УПРАВЛЯЮЩАЯ МАШИНА

УПРАВЛЯЮЩАЯ МАШИНА, упpавляющая вычислительная машина (УВМ), вычислит. машина, включённая в контур управления технич. объектами (процессами, машинами, системами). УВМ принимают и обрабатывают информацию, поступающую в процессе управления, и выдают управляющую информацию либо в виде текста, таблицы, графика, отпечатанных на бумаге или отображаемых на экране дисплея, либо в виде сигналов (воздействий), подаваемых на исполнит. органы объекта управления (см. рис.). Гл. цель применения УВМ - обеспечение оптимальной работы объекта управления. Управление с помощью УВМ строится на основе математич. описания поведения объектов (см. Алгоритмизация процессов, Математическая модель). Отличит. особенность УВМ - наличие в них наряду с осн. устройствами, входящими в состав всех ЭВМ (процессором, памятью и др.), комплекса устройств связи с объектом. К этому комплексу относятся устройства, осуществляющие ввод в процессор данных (получаемых от датчиков величин, характеризующих состояние управляемого объекта), устройства, обеспечивающие выдачу управляющих воздействий на исполнит/ органы, а также различные преобразователи сигналов, устройства отображения информации.

Рис. 3. Параметры, достигнутые на различных установках для изучения проблемы управляемого термоядерного синтеза к середине 1976. Т-10 - установка токамак Института атомной энергии им. И. В. Курчатова, СССР; PLT - установка токамак Принстонской лаборатории, США; Алкатор - установка токамак Массачусетсского технологического института, США; TFR - установка токамак в Фонтене-о-Роз, Франция; ПР-6-открытая ловушка Института атомной энергии им. И. В. Курчатова, СССР; 2ХПВ - открытая ловушка Ливерморской лаборатории, США; 6-пинч (Сциллак) - установка Лос-Аламосской лаборатории, США; Стелларатор "Ураган-1" - установка Украинского физико-технического института, СССР; Лазер-импульсные системы с лазерным нагревом, СССР, США.

Различают УВМ универсальные (общего назначения) и специализированные. К специализированным относятся УВМ, ориентированные на решение задач в системах, управляющих заранее определённым небольшим набором объектов (процессов). К универсальным относят УВМ, к-рые по своим технич. параметрам и возможностям могут быть использованы практически в любой системе управления. По способу представления информации УВМ делят на цифровые (см. Цифровая вычислительная машина), аналоговые (см. Аналоговая вычислительная машина) и гибридные - цифроаналого-вые. Цифровые УВМ превосходят аналоговые по точности управления, но уступают им в быстродействии. В гибридных УВМ цифровые и аналоговые вычислит. устройства работают совместно, что позволяет в макс, степени использовать их достоинства.

УВМ является центр. звеном в системах автоматического управления (САУ). Она осуществляет обработку информации о текущих значениях физ. величин, характеризующих объект, и об их изменении, а также вырабатывает управляющие сигналы, обеспечивающие заданные режимы его работы. В автоматизированных системах управления (АСУ) технологич. процессами УВМ обычно работает в режиме советчика, выдавая оператору сведения о состоянии объекта управления и рекомендации по оптимизации процесса управления, или (реже) в режиме непосредств. управления. По назначению и области использования УВМ подразделяются на промышленные, аэрокосмические, транспортные и др.

