Сущность, задачи и закономерности управления различными системами

Любой целенаправленный процесс, происходящий в машине, живом организме или выполняемый человеком, представляет собой организованную совокупность операций, которые условно можно разбить на две группы: рабочие операции и операции управления.

Рабочие операции — это действия, необходимые непосредственно для выполнения процесса в соответствии с природой и.чаконами, определяющими ход процесса. Например, процесс обработки детали на токарном станке состоит из таких рабочих операций, как закрепление детали, подача резца, снятие стружки и др.

Для достижения цели процесса рабочие операции должны организовываться и направляться действиями другого рода — операциями управления. Так, в процессе токарной обработки детали совершаются такие операции управления, как своевременное включение и выключение станка, поддержание заданного числа оборотов заготовки, целенаправленное изменение скорости, направления движения резца и т. п. Совокупность опе­раций управления образуют процесс управления.

Система, в которой осуществляется процесс управления, называется системой управления. В структурном аспекте любую систему управления можно представить взаимосвязанной совокупностью объекта управления (управляемой подсистемы) и управляющего органа (управляющей подсистемы) (рис. 2.1). Объектом управления могут быть отдельный механизм, машина, станок, агрегат, бригада рабочих или отдельный рабочий, цех или все предприятие, производственное объединение или отрасль народного хозяйства.

В качестве управляющего органа можно рассматривать устройство или человека, управляющих станком, агрегатом, механизмом. Управляющим органом являются также бригадир, осуществляющий руководство бригадой, управленческий персонал цеха, завода или отраслевого министерства.

Любой процесс управления должен быть целенаправленным. Это значит, что управляющему органу должна быть известна цель управления, т. е. информация, используя которую можно

Цель управления

Обратная связь Сигналы управления

Возмущающие воздействия

Рис. 2.1. Обобщенная структура системы управления

определить желаемое состояние объекта управления. Управляющий орган воздействует на объект управления так, чтобы его состояние соответствовало желаемому.

Объект управления представляет собой открытую систему, а значит, находится в динамическом взаимодействии с внешней средой. Влияние внешней среды на объект управления, как правило, носит неконтролируемый характер и выражается в случайном изменении его состояния. Воздействие окружающей среды на объект управления называют возмущающим воздействием.

Все сказанное позволяет дать более полное определение. Управление есть осуществление совокупности воздействий на объект, выбранных из множества возможных воздействий на основании программы управления, информации о поведении объекта, состоянии внешней среды и направленных на поддержание или улучшение функционирования объекта для достижения заданной цели. Или, иными словами, управление есть функция системы, направленная либо на сохранение ее основного качества (т. е. совокупности свойств, утеря которых приводит к разрушению системы), либо на выполнение некоторой программы, обеспечивающей устойчивость функционирования и достижение определенной цели.

Соответственно системой управления называют систему, в которой реализуются перечисленные выше функции управления. В системе управления, таким образом, всегда можно выделить, как минимум, две подсистемы: управляющую и управляемую. Первая осуществляет собственно функции управления, вторая является объектом управления.

Характерной чертой общей теории управления является совместное изучение процессов управления на производстве, в технических устройствах и в живых организмах. Что же дает нам право сравнивать процессы управления в столь отличающихся качественно друг от друга системах?

Чтобы установить наличие позволяющих это делать аналогий, рассмотрим несколько общих блок-схем управления, относящихся к различным системам. На рис. 2.2 представлена схема неавтоматического управления каким-либо объектом (станком, конвейером, цехом, предприятием, транспортной единицей и т. п.), осуществляемого человеком (оператором, машинистом, диспетчером, начальником, директором), именуемым в дальнейшем руководителем.

Цепь управления