Режим работы технического объекта определяется алгоритмом функционирования – совокупностью правил, предписаний, вырабатываемых в результате изучения технологии и экономики данного процесса (см. Алгоритмизация процессов
).
Теория автоматического У. считает алгоритмы функционирования заданными и показывает, как на их основе построить алгоритмы управления, определяющие управляющие воздействия
на объект с учётом динамических свойств системы У., физических и технических ограничений.
В соответствии с принципом необходимого разнообразия Эшби управляющая система должна обладать не меньшим разнообразием состояний, чем управляемая. Для динамических технических объектов, описываемых разностными и дифференциальными уравнениями, этот принцип выражается в виде количественных условий управляемости и наблюдаемости: а
) число управляющих органов должно быть не меньше числа управляемых величин; б
) должны выполняться дополнительные условия, налагаемые на исходные уравнения. В основе алгоритмов У. лежат некоторые общие фундаментальные принципы У., определяющие характер связи с алгоритмом функционирования и возмущениями, влияющими на ход технического процесса. В технике используют три фундаментальных принципа: разомкнутого У., замкнутого У. (обратной связи
) и компенсации возмущений. На раннем этапе автоматизации производства использовались алгоритмы функционирования лишь одного вида – стабилизации, т. е. поддержания постоянства регулируемой величины (см. Регулирование автоматическое
).
Позднее число алгоритмов функционирования и соответственно число видов систем У. возросло, появились системы программного управления
, следящие системы
, поисковые системы
,
системы экстремального регулирования
, оптимального управления
, самоприспосабливающиеся системы
.
Автоматизация производства началась с автоматизации отдельных операций и процессов путём установки специализированных регуляторов
(частичная автоматизация); по мере совершенствования технических средств и методов У. автоматизируется большинство или все операции как единый комплекс (комплексная и полная автоматизация). Переход к комплексной автоматизации и более сложным алгоритмам связан, как правило, с использованием ЭВМ и созданием АСУ. В АСУ автоматизируются сбор и передача информации об объектах, переработка информации и вывод управляющих воздействий на объекты и осуществляется оптимизация наиболее существ. параметров и процессов. АСУ технологическими процессами (АСУТП) первоначально лишь координировали действия регуляторов, осуществляя У. на двух уровнях: непосредственное воздействие регуляторов на объект (нижний уровень) и задание регуляторам уставок от ЭВМ (верхний уровень). Возросшая
