Управление как процесс достижения цели

Состояние

Состояние — абстрактный многозначный термин, в общем, обозначающий множество стабильных значений переменных параметров объекта.

Свойства состояния:

· описывает переменные свойства объекта;

· стабильно до тех пор, пока над объектом не будет произведено действие;

· если над объектом будет произведено некоторое действие, его состояние может измениться.

Примеры состояний:

· положения тела человека: лежит, сидит, стоит, ходьба, бег;

· ментальное состояние: сон, бодрствование;

· физического вещества: твёрдое тело (кристаллическое, стеклообразное, жёсткое, гибкое), жидкость (вязкая, жидкая), газ;

· в программировании: набор атрибутов, определяющих поведение объекта.

· в теории автоматов: Понятие «состояние» автомата используют для того, чтобы установить функциональную зависимость генерируемых автоматом символов от символов входного языка при реализации автоматом заданного алгоритма.

Управление каким-либо объектом – это процесс воздействия на него с целью обеспечения желаемых характеристик его функционирования. Если формулировать коротко, то Управление – это процесс достижения цели.

Для реализации управления исходно необходимы два компонента:

а) информация; б) ресурсы.

Информация, на основе которой рассчитываются управляющие воздействия, в общем случае, включает в себя три компонента:

1) информацию о желаемом состоянии объекта или желаемом изменении его состояния (пока нет «желания» – нет цели, нет и объекта управления, поэтому эта составляющая информации является обязательной для реализации управления). Если объектом управления является технологический процесс, то информация о желаемом состоянии объекта – это информация о регламенте ведения этого технологического процесса.

2) информацию о фактическом текущем (в текущий момент времени) состоянии объекта.

3) информация о текущем состоянии среды, в которой функционирует объект, и которая на него воздействует, изменяя характеристики его функционирования.

Наличие ресурсов на управление означает, что имеются возможности целенаправленного воздействия на объект (т.е. воздействия, осуществляемого для достижения целей управления), которого достаточно для компенсации последствий воздействия среды на объект. Использование этих ресурсов будем называть управляющими воздействиями.

Пример. Управление микроклиматом в помещении. Цель управления – обеспечить благоприятные для работы параметры микроклимата: температуру – q_п, влажность – w_п, концентрацию СО₂ – .

Информация, которая нужна для управления:

– о желаемом состоянии объекта (регламенте) =22 ⁰С; =60 %; =1 %;

– о фактическом текущем состоянии объекта: q_п(t), w_п(t), ;

– о текущем состоянии среды, в которой находится объект окружающей среды: температуре – q_ос(t), влажности – w_ос(t), освещенности окон помещения солнцем – S_oc(t), направлении и скорости ветра – ;, притоках тепла, влаги и СО₂ от людей, работающих в помещении и т.д.

Наличие ресурсов на управление в данном случае означает, что имеется возможность обеспечить:

– необходимые притоки тепла (холода) на обогрев (охлаждение) помещения до желаемой температуры;

– обеспечить увлажнение (осушение) воздуха в помещении до желаемой влажности;

– обеспечить приток свежего воздуха для снижения концентрации СО₂. Использование этих ресурсов для целенаправленного изменения текущего состояния объекта означает реализацию управляющих воздействий на объект управления. Их суть состоит во включении, отключении, изменения мощности нагревателей (охладителей) – u_q; увлажнителей (осушителей) – u_w; приточной вентиляции – u_с.

Объект управления может относиться к технике, обществу или живой природе. Общими проблемами управления занимается кибернетика. Ее «отец» Норберт Винер доказал общность закономерностей процессов управления для всех видов объектов. Сделанные нами выше замечания также являются универсальными.

ТАУ – раздел кибернетики, который занимается проблемами управления антропогенными, т.е. созданными человеком, объектами.

Управление такими объектами может осуществляться:

а) человеком (неавтоматическое, «ручное» управление);

б) специальными техническими средствами (автоматическое управление).

Замена человека в реализации функции управления техническими средствами называется автоматизацией. Сущность автоматизации легче осознать, вспомнив сущность процесса механизации.

Механизация – комплекс мер по замене мышечной энергии человека или животных, используемой для реализации производственного процесса, «искусственными» источниками энергии (энергией падающей воды, пара, электроэнергией).

Автоматизация – комплекс мер по замене рассудочной и интеллектуальной деятельности человека при управлении производственными процессами «деятельностью» технических средств, наделенными такими способностями. Эффективность автоматизации тем выше, чем выше уровень «интеллекта» технических средств управления.

Основные преимущества автоматического управления перед ручным:

– отсутствие субъективных факторов (усталость, невнимательность…), вызывающие ошибки в управлении, которые приводят к снижению эффективности работы объекта управления, а грубые ошибки могут привести к тяжелым последствиям;

– повышая «интеллектуальный уровень» технических средств управления можно управлять объектом, так как это мог бы делать идеально подготовленный, осознающий все особенности объекта, человек-оператор. Т.е. замену реального человека-оператора, со всеми его недостатками, можно рассматривать как привлечение на работу оператора высочайшей квалификации, который ко всему прочему не требует соответствующей зарплаты. Причем такие «операторы» легко «размножаются» – тиражируются.

Дата добавления: 2014-01-11