Сущность и виды систем управления

 

Сущность и  виды систем управления.

 

Общее представление системы:

Система определяется заданием системных объектов (входа, про-

цесса, выхода, цели, обратной связи и ограничений), их свойств и связей

между ними.      

 ((Обратная связь - воздействие реакции (результатов функционирования - выходных  сигналов) системы на процесс, происходящий в системе.))

Описание законов функционирования системы задается тремя се-

мействами функций:

· функциями, определяющими изменение состояний всех элементов си-

стемы;

· функциями, задающими их выходные сигналы;

· функциями, описывающими изменения в структуре системы.

Помимо описания законов  функционирования системы, в полное

описание системы входит также описание ее начального состояния  –

начальной структуры системы  и начальных состояний всех ее элементов.

По внутреннему строению все системы делятся на  системы  с по-

стоянной и переменной структурой.

Совокупность элементов, объединенных структурно и функциональ-

но таким образом, чтобы  обеспечить при заданных условиях достижение                                              

некоторой цели (множества  целей) при ограниченных ресурсах и  времени,

называется целеустремленной системой.

Система, все функции которой  являются однозначными, называется

детерминированной. Система, часть функций которой – случайные функ-

ции, называется стохастической (вероятностной).

Степень зависимости от внешней  среды характеризуется делением

всех систем на открытые, закрытые и изолированные. Открытые си-

стемы имеют входные и выходные каналы, по которым они могут обме-

ниваться энергией и веществом с внешней средой. Системы, обмениваю-

щиеся с внешней средой только энергией, называются закрытыми. И если

система не обменивается с  внешней средой ни веществом, ни энергией, ее

называют  изолированной (входных и выходных каналов изолированные 

системы не имеют).

Системы, описания которых  не сводятся к описанию одного элемен-

та и к описанию и  указанию общего числа однотипных элементов, назы-

ваются  сложными системами.  Сложность системы определяется ее

размерностью (количеством  параметров, характеризующих состояния 

всех элементов системы) и  сложностью ее структуры (числом связей

между элементами системы  и их разнообразием). В процессе исследования

сложные системы расчленяют на функциональные подсистемы, определя-

ют их внутренние функциональные связи, входы, выходы и состояния  и 

задают общую структуру  исходной системы в виде связей, объединяющих

все ее подсистемы в единое целое.

Система, все или некоторые  функции которой зависят от времени,

называется временнόй.

Когда все сигналы и  состояния всех элементов временнόй системы

задаются непрерывными параметрами, система называется непрерывной.

Если все сигналы и  состояния всех элементов временнόй системы

дискретны, система называется дискретной. Дискретная система опре-

деляется множеством состояний S и множеством допустимых процессов

функционирования F. Каждый процесс p Î F функционирования дискрет-

ной системы представляет собой конечную или бесконечную последова-

тельность состояний системы, которую она может проходить, функциони-

руя в дискретном времени ( p(t) – состояние системы в момент времени t ).

Базовой теорией для изучения непрерывных систем является теория

обыкновенных дифференциальных уравнений, для изучения дискретных

систем – теория автоматов  и теория алгоритмов.

Временнáя система, значения выходной величины которой в любой

момент времени зависят  исключительно от текущего значения входного

воздействия и состояния, с которого началась ее эволюция, называется

статической  (безынерционной). При постоянном входном воздействии

на статическую систему  ее выход также будет постоянным.

Временнáя система, значения выходной величины которой зависят

не только от текущего значения входного воздействия, но и от его 

"предыстории", называется инерционной.

Если, начиная с любого заданного момента времени, эволюция вре-

меннόй системы в будущем оказывается одинаковой с точностью до

сдвига на соответствующий  промежуток времени, систему называют ста-

ционарной.

Временнáя  система,  реакция (значение  выходной  величины)  кото-

рой однозначно определяется значением входного сигнала, называется

функциональной.