Что понимается под управлением управление движением объекта

Тест с ответами по информатике: “Информационные связи в системах различной природы” 10 класс

1. В каком виде чаще всего графически представляются системы:
а) в виде графа +
б) в виде кластера
в) в виде интеллект-карты

2. Порядок связей между элементами системы:
а) текстура системы
б) структура системы +
в) остов системы

3. Сложные объекты, состоящие из взаимосвязанных частей и существующие как единое целое называют:
а) составными объектами
б) множествами
в) системами +

4. Правильно установите соответствие:
объект управления:
а) органы движения +
б) мозг
в) нервная система

5. Для какого вида систем характерно наличие информационных связей:
а) только для искусственных систем
б) только для естественных систем
в) как для естественных, так и для искусственных систем +

6. Правильно установите соответствие:
управляющая система:
а) нервная система
б) мозг +
в) органы движения

7. В чём состоит суть системного подхода:
а) в изучении взаимодействия системы с окружающим миром
б) в изучении связей между отдельными элементами системы
в) в изучении отдельных элементов системы, связей между ними и взаимодействия системы с окружающим миром +

8. Правильно установите соответствие:
канал информационной связи:
а) нервная система +
б) органы движения
в) мозг

9. Что изучает наука кибернетика:
а) принципы роботостроения
б) теоретические аспекты информационных процессов
в) процессы управления в живых и неживых системах +

10. Информатика – это наука о методах и процессах сбора, хранения, обработки, передачи, анализа и оценки информации с применением компьютерных технологий, так ли это:
а) нет
б) да +
в) отчасти

11. Процесс целенаправленного воздействия на объект, осуществляемый для организации его функционирования по заданной программе:
а) управление +
б) программирование
в) прогнозирование

12. Аппаратные информационные методы:
а) устройства, встраиваемые непосредственно в вычислительную технику
б) взаимодействие данных с информационными методами, использующими технические средства +
в) взаимодействие данных с любыми техническими средствами

13. Чем автоматизированная система управления отличается от автоматической:
а) автоматическая система работает без участия человека +
б) это два разных названия одного и того же понятия
в) автоматизированная система работает без участия человека

14. Во всем многообразии окружающих нас систем можно выделить системы:
а) заимствованные
б) основные
в) естественные +

15. На чём основано системное мышление:
а) на способности человека применять системный подход +
б) на широте кругозора человека
в) на способности человека придерживаться принятой системы при рассмотрении конкретного вопроса

16. Во всем многообразии окружающих нас систем можно выделить системы:
а) главные
б) искусственные +
в) второстепенные

17. Процесс передачи информации о состоянии объекта управляющему объекту:
а) прямая связь
б) индикация
в) обратная связь +

18. Такие системы также можно назвать материальными:
а) основные
б) естественные +
в) заимствованные

19. Может ли один и тот же объект являться и системой, и элементом системы (простым объектом):
а) не может
б) может, если обладает достаточной сложностью
в) может, в зависимости от случая, в котором он рассматривается +

20. Изучением процессов управления в живых и неживых системах занимается наука:
а) философия
б) кибернетика +
в) ботаника

21. Выберите из предлагаемых вариантов только нематериальную систему:
а) разговорный язык +
б) оркестр
в) автомобиль

22. Все системы управления можно разделить на:
а) основные системы управления
б) неавтоматические системы управления +
в) второстепенные системы управления

23. Выберите из предлагаемых вариантов только нематериальную систему:
а) Солнечная система
б) оркестр
в) нотные записи +

24. Все системы управления можно разделить на:
а) роботизированные системы управления
б) автоматизированные системы управления +
в) зависимые системы управления

25. Выберите из предлагаемых вариантов только материальную систему:
а) нотные записи
б) разговорный язык
в) животный организм +

26. Все системы управления можно разделить на:
а) управляющие системы управления
б) системы автоматического управления +
в) управляемые системы управления

27. Выберите из предлагаемых вариантов только материальную систему:
а) машина +
б) разговорный язык
в) нотные записи

28. Апельсин состоит из множества различных объектов, так ли это:
а) да
б) отчасти
в) нет +

29. Что понимается под управлением:
а) планомерное воздействие на некоторый объект с целью изменения его свойств +
б) планомерное воздействие на некоторый объект с целью достижения определенного результата
в) управление движением объекта

