Что понимается под объектом управления

Объект управления

Ключевым моментом теории является создание математической модели, описывающей поведение объекта управления в зависимости от его состояния, управляющих воздействий и возможных возмущений (помех). Формальная математическая близость математических моделей, относящихся к объектам различной физической природы, позволяет использовать математическую теорию управления вне её связи с конкретными реализациями, а также классифицировать системы управления по формальным математическим признакам (например, линейные и нелинейные).

В теории автоматического управления считается, что управляющее воздействие на объект управления оказывает устройство управления. В реальных системах устройство управления интегрировано с объектом управления, поэтому для результативной теории важно точно определить границу между этими звеньями одной цепи. Например, при проектировании системы управления самолётом, считается, что устройство управления рассчитывает углы отклонения рулей, а математическая модель самолёта как объекта управления, должна, с учётом этих углов, определять координаты центра масс и угловое положение самолёта. Уравнения аэродинамики весьма сложные в общем виде, но в ряде случаев могут быть упрощены путём линеаризации, позволяя создать линеаризованную модель системы управления.

Связанные понятия

Упоминания в литературе

Связанные понятия (продолжение)

Пропорционально-интегрально-дифференцирующий (ПИД) регулятор — устройство в управляющем контуре с обратной связью. Используется в системах автоматического управления для формирования управляющего сигнала с целью получения необходимых точности и качества переходного процесса. ПИД-регулятор формирует управляющий сигнал, являющийся суммой трёх слагаемых, первое из которых пропорционально разности входного сигнала и сигнала обратной связи (сигнал рассогласования), второе — интеграл сигнала рассогласования.

Сети адаптивного резонанса — разновидность искусственных нейронных сетей, основанная на теории адаптивного резонанса Стивена Гроссберга и Гейла Карпентера. Включает в себя модели обучения с учителем и без учителя, которые используются при решении задач распознавания образов и предсказания.

В искусственных нейронных сетях функция активации нейрона определяет выходной сигнал, который определяется входным сигналом или набором входных сигналов. Стандартная компьютерная микросхема может рассматриваться как цифровая сеть функций активации, которые могут принимать значения «ON» (1) или «OFF» (0) в зависимости от входа. Это похоже на поведение линейного перцептрона в нейронных сетях. Однако только нелинейные функции активации позволяют таким сетям решать нетривиальные задачи с использованием.

Источник

Вопрос №6. Объект управления. Виды объектов управления

Понятие объекта управления. Объект управления — это отдельная личность или группа, которая может быть объединена в какое-либо структурное подразделение и на которую оказывается управленческое воздействие. В настоящее время все больше распространяется идея партисипативного менеджмента, т. е. такого управления делами организации, когда в разработке и принятии наиболее важных решений участвуют все члены организации, в том числе и рядовые. В этом случае объекты управления становятся его субъектами.

Организация как объект управления. Организация—это относительно автономная группа людей, деятельность которых сознательно координируется для достижения общей цели. Она представляет собой планируемую систему совокупных (кооперативных) усилий, в которой каждый участник имеет свою, четко определенную роль, свои задачи или обязанности, которые необходимо выполнять.

Эти обязанности распределяются между участниками во имя достижения целей, которые ставит перед собой организация, а не во имя удовлетворения индивидуальных пожеланий, пусть те и другие часто совпадают. Организация имеет определенные границы, которые обусловливаются видами деятельности, численностью работающих, капиталом, производственной площадью, территорией, материальными ресурсами и т. п. Обычно они фиксируются, закрепляются в таких документах, как устав, учредительный договор, положение.

Организациями являются частные и государственные фирмы, государственные учреждения, общественные объединения, учреждения культуры, образования и т. п. Любая организация состоит из трех основных элементов. Это люди, входящие в данную организацию, цели и задачи, для решения которых она создается, и управление, которое формирует и мобилизует потенциал организации для решения стоящих задач.

Источник

Объекты управления и их свойства

Объекты управления являются теми основными элементами системы управления и регулирования, в которых при помощи технических средств автоматики должен осуществляться заданный или предписанный алгоритм функционирования. Объектом управления может быть машина, набор машин или сооружение, которые предназначены для выполнения технологического процесса, целью которого является получение определенной продукции или энергии. В состав объекта управления может также входить внешняя среда, если она оказывает существенное влияние на состояние объекта. Особенность объекта управления заключается в том, что в нем происходит преобразование, передача или накопление энергии или вещества.

Подведенная из вне энергия или вещество изменяют состояние объекта, которое прежде всего характеризуется изменением его параметров.

Для изменения подводимой энергии или вещества к объекту, последний обязательно имеет регулирующий орган.

Объект можно считать управляемым, если он характеризуется следующими признаками:

а) в нем происходит преобразование, передача или накопление энергии или вещества;

б) если он имеет регулирующий орган для изменения потока энергии или вещества;

в) приток энергии или вещества изменяет состояние объекта, которое характеризуется изменением одного или нескольких параметров, определяющих алгоритм функционирования и составляющих цепь управления.

Воздействие на объект управления может осуществляться как на стороне поступления энергии или вещества, так и на выходе их из объекта. Обычно воздействие на объект управления определяют как управляющим или как возмущающим.

Параметры объекта управления обычно характеризуют качество управления и их называют переменными управления или выходными величинами управляющего объекта.

Объект управления характеризуется определенными свойствами, которые влияют на работоспособность объекта и качества протекающих в цепи процессов.

К основным свойствам объекта управления относят самовыравнивание, запаздывание и аккумулирующую способность.

Под самовыравниванием понимают способность объекта самостоятельно приходить в новое состояние равновесия при изменении управляющего или возмущающего воздействия. Свойством самовыравнивания обладают не все объекты управления. Объекты управления которые описываются интегральными или интегрирующими звеньями не обладают самовыравниванием. Такие объекты называются астатическими, а обладающие самовыравниванием – статические.

Объекты без самовыравнивания очень трудно поддаются управлению. Самовыравнивание может быть положительным и отрицательным. В первом случае равновесие восстанавливается без участия регулятора. В случае отрицательного самовыравнивания, восстановление равновесия осуществляется только при участии регулятора. Это объясняется тем, что возникшее нарушение в объекте стремится к накоплению. При отрицательном самовыравнивании объект называется неустойчивым статическим, а при положительном – устойчивым статическим объектом.

Количественно самовыравнивание описывается коэффициентом самовыравнивания, который равен отношению производной от приращения внешнего воздействия к производной от управляемой величины

1.89

– приращение возмущения;

– приращение управляемой величины.

Чем больше коэффициент ρ, тем легче осуществляется процесс автоматического управления, т.к. меньше отклонение управляемой величины, а следовательно процесс управления протекает быстрее и качественнее.

Объект с отрицательным самовыравниванием и объект без самовыравнивания не могут работать без регуляторов.

Большинство объектов управления в той или иной мере присуща инерционность, которая вызывает запаздывание во времени между изменением управляющего воздействия и соответствующим изменением управляемой величины. Такое запаздывание в объектах управления может быть переходным и транспортным.

Переходное запаздывание появляется из-за сопротивления перехода вещества из одной емкости в другую или энергии из одного состояния в другое, и всегда наблюдается в тех объектах, где имеются емкости, индуктивности, вращающиеся массы и т. д. Оно определяется как промежуток времени от момента возмущения до начала изменения управляемой величины в результате преодоления имеющихся сопротивлений. Переходное сопротивление отрицательно влияет на процесс управления.

Транспортное запаздывание присуще тем объектам, у которых между управляющим органом и выходом объекта имеются транспортные каналы (трубопроводы, ЛЭП и т. д.). Для прохождения такого канала требуется время, равное отношению длинны канала к скорости движения вещества или энергии.

Разным объектам управления присущи различные запаздывания:

1) одноемкостным объектам присуще только переходное запаздывание

2) двухемкостным и многоемкостным объектам присуще транспортное и переходное запаздывание

3) безъемкостным объектам, запаздывание вообще не присуще

Полное запаздывание объекта определяется суммой всех видов запаздываний в нем.

Опасно влияние любого вида запаздывания на процесс управления в объекте без самовыравнивания.

Любой технологический процесс в том или ином объекте управления связан с притоком, расходом, накоплением и преобразованием некоторой материальной среды или энергии. Многие объекты в процессе работы могут запасать внутри себя рабочую среду, что характеризует аккумулирующую способность рассматриваемого объекта. Аккумулирующая способность достаточно серьезно влияет на регулировочные свойства объекта. Саму эту способность оценивают по емкости объекта, под которым понимают запасенные объектом материал, вещество или энергию. Чем меньше емкость объекта, тем он более чувствителен к возмущающим воздействиям.

Количественно оценить емкость объекта можно при помощи коэффициента емкости, под которым понимают то количество энергии или вещества, которое необходимо подвести к объекту управления или отнести от него чтобы принять управляемую величину на единицу измерения

1.90

y – управляемая величина;

С – емкость объекта.

Значение емкости характеризует запас управляемой величины или среды внутри объекта.

Изменение управляемого параметра во времени, представленное графически, называют кривой разгона. Кривые разгона объектов с различными свойствами

1)одноемкостной без передаточного запаздывания

2)многоемкостной без передаточного запаздывания

3) многоемкостной с передаточным запаздыванием

Основные характеристики кривой разгона

T – постоянная времени объекта

τ_п – транспортное (передаточное) запаздывание

τ₀ – переходное запаздывание

y_к – конечное (установившееся) значение управляемой величины

Время разгона – это время от момента подачи возмущения до момента, когда управляемый параметр достигнет нового установившегося значения (в практических целях до 99% установившегося значения).

В практических целях постоянную времени определяют как промежуток времени от момента подачи возмущения до момента, когда управляющий параметр станет равным 0,63 установившегося значения.

Для определения всех вышеназванных временных значений, используют графический метод или формулы

1.91

ν – чувствительность объекта к возмущению.

1.92

1.93

Источник

Объект управления

Объекты управления характеризуются большим разнообразием.

По масштабам и уровням управленческого воздействия объекты управления подразделяются следующим образом: страна, отрасль, регионы, предприятия и т. п.

По видам регулируемой деятельности объекты управления дифференцируются на производственную, социальную, политическую, социокультурную деятельность.

По адресату управленческого воздействия объекты управления подразделяются на: население и все организационные структуры страны, выступающей в качестве единой целостной социально-территориальной общности; население областных, районных, городских социально- территориальных общностей; персонал министерств и ведомств; персонал предприятий, учреждений, научно-исследовательских институтов и учебных заведений, персонал органов здравоохранения, социального обеспечения, правоохранительных органов, воинских частей и подразделений.

достижению и формулирование концепции деятельности и развития данной организации.

Все названные структурные компоненты не действуют в отрыве от друг друга, а в процессе своего взаимодействия образуют более или менее целостную и динамично развивающуюся структуру социального управления.

Схема №1. Структурная архитектоника основных компонентов управленческой деятельности.

Формирование корпоративной культуры

Формирование организационного порядка

Разработка технологии изменения

Определение диагностики управления

Реализация управленческого решения

Разработка системы контроля

В состав структуры управления наряду с основными компонентами управленческой деятельности входит организационная структура управления. Она характеризуется распределением целей и задач между различными уровнями и звеньями управленческой деятельности. Под организационной структурой управления понимается совокупность уровней и звеньев управленческой деятельности в единстве с их функциональными областями, расположенными в строгой

соподчиненности и обеспечивающими взаимосвязь между управляющей и управляемой системами для эффективного достижения целей.

В организационной структуре управления выделяют следующие основные элементы: уровни управления, его звенья и связи горизонтальные и вертикальные.

Под уровнем управления понимается иерархическая соподчиненность подразделений и звеньев управленческой деятельности, занимающих определенную ступень в системе управления.

К звеньям управления относятся структурные подразделения, а также специалисты, выполняющие соответствующие управленческие функции.

Структурная динамика управленческой деятельности органично взаимосвязана с выполняемыми ею функциями. Их единство взаимообусловленность образует сложную и многогранную систему управленческой деятельности.

Одна из основных функций управленческой деятельности заключается в обеспечении целеполагания и целедостижения силами и средствами, имеющимися в распоряжении управляемой системы. Функция целеполагания и целедостижения реализуется посредством выдвижения:

Шестой функцией управления является планирование, представляющее собой процесс выбора целей данной системы (организации) и решений, необходимых для их достижения.

управляемой системы (организации), направленная на недопущение срывов и невыполнения порученных заданий, на повышение эффективности и качества работы всех подразделений и звеньев данного объекта управления.

Тринадцатая функция успешной управленческой деятельности воплощается в обеспечении целостности системы (организации), сохранение и упрочение ее качественной специфики и динамичного устойчивого развития.

Оптимальное соотношение рассмотренных функций управленческой деятельности предполагает их интеграцию на основе использования

возможностей и пределов каждой из них, их непротиворечивого сочетания во взаимодействии.

