Теория управления | это... Что такое Теория управления? (original) (raw)

Тео́рия управле́ния — наука о принципах и методах управления различными системами, процессами и объектами.

Основами теории управления являются кибернетика и теория информации.

Суть теории управления состоит в построении математической модели на основе системного анализа объекта управления (ОУ) и синтезе алгоритма управления (АУ) для получения желаемых характеристик протекания процесса или целей управления.

Содержание

Данная область знаний хорошо развита и находит широкое применение в современной технике. В социально-экономических системах теория управления посвящена приемам и методам анализа, прогноза и возможностям регулирования деятельности различных общностей людей (мирового сообщества, региональных объединений, наций, общественно-хозяйственных групп). Теория управления, как любая наука, имеет свою методологию и методическое обеспечение. Однако в области естествознания и техники теория управления имеет гораздо больше успехов, чем в социально-экономической сфере, где, очевидно, действует ограничение, вытекающее из принципа — «система не может объяснить саму себя»[источник не указан 86 дней].

История

Первое самоуправляемое устройство было построено Ктезибием из Александрии (примерно в 250 году до н. э.). Его водяные часы использовали сифон как регулятор потока воды. До этого изобретения считалось, что только живые существа способны модифицировать свое поведение в ответ на изменения в окружающей среде.

Следующим шагом в развитии саморегулирующихся систем управления с обратной связью стали центробежный регулятор паровой машины Джеймса Уатта (1736—1819), и термостат Корнелиса Дреббеля (1572—1633).

Математическая теория устойчивых систем с обратной связью была разработана в XIX веке.

В связи с развитием паровых машин, потребовались регуляторы, которые могли бы автоматически поддерживать установившийся режим их работы. Универсальность математических методов, полученных в данной теории, перевела ее в область наук, занимающихся изучением абстрактных математических объектов, а не их конкретных технических реализаций.

Родоначальником непосредственно «математической теории управления» можно считать Александра Михайловича Ляпунова — автора классической теории устойчивости движения (1892)[1].

Определение и задачи

Кибернетика установила, что управление присуще только системным объектам. Для них характерно понижение энтропии, направленность на упорядочение системы.

Процесс управления можно разделить на несколько этапов:

  1. Сбор и обработка информации.
  2. Анализ, систематизация, синтез.
  3. Постановка на этой основе целей. Выбор метода управления, прогноз.
  4. Внедрение выбранного метода управления.
  5. Оценка эффективности выбранного метода управления (обратная связь).

Конечной целью теории управления является универсализация, а значит согласованность, оптимизация и наибольшая эффективность функционирования систем.

Методы управления

Методы управления, рассматриваемые теорией управления техническими системами и другими объектами, базируются на трёх фундаментальных принципах:

  1. Принцип разомкнутого (программного) управления,
  2. Принцип компенсации (управление по возмущениям) — такие системы управления применяются при ограниченном диапазоне изменений внешней среды, в зависимости от полноты информации о внешней среде системы управления по возмущениям могут обладать важным свойством: управление по возмущениям с полной информацией обеспечивает полную компенсацию воздействий внешней среды. Системы, в которых достигается полная компенсация, называются инвариантными. В них управляющее воздействие поступает в объект управления одновременно с воздействием внешней среды, нейтрализуя его. Однако в открытых системах предусмотреть все возможные возмущения затруднительно. Кроме того, функциональные зависимости между возмущающими и управляющими воздействиями могут быть неизвестны. Поэтому управление по возмущениям с неполной информацией приводит к накоплению ошибок.
  3. Принцип обратной связи.

Управление можно разделить на два вида:

При иерархическом управлении цель функционирования системы задается её надсистемой.

Примеры современных методов управления:

Внедрение выбранного метода управления

При внедрении чего-нибудь нового всегда существует предрасположенность к возникновению революционной ситуации, когда «верхи не могут управлять по-новому, а низы не желают жить по-старому». Поэтому должен быть разработан также алгоритм переходного процесса, который обеспечил бы бесконфликтный переход систем к новому для них виду функционирования.

Классификация

Имеются следующие наиболее общие подходы к теории управления:

См. также

Примечания

  1. ↑ В. М. Матросов, А. И. Маликов Развитие идей А. М. Ляпунова за 100 лет: 1892—1992 (PDF)

Литература

Просмотр этого шаблона Статьи, связанные с теорией управления и моделированием
Основные понятия Динамическая система • Статическая система • Математическая модель • Передаточная функция • Пространство состояний
Классификация систем Линейные стационарные системы (ЛСС)
Фундаментальные свойства систем Устойчивость • Наблюдаемость • Управляемость
Другое Идентификация систем
Смежные понятия Преобразование Лапласа • Z-преобразование • Преобразование Фурье • Дельта-функция
Характеристики систем Импульсная переходная характеристика • АФЧХ • ЛАФЧХ
Способы математического описаниядинамических систем Передаточная функция • Пространство состояний
Разное Автоматика и телемеханика • Исследование операций