30. Апельсин состоит из множества подобных объектов, так ли это:
а) нет
б) да +
в) отчасти

Источник

Тест по информатике «Информационные процессы в системах»

Описание разработки

Задание #1

Выберите один из 2 вариантов ответа:

1) сложный объект, состоящий из взаимосвязанных частей и существующий как единое целое

2) сложный объект, состоящий из отдельных деталей

Задание #2

Выберите один из 2 вариантов ответа:

1) подсистемы, из которых состоит система

2) порядок связей между элементами системы

Задание #3

Выберите один из 3 вариантов ответа:

1) необходимость учета всех элементов входящих в систему

2) необходимость учета всех существенных системных связей объекта изучения или воздействия

3) всякой системе свойственны новые качества, не присущие ее составным частям

Задание #4

Выберите свойства системы

Выберите несколько из 4 вариантов ответа:

Задание #5

Что понимается под управлением?

Выберите один из 3 вариантов ответа:

1) управление движением объекта

2) планомерное воздействие на некоторый объект с целью достижения определенного результата

3) планомерное воздействие на некоторый объект с целью изменения его свойств

Задание #6

Из каких подсистем состоит система управления?

Выберите несколько из 3 вариантов ответа:

1) объекта управления

2) управляющей системы

Задание #7

Укажите соответствие для всех 3 вариантов ответа:

1) объект управления

2) управляющая система

3) канал информационной связи

__ органы движения

__ нервная система

Задание #8

Выберите один из 2 вариантов ответа:

1) скорость передачи информации

2) время передачи информации по каналу связи

Задание #9

Что такое шум по отношению к системам передачи данных?

Выберите один из 3 вариантов ответа:

1) многократное повторение информации

2) избыток информации

3) частичная потеря информации при передаче

Задание #10

Выберите виды обработки информации

Выберите несколько из 6 вариантов ответа:

1) получение новой информации

2) изменение формы представления информации

3) защита информации

4) систематизация информации

5) поиск информации

6) передача информации

Задание #11

Что такое СКИ исполнителя?

Выберите один из 2 вариантов ответа:

1) скорость, краткость, исполнительность

2) система команд исполнителя

Задание #12

Пропускная способность канала связи 10 Кбит/с. Канал подвержен воздействию шума, поэтому избыточность кода составляет 25%. Определить за какое время по каналу будет передан текст, информационный объем которого составляет 100 Кбайт?

Выберите один из 4 вариантов ответа:

Задание #13

Сопоставьте атрибуты поиска информации

Укажите соответствие для всех 3 вариантов ответа:

1) это условие, которому должно удовлетворять значение ключа поиска в искомой записи

2) вся совокупность данных среди которых осуществляется поиск

3) поле записи, по назначению которого происходит поиск

__ критерий поиска

Задание #14

Задумано число в диапазоне от 0 до 127. За сколько вопросов можно угадать число?

Выберите один из 4 вариантов ответа:

Задание #15

Переведите 0,5 Кбайт в байты

Выберите один из 4 вариантов ответа:

Задание #16

Переведите 1,5 Мбайт в Кбайты

Выберите один из 4 вариантов ответа:

Задание #17

Чему равен информационный объем слова БАЙТ (в обычной 8-ми битной кодировке)

Выберите один из 3 вариантов ответа:

Задание #18

На стеллаже 16 полок. Сколько бит информации содержится в сообщении, что нужная книга лежит на 4-ой полке?

Задание #19

Информационный объем текста равен 150 байт. Количество символов в тексте 300. Сколько символов в алфавите?

Задание #20

Лотерея 5 из 32. Какое количество бит содержит сообщение о том что выпали все 5 шаров?

Источник

Основные задачи управления

Под управлением понимается процесс такого воздействия на некоторую систему или объект (объект управления), при котором состояние системы или объекта изменяется «в нужную сторону». Объектами управления, очевидно, могут быть: техническое устройство (например, автомобиль), экономическая ситуация на предприятии или фирме, экосистема региона, процесс разработки программного проекта, сам программный проект и его характеристики и т.п. Предполагается, что мы можем не только оказывать воздействие на объект, но и оценивать результаты этого воздействия по некоторым заданным критериям. Например, критериями качества процесса разработки программного проекта могут служить время завершения проекта и его бюджет (стоимость разработки). Влиять на эти характеристики (управлять ими) мы можем, например, с помощью перераспределения ресурсов между отдельными работами, составляющими данный программный проект.

Общая схема процесса управления приведена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Система управления

Объект управления рассматривается как сколь угодно сложная система, преобразующая входные управляющие воздействия U(t) в выходные сигналы (траектории) V(t), характеризующие состояние объекта управления в момент времени t. Очевидно, что реальный объект управления может иметь множество входов и выходов, определяющих его функциональное взаимодействие с внешней средой. Все эти каналы связи со средой на рис. 2.1 не показаны. Изображены лишь те входы и выходы, которые являются существенными для формулирования задачи управления.

Совокупность объекта управления и воздействующего на него устройства управления называется системой управления. Предполагается, что на объект управления действуют также возмущения x(t), изменяющие, как правило, в непредсказуемом направлении основные характеристики объекта управления. Для определенности будем предполагать, что все функции времени, изображенные на рис. 2.1, являются вектор-функциями с вещественными компонентами и заданными размерностями.

Сигнал управления вырабатывается в соответствии с некоторой заданной целью управления, определяемой теми задачами, которые поставлены перед системой управления. Довольно часто в системах управления для выработки управляющих воздействий оказывается необходимой информация о действительном состоянии объекта управления. Эта информация поступает по цепи обратной связи, показанной на рис. 2.1 пунктирной стрелкой.

В качестве примера объекта управления может выступать некоторый завод, перерабатывающий сырье в готовую продукцию. Здесь под управлением может пониматься вся система мероприятий и нововведений, направленная на достижение определенной цели или целей, связанных, например, с качеством и количеством выпускаемой продукции, а также, возможно, с определенными требованиями к срокам выпуска этой продукции.

Описание некоторого объекта как объекта управления и выявление каналов воздействия на него может производиться только исходя из заданной цели управления. Так, например, тот же завод с точки зрения служб санэпиднадзора или иных экологических служб является объектом управления, перерабатывающим сырье в промышленные отходы, загрязняющие окружающую среду. В этом случае управление со стороны этих служб будет направлено на снижение влияния вредных техногенных факторов, а вовсе не на интенсификацию производства, как в первом случае.

Основные задачи, решаемые большинством систем управления и отражающие главные цели управления, могут быть отнесены к одному из следующих типов: стабилизация, выполнение программы, слежение, экстремальное управление, оптимизация.

Задача стабилизации – задача,заключающаяся в поддержании некоторых выходных (управляемых) характеристик объекта управления на заданных уровнях, несмотря на постоянно действующие возмущения x(t):

Задачи стабилизации возникают и решаются в живой природе (поддержание стабильной температуры тела у теплокровных животных), в технических системах (например, стабилизация напряжения и частоты в энергосистемах вне зависимости от нагрузки) и т.д.

Задача выполнения программы, или задача программного управления – задача обеспечения наперед заданных траекторий V(t), т.е.задача принуждения объекта управления изменять свои управляемые характеристики во времени по заданному закону, по определенной программеV*(t). Например, процесс разработки некоторого технического изделия на заводе должен протекать в соответствии с заранее разработанным временным графиком. Запускаемый космический аппарат обычно выводится на траекторию в соответствии с заранее заданной расчетной траекторией. Легко видеть, что задача стабилизации является частным случаем задачи программного управления.

Задачи слежения – задачи, в которыхосновная проблема сводится к формированию такой выходной траектории V(t) управляемого объекта, которая как можно более точно аппроксимировала бы другую, заранее не известную траекторию V*(t). Например, задачи слежения возникают, когда антенна радиолокатора отслеживает непредвиденные движения какого-либо летящего объекта. Число подобных примеров может быть большим.

Задачи экстремального управления, или, как иногда говорят, задачи настройки, возникают довольно часто. Задачи экстремального управления (задачи настройки) – задачи, заключающиеся в достижении некоторой цели, которая может эволюционировать во времени. Предполагается, что на траекториях объекта управления задан некоторый функционал, отражающий эту цель (обычно его экстремум соответствует некоторому нормальному, благоприятному или наилучшему режиму работы) и зависящий как от управляемых, так и от неуправляемых параметров объекта. Требуется с помощью соответствующих управляющих воздействий добиваться того, чтобы значение целевого функционала в любой момент времени находилось в достаточно малой окрестности экстремума (максимума или минимума – в зависимости от смысловой интерпретации). Например, при настройке радиоприемника на какую-либо радиостанцию добиваются достижения максимальной громкости. Автоматические системы экстремального управления часто называются системами автоматической оптимизации, или самонастраивающимися системами.

Задачи экстремального управления являются в определенном смысле более сложными, чем ранее перечисленные, например, требуется оценивать критерий или его производные. Важно отметить, что задачи экстремального управления являются не только более сложными, но и более общими. При необходимости практически любую задачу управления можно сформулировать на языке экстремального управления. Например, задачи стабилизации и программного управления могут быть сформулированы как задачи минимизации невязки (ошибки) между заданными и действительными выходными траекториями объекта.

В качестве примера можно рассмотреть пример задачи об оптимальном (в смысле расхода горючего) режиме набора высоты и скорости летательным аппаратом, например, самолетом. На рис. 2.2 показано фазовое пространство самолета как объекта управления. Ось абсцисс является осью высот Н, а ось ординат – осью скоростей V. Состояние самолета изображается точкой фазового пространства – плоскости VOH.

О

Рис. 2.2. Фазовое пространство набора высоты и скорости самолета

Существует множество траекторий в фазовом пространстве, соединяющих начальную (А) и конечную – целевую – точки (B). Требуется выбрать такое управление самолетом, чтобы набор высоты и скорости проходил в соответствии с некоторой оптимальной траекторией. Под критерием оптимальности в данном примере понимается суммарный расход горючего. Если такая оптимальная траектория рассчитана заранее, то она, в принципе, может выступать в качестве программы при последующем решении задачи программного управления. Однако обычно ситуация оказывается несколько сложнее. Может ставиться задача построения оптимального поведения объекта независимо от того, в какой точке фазового пространства он оказался в процессе реального движения в условиях возмущений. Собственно задача выполнения программы здесь уже не является определяющей.

Нужно ясно понимать, что все перечисленные задачи теории управления могут находиться в определенной иерархической взаимосвязи и присутствовать одновременно при проектировании той или иной системы управления. Например, на одном из иерархических уровней мы можем решать задачу стабилизации, строя соответствующую систему управления. В то же время (на более высоком уровне) может ставиться задача экстремального управления этой системой стабилизации в соответствии с некоторым критерием качества стабилизации и т.д. Число таких «вложений» теоретически не ограничено.

Мы сейчас рассматривали основные задачи теории управления, а не методы их решения. Методы решения сформулированных задач и их реализация в виде конкретных систем управления могут быть различными, и они связаны с основными принципами управления.

Принцип жесткого управления проиллюстрирован на рис. 2.3, где представлена система жесткого управления, решающая задачу программного управления (задачу выполнения заданной программы).

Рис. 2.3. Система жесткого программного управления

Здесь цель управления V*(t) задает желаемую программу изменения состояния объекта во времени. Эта программа передается управляющему устройству для построения необходимого управления U(t). В результате такого управления состояние объекта должно изменяться по закону V(t). Система управления стремится обеспечить равенство V(t)»V*(t) для любого момента времени. Рассмотрим данный процесс жесткого управления подробнее.

1) объект управления является безинерционным и описывается оператором F: V(t) = F(U(t));

2) данное равенство справедливо для любого момента времени t;

Управляющее устройство вырабатывает управляющее воздействие по закону где G – оператор устройства управления.

Очевидно, для достижения равенства

необходимо обеспечить закон управления Gв виде G=F-1.

Таким образом, оператор, характеризующий закон управления, является обратным к оператору объекта.

Существенные моменты в процессе жесткого управления сводятся к следующему. Во-первых, для построения закона управления необходимо иметь полную информацию об операторе объекта F(U(t)) (математической модели объекта). Во-вторых, предполагается стабильность характеристик объекта, то есть неизменность его оператора. При малейших изменениях в объекте точность жесткого управления может быть нарушена: G¹F-1.

