 |
 |
|
 |
|
|
ПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ |
| Большая советская энциклопедия (БЭС) |
управление режимом работы объекта по заранее заданной программе (См. Программа). П. у. может осуществляться как с использованием обратной связи (См. Обратная связь), (системы с замкнутой цепью воздействия), так и без неё (системы с разомкнутой цепью воздействия) (см. Автоматическое управление). Системы П. у. с замкнутой цепью воздействия могут функционировать с оптимизацией и без оптимизации режима работы управляемого объекта. Процесс П. у. с оптимизацией можно рассматривать как минимизацию некоторого функционала, характеризующего «расстояние» между искомым и действительным (фактическим) состояниями объекта. Так, например, П. у. летательными аппаратами реализует требуемую траекторию их движения, что обеспечивает нахождение летательного аппарата в соответствующих точках пространства в заданные моменты времени.
Термин «П. у.» с оптимизацией возник в теории управления системами, подверженными действию случайных возмущений (стохастическими). Пусть, например, движение объекта описывается системой дифференциальных уравнений вида 0124352307.tif , где 0155289201.tif — т. н. фазовый вектор, — 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 распространён следующий приём исследования. Предположим, что 0, т. е. система детерминирована. Тогда можно пытаться найти управление U (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 U (t) (программы), которое обеспечивает оптимальное значение некоторому критерию. Например, если речь идёт 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 0160880766.tif (t), и оптимального управления (См. Оптимальное управление) (t). Понятие оптимальной программы относится к идеализированным системам. Поэтому конструктор, определив оптимальную программу, проектирует ещё и систему управления программой — траекторией. Можно написать: U = + 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 0166525677.tif (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. у. технологическим оборудованием и процессами охватывает управление движением (станки и др. машины, механизмы, движущиеся объекты) и управление изменением физических и химических параметров (температуры, давления, концентрации и т.п.). Наибольшее практическое применение получило П. у. станками (см. Металлорежущий станок). В первом станке (фрезерном) с цифровым П. у. (1952, Массачусетский технологический институт, США) программа задавалась двоичным цифровым кодом, записанным на магнитной 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. у.: 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. у. рассматривалось как основной метод автоматизации индивидуального и мелкосерийного производств; по мере же совершенствования П. у. 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. у. с непосредственной связью ЭВМ с одним или группой станков при работе ЭВМ в реальном масштабе времени. Получают распространение системы цифрового П. у. с малыми ЭВМ переменной структуры («с гибкой логикой»). В конце 60-х гг. появились «цикловые» системы П. у. — малые ЭВМ, выполняющие только Логические операции и заменяющие обычные электронные устройства на контактных и бесконтактных реле. Стали применяться также и адаптивные системы цифрового П. у., в которых программа задаёт геометрию изделия и критерии оптимальности, а адаптивное управление изменяет режимы резания по оптимальному закону. В самообучающихся системах цифрового П. у. 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. у.» получает новый, более широкий смысл — всё 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., Программное управление системами машин, М., 1975.
А. А. Булгаков.
|
| Современная Энциклопедия |
| ПРОГРАММНОЕ управление, управление работой устройства, машины, системы по заданной программе. Осуществляется системой автоматического управления (на основе микропроцессора или электронной вычислительной машины), которая вырабатывает сигналы, воздействующие на исполнительные органы управляемого объекта для целенаправленного изменения его режима работы или состояния. |
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
|
|
