ПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ

ПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ, управление режимом работы объекта по заранее заданной программе. П. у. может осуществляться как с использованием обратной связи (системы с замкнутой цепью воздействия), так и без неё (системы с разомкнутой цепью воздействия) (см. Автоматическое управление). Системы П. у. с замкнутой цепью воздействия могут функционировать с оптимизацией и без оптимизации режима работы управляемого объекта. Процесс П. у. с оптимизацией можно рассматривать как минимизацию нек-рого функционала, характеризующего "расстояние" между искомым и действительным (фактическим) состояниями объекта. Так, напр., П.у. летательными аппаратами реализует требуемую траекторию их движения, что обеспечивает нахождение летательного аппарата в соответствующих точках пространства в заданные моменты времени.

Термин "П. у." с оптимизацией возник в теории управления системами, подверженными действию случайных возмущений (стохастическими). Пусть, напр., движение объекта описывается системой дифференциальных уравнений вида x = f(x, и, E). где х - т. н. фазовый вектор, E - случайная вектор-функция, u(t) - управляющий вектор. Предположим также, что цель управления - перевести объект (систему) из начального состояния х_o в нек-рое конечное x_T. Поскольку система стохастическая, то нельзя говорить о точном достижении конечного состояния x_T. Речь может идти лишь о таком выборе управления, к-рое минимизирует нек-рую функцию конечного состояния J[х(Т)]. В качестве такой функции принимается норма J[x(Т)] =||x(Т)-x_T||. В теории подобных систем, к числу к-рых относятся системы управления ракетами, многими технологич. процессами и т. д., широко распространён след. приём исследования. Предположим, что E = 0, т. е. система детерминирована. Тогда можно пытаться найти управление U(t), к-рое переводит систему точно в состояние x_T по нек-рой траектории движения - функции x(t). Если цель управления достижима, то таких траекторий можно определить достаточно много. Следовательно, появляется возможность выбора управления U(t) (программы), к-рое обеспечивает оптимальное значение нек-рому критерию. Напр., если речь идёт о выводе ракеты на заданную орбиту, то таким критерием может быть затрата горючего. Так возникает понятие оптимальной программы, к-рое охватывает обычно и понятие оптимальной траектории x(t), и оптимального управления U(t). Понятие оптимальной программы относится к идеализированным системам. Поэтому конструктор, определив оптимальную программу, проектирует ещё и систему управления программой - траекторией. Можно написать: U=U + u, где U - фиксированная функция времени, а и - корректирующее управление, к-рое осуществляется по цепи обратной связи. Система управления содержит средства измерения действительной траектории, и задача корректирующего управления - обеспечить минимальное рассогласование реальной траектории x(t) и оптимальной x(t), к-рая достигает цели управления x_T.

Лит.: Моисеев Н. Н., Численные методы в теории оптимальных систем, М., 1971; его же, Оптимизация и управление (эволюция идей и перспективы), "Известия АН СССР. Техническая кибернетика", 1974, № 4; его же, Элементы теории оптимальных систем, М., 1975. Н. Н. Моисеев.

П. у. технологическим оборудованием и процессами охватывает управление движением (станки и др. машины, механизмы, движущиеся объекты) и управление изменением физ. и хим. параметров (темп-ры, давления, концентрации и т. п.). Наибольшее практич. применение получило П. у. станками (см. Металлорежущий станок). В первом станке (фрезерном) с цифровым П. у. (1952, Массачусетсский технологич. нн-т, США) программа задавалась двоичным цифровым кодом, записанным на магнитной ленте, к-рый преобразовывался интерполятором в сигнал управления. Сигнал управления воспроизводился следящими приводами подач. В совр. системах наиболее употребительны два варианта следящего привода - с замкнутой цепью управления (преимущественно постоянного тока) и с разомкнутой цепью (на шаговых электродвигателях). Схемы управления выполняются на полупроводниковых приборах. Существуют два осн. класса систем П. у.: координатное управление перемещением из одного положения в другое по непрограммируемой (но, возможно, оптимизируемой) траектории движения и контурное управление, в к-ром программируется вся траектория.

Первоначальное цифровое П. у. рассматривалось как осн. метод автоматизации индивидуального и мелкосерийного производств; по мере же совершенствования П. у. оно начинает проникать в серийное и массовое произ-во как средство, обеспечивающее макс. мобильность произ-ва (быстроту смены характеристик изделий). В 60-х гг. появились системы "прямого" П. у. с непосредств. связью ЭВМ с одним или группой станков при работе ЭВМ в реальном масштабе времени. Получают распространение системы цифрового П. у. с малыми ЭВМ переменной структуры ("с гибкой логикой"). В кон. 60-х гг. появились "цикловые" системы П. у.- малые ЭВМ, выполняющие только логические операции и заменяющие обычные электронные устройства на контактных и бесконтактных реле. Стали применяться также и адаптивные системы цифрового П. у., в к-рых программа задаёт геометрию изделия и критерии оптимальности, а адаптивное управление изменяет режимы резания по оптимальному закону. В самообучающихся системах цифрового П. у. критерии оптимальности вырабатываются на основе статистич. анализа предыдущих циклов.

Разработаны технологич. участки полностью автоматизированного управления, осуществляемого по иерархич. принципу. В этом случае центральная ЭВМ управляет ЭВМ-сателлитами, а последние - малыми ЭВМ у станков. Созданы автоматич. линии, работающие без ручного обслуживания (напр., "Система 24" фирмы "Молинз", Великобритания). В таких системах термин "П. у." получает новый, более широкий смысл - всё управление осуществляется через систему ЭВМ с помощью одной гл. входной программы и вспомогат. подпрограмм, хранящихся в памяти всех ЭВМ системы.

Лит.: Спиридонов А. А., Федоров В. Б., Металлорежущие станки с программным управлением, 2 изд., М., 1972; Шаумян Г. А., Комплексная автоматизация производственных процессов, М., 1973; Булгаков А. А., Программное управление системами машин, М., 1975.

А. А. Булгаков.

Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

ПРОГРАММЫ ОРГАНИЗАЦИЯ →← ПРОГРАММНАЯ ОБРАБОТКА

ПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ

Смотреть что такое ПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ в других словарях:

Рекомендуем посмотреть: