существуют два основных класса систем П: координатное управление перемещением из одного положения в другое по непрограммируемой (но, возможно, оптимизируемой) траектории движения и контурное управление, в котором программируется вся траектория.
Первоначальное цифровое П рассматривалось как основной метод автоматизации индивидуального и мелкосерийного производств; по мере же совершенствования П оно начинает проникать в серийное и массовое производство как средство, обеспечивающее максимальную мобильность производства (быстроту смены характеристик изделий). В 60-х гг. появились системы "прямого" П с непосредственной связью ЭВМ с одним или группой станков при работе ЭВМ в реальном масштабе времени. Получают распространение системы цифрового П с малыми ЭВМ переменной структуры ("с гибкой логикой"). В конце 60-х гг. появились "цикловые" системы П — малые ЭВМ, выполняющие только логические операции и заменяющие обычные электронные устройства на контактных и бесконтактных реле. Стали применяться также и адаптивные системы цифрового П, в которых программа задает геометрию изделия и критерии оптимальности, а адаптивное управление изменяет режимы резания по оптимальному закону. В самообучающихся системах цифрового П критерии оптимальности вырабатываются на основе статистического анализа предыдущих циклов.
Разработаны технологические участки полностью автоматизированного управления, осуществляемого по иерархическому принципу. В этом случае центральная ЭВМ управляет ЭВМ-сателлитами, а последние — малыми ЭВМ у станков. Созданы автоматические линии, работающие без ручного обслуживания (например, "Система 24" фирмы "Молинз", Великобритания). В таких системах термин "П" получает новый, более широкий смысл — все управление осуществляется через систему ЭВМ с помощью одной главной входной программы и вспомогательных подпрограмм, хранящихся в памяти всех ЭВМ системы.
Лит.: Спиридонов А. А., Федоров В. Б., Металлорежущие станки с программным управлением, 2 изд., М., 1972; Шаумян Г. А., Комплексная автоматизация производственных процессов., М., 1973; Булгаков А. А., П системами машин, М., 1975.
А. А. Булгаков.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