Появление УВМ связано с разработкой бортовых вычислит. машин для военной авиации в начале 50-х гг. Так, напр., одна из первых бортовых УВМ - "Диджитак" (США, 1952) предназначалась для автоматич. управления полётом и посадкой самолёта, для решения задач навигации и бомбометания. В ней использовалось около 260 субминиатюрных электронных ламп и 1300 полупроводниковых диодов. УВМ занимала объём 150 дм3при массе 150 кг. В середине 50-х гг. были разработаны первые бортовые УВМ на транзисторах, а в начале 60-х гг.- первые бортовые УВМ на интегральных микросхемах, в т. ч. неск. моделей со сравнительно высокими вычислит. возможностями. Примером такой УВМ может служить "УНИВАК-1824" (США, 1963), состоящая из арифметико-логич. устройства, запоминающего устройства, блока ввода-вывода данных и блока питания; объём, занимаемый УВМ, 4,1 дм3, масса 7 кг, потребляемая мощность 53 вт (при этом не требовалась система охлаждения или вентиляции); эта УВМ собрана на 1243 интегральных микросхемах. В начале 60-х гг. УВМ применяли в системах управления непрерывными технологич. процессами (пример - УВМ RW-300, США, включённая в контур управления технологич. процессами произ-ва аммиака). В такой системе управления воздействия, вырабатываемые УВМ, преобразовывались из цифровой формы в аналоговую и в виде элек-трич. сигналов поступали на регуляторы исполнит. механизмов. Непосредств. цифровое управление непрерывным технологич. процессом впервые было применено в 1962 в СССР (в системе управления "Автооператор" на Лисичанском химкомбинате) и в Великобритании (в системе управления "Аргус-221" на содовом з-де в г. Флитвуд). Для управления непрерывными технологич. процессами в СССР в 60-х гг. были разработаны вычислит. машины "Днепр", "Днепр-2", ВНИИЭМ-1, ВНИИЭМ-3, УМ-I-HX и др. В середине 60-х гг. появилась тенденция к переходу от выпуска единичных моделей УВМ к выпуску управляющих вычислительных комплексов (УВК), к-рые строятся по агрегатному принципу. УВК представляет собой набор вычислит. средств, средств связи с объектом и оператором, внутренней и внешней связи. Пример УВК - комплекс М-6000, входящий в агрегатированную систему средств вычислит. техники (АСВТ), разработанную в СССР (серийный выпуск с 1969). Конструктивно АСВТ представляет собой набор модулей, из к-рых компонуют различные по структуре и назначению УВК. В основном это комплексы для сбора и первичной обработки информации при управлении различными технологич. процессами, науч. экспериментами и т. п. УВК М-6000 состоит из универсального цифрового процессора, устройств ввода-вывода данных, агрегатных модулей сбора и выдачи аналоговой и дискретной информации, агрегатных модулей для организации внутренней связи и связи с др. комплексами. На базе АСВТ создаются многоуровневые АСУ пром. предприятием. На нижнем уровне такой системы используются относительно простые УВМ (напр., микропрограммный автомат М-6010 и машина централизованного контроля М-40), выполняющие функции непосредств. управления технологич. процессом. На среднем уровне при помощи УВК (напр., УВК М-6000 и М-400) решаются более сложные задачи управления, связанные с оптимизацией группы технологич. процессов. Эти УВК, в свою очередь, имеют связь с центр. звеном системы, к-рое решает задачи управления работой всей системы в целом, в т. ч. задачи учёта и планирования произ-ва. На этом уровне обычно используются большие УВК (напр., М-4030 и М-7000).

Одно из направлений развития УВМ - их агрегатирование на основе функциональных модулей, отвечающих требованиям единства входных и выходных параметров, стандартных информационных связей между модулями и унифицированного математического обеспечения. При этом появляется реальная возможность компоновки (по заказу пользователя) вычислит. системы нужной структуры. Пример - вычислит. система Хью-летт - Паккард-9600 (США), предназначенная для различных измерений и автоматич. регулирования, к-рая уже частично реализует это направление развития УВМ. Основа этой системы - функциональный унифицированный модуль, представляющий собой микропрограммный процессор, агрегатируемый с другими функциональными модулями. Для централизованного автоматич. управления группами территориально разобщённых объектов используют т. н. распределённые системы управления, к-рые включают центр обработки данных, оснащённый высокопроизводительными ЭВМ, центральные и периферийные системы управления, объединённые унифицированными системами связи. Использование в центре обработки данных высокопроизводительной ЭВМ позволяет обрабатывать информацию, поступающую от центральных систем управления (к-рые работают в реальном масштабе времени), а также осуществлять дистанционный ввод задач в центральные системы управления. Последние связаны с центром обработки данных и с периферийными системами, осуществляющими непосредств. управление объектами.

Большое внимание при создании совр. УВМ уделяется повышению надёжности их функционирования при одноврем. снижении стоимости, массы и габаритов, а также повышению надёжности средств получения информации, её преобразования и выдачи.

Лит.: Каган Б. М., Каневский М. М., Цифровые вычислительные машины и системы, 2 изд., М., 1973.

Г. Р. Воскобойников, М. А. Данилъченко, М. И. Никитин.




Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

УПРАВЛЯЮЩЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ →← УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙСИНТЕЗ

Смотреть что такое УПРАВЛЯЮЩАЯ МАШИНА в других словарях:

УПРАВЛЯЮЩАЯ МАШИНА

        управляющая вычислительная машина (УВМ), вычислительная машина, включенная в контур управления (См. Управление автоматическое) техническими объ... смотреть

УПРАВЛЯЮЩАЯ МАШИНА

brain, controlling machine

T: 194