Примером системы жесткого управления является система радиосвязи, когда акустические колебания V*(t), создаваемые, например, диктором в студии, поступают с микрофона в управляющее устройство, где преобразуются в радиоволны U(t) (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Система радиосвязи

После прохождения канала связи радиоволны попадают в приемник, детектируются, усиливаются и при помощи динамика преобразуются снова в акустические колебания. Здесь мы имеем факт управления на расстоянии колебаниями диффузора динамика таким образом, чтобы они копировали колебания в микрофонной цепи передатчика.

Таким образом, в системах жесткого управления управляющему устройству недоступна информация о действительном состоянии объекта управления – какая-либо обратная связь отсутствует. В гораздо большем числе случаев необходимо прибегать к более гибким принципам управления, оказывающимся более эффективными при наличии различных помех, возмущений и изменяющихся параметрах объекта управления.

Системы регулирования – системы, где управляющие воздействия строятся в зависимости от фактического текущего состояния объекта управления. Информация о состоянии объекта поступает по специально организованным каналам обратной связи. Принцип управления с обратной связью называется принципом замкнутого управления, а сама система управления с обратной связью называется замкнутой системой управления. Здесь так же, как и в предыдущем случае, для эффективного функционирования системы управления часто необходимо иметь модель (оператор) объекта управления. В противном случае построение управляющих воздействий оказывается невозможным или малоэффективным. Основное преимущество замкнутых систем перед разомкнутыми состоит в том, что они оказываются существенно менее зависимыми от неизмеримых возмущений и помех, особенно когда механизм влияния помех на объект управления неизвестен. Пример замкнутой системы программного управления представлен на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Замкнутая система программного управления

В устройстве управления сравнивается желаемое V*(t) и действительное значения функции V(t). Это позволяет определить, насколько состояние объекта отличается от требуемого (задаваемого программой V*(t)). В результате управление строится как функция невязки:

Наличие обратной связи обычно позволяет существенно расширить возможности управления и ослабить требования к знанию структуры и свойств объекта управления.

Отметим, что все сложности управления начинаются при попытке управления сложным объектом. Управление простыми объектами обычно не вызывает каких-либо проблем. Например, система управления нагревательными приборами в помещении (или в аквариуме) может быть основана на очень простом принципе: включить подогрев, если температура ниже заданной, и выключить его, если температура выше или равна заданной. В этом случае не нужна никакая модель объекта управления. Другое дело, что даже в этом простом примере нас могут интересовать возникающие при таком управлении колебания температуры. Для уменьшения этих колебаний мы можем начинать интересоваться мощностью нагревательного прибора, его инерционными свойствами, а также свойствами нагреваемой среды – в данном случае воды или воздуха. Например, существенным может оказаться учет нагреваемого объема воздуха или воды и т.д. Таким образом, нас уже интересует модель объекта управления.

Под сложной системойили объектом понимается система с антиинтуитивным поведением, то есть такая система, реакция которой на заданное входное воздействие или сигнал управления не может быть предсказана на основе «здравого смысла». Мы, следовательно, отличаем сложную систему от большой системы, характеризуемой, например, числовыми массивами или файлами высокой размерности. В этом смысле большая система может быть и простой по поведению.

Схема взаимодействия объекта управления с окружающей средой представлена на рис. 2.6.

Рис. 2.6. Взаимодействие объекта со средой

Здесь появился новый канал связи объекта со средой — X(t). Он означает неуправляемое, но наблюдаемое воздействие среды на объект, x(t) по-прежнему означает вектор неуправляемых и ненаблюдаемых возмущений (как внутренних, так и внешних). Под оператором объекта управления понимается оператор F*, связывающий входы объекта с его выходом:

Перечислим теперь характерные признаки сложности объекта управления.

1. Отсутствие описания (в том числе алгоритмического) оператора F*. Для целей управления сложным объектом оно совершенно необходимо.

2. Неожиданное, антиинтуитивное поведение объекта. Иногда это поведение моделируется и объясняется с помощью введения фактора стохастичности. Поэтому для построения систем управления сложными объектами привлекается аппарат стохастической теории управления или теории управления в условиях неопределенности.

3. Нестационарность (изменчивость во времени) оператора F*.

Источник