Источник

Объект управления

Объектом управления называется динамическая система, харак­теристики которой изменяются под влиянием возмущающих и управляющих воздействий. Под управлением понимаются действия, направленные на достижение цели управления, которая как правило заключается в под­держании или улучшении функционирования объекта управ­ления.

В объект управления поступают возмущения (рис. 1.1), отклоняющие выходные параметры объекта от заданных значений. Информация о текущих значениях выходных параметров передается в управ­ляющую систему, где они сравниваются с соответствующими заданными значениями. В результате сравнения вырабатывают­ся управляющие воздействия на объект управле­ния.

Рис. 1.1. Схема управления объектом

Объектами управления могут быть техноло­гические процессы (измельчение, перемешивание, кристаллиза­ция и т. п.), производства (синтетического каучука, сер­ной кислоты, автомобильных шин и т. п.), предприятия (заводы, фабрики) и целые отрасли промышленности (химическая, нефте­перерабатывающая, нефтехимическая и др.). Технологические про­цессы одного типа могут отличаться аппаратурным оформле­нием, свойствами перера­батываемых веществ и т. д. Однако они протека­ют по одним и тем же за­конам и характеризуются аналогичными зависимо­стями между параметрами.

Классы и типы процессов химической тех­нологии

Для процессов одного типа, протекающих в аппаратах наибо­лее распространенной конструкции, может быть разработано типовое решение автоматизации, приемлемое для всех разновидностей этих процессов. Типовое решение значительно облегча­ет работу по автоматизации для каждого конкретного случая.

Технологические процессы, осуществляемые на предприятиях химической промышленности, характеризуются большим числом разнообразных параметров. Особенно сложны в этом отношении химические и массообменные процессы. Несмотря на многооб­разие параметров, все они могут быть объединены в три груп­пы: входные, режимные и выходные.

Входные параметры характеризуют материальные и энерге­тические потоки на входе в аппарат (расход сырья, давление греющего пара и т. д.). Режимные параметры дают представление об условиях протекания процесса внутри аппара­та. Значения некоторых параметров могут быть не­одинаковы в разных точках аппарата (напри­мер, в ректификационной колонне давление, температура и со­став продукта меняются по высоте колонны). Такие параметры называют распределенными в отличие от сосредоточенных пара­метров (например, давление в ресивере). Управлять объектами с распределенными параметрами, как правило, сложнее, чем объектами с сосредоточенными параметрами. Выходные параметры характеризуют материальные и энергетические потоки на выходе из аппарата (состав конечного продукта, количество от­ходов и т. д.). Это могут быть также сводные экономические показатели процесса, например себестоимость или затраты на производство конечной продукции.

Совокупность значений всех параметров процесса называют технологическим режимом, а совокупность значений параметров, обеспечивающую решение задачи, поставленной при управлении процессом, – нормальным технологическим режимом. Нормаль­ный технологический режим задают и оформляют в виде техно­логической карты (таблицы). В ней приводят перечень пара­метров, значения которых необходимо поддерживать на опреде­ленном уровне, а также указывают диапазоны значений, в кото­рых изменение этих параметров не вызывают серьезных нару­шений технологического режима. Управление технологическим процессом сводится к поддержанию параметров на уровне, со­ответствующем нормальному технологическому режиму.

Реальные объекты управления в большей или меньшей сте­пени подвергаются возмущающим воздействиям, которые нару­шают нормальный ход процесса в объекте. Различают внешние и внут­ренние возмущающие воздействия.

Внешние возмущающие воздействия проникают в объекты управления извне: вследствие изменения входных параметров, некоторых выходных параметров, а также параметров окру­жающей среды. Изменение любого входного параметра процес­са обязательно приводит к изменению течения процесса в объ­екте. Большинство выходных параметров объекта не влияет на ход про­цесса в объекте, однако изменение некоторых из них может нарушать технологический режим объекта. Так, изменение рас­хода пара, выходящего из ректификационной колонны, отража­ется на давлении в колонне, а изменение расхода остатка – на уровне жидкости в кубе. Возмущения, поступающие в объект уп­равления при изменении параметров окружающей среды, наи­более сильно влияют на технологический режим в случае уста­новки аппаратов под открытым небом.

Внутренние возмущающие воздействия возникают в самом объекте управления, например, при перераспределении насадки в колоннах насадочного типа, загрязнении и коррозии внутренних поверхностей аппарата, изменении активности катализато­ра и т. д.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник