Управление и кибернетика

Управление и кибернетика

Возникновение кибернетики

• Кибернетика – наука об свойствах процессов управления в живых и неживых системах.
• 1948 год - выпуск книги Норберта Винера «Кибернетика».

Управление

• Управление - это целенаправленное воздействие управляющего объекта на объект управления.

Управление

Ситуация - два объекта:

Один – управляющий, второй – управляемый.

Например:

Человек и телевизор, хозяин и собака.

Алгоритм управления

• Алгоритм управления – последовательность команд по управлению, приводящее к достижению поставленной цели.

• Команды отдаются с целью.

Алгоритм управления

• Исполнитель управляющего алгоритма – объект управления
• Информационный процесс – взаимодействие между управляющим и управляемым объектами.

Задание

• Школа, класс, стая волков, стадо коров, дрессировщик, собака, автомобиль, водитель.

Управляющий объект

Управляемый объект

ЗАДАНИЕ:

• А сейчас проведем опыт:
• Один ученик выходит из класса. Остальные учащиеся должны написать команды для нахождения клада. Затем ученик заходит и пытается выполнить команды одного из учащихся.

Системы, в которых роль управляющего поручается компьютеру, называются автоматическими системами с программным управлением .

Признаки программного управления:

• Прямая и обратная связь
• Программа управления (алгоритм, записанный на языке программирования)

• А сейчас предлагаю Вам побывать в роли строителей:
• Перед вами составные части дома: фундамент, кирпичи, крыша.
• Если бы вы строили этот дом, что бы вы в первую очередь положили?

Автоматические системы с программным управлением

САУ

АСУ

системы автоматического управления

автоматизированные системы управления

Автоматизированные системы управления (АСУ)

АСУ помогает человеку получить необходимую информацию для принятия управляющего решения, а так же может предложить наиболее оптимальные варианты таких решений.

Окончательное решение принимает человек.

(Базы данных, экспертные системы и др.)

Системы автоматического управления (САУ)

В САУ все операции, связанные с процессами (сбор и обработка информации, формирование управляющих команд, воздействие на управляемый объект), происходят автоматически, без непосредственного участия человека .

Объект управления в САУ – техническое устройство: станок, ракета, химический реактор и т.д.

Без участия

человека

Схема системы автоматического управления

Линия прямой связи

цифровой управл. код

аналоговый управл. сигнал

Объект управления

датчики

ЭВМ (программа управления)

ЦАП

АЦП

цифровая информация

аналоговая информация

Линия обратной связи

ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь

АЦП – аналогово-цифровой преобразователь

САУ работают в режиме реального времени

Режим реального времени –

режим, при котором управляющая система работает синхронно с объектом управления

При составлении программ управления в режиме реального времени учитывается не только порядок команд, но и время, когда надо отдавать команду.

Генератор тактовой частоты

Работа всех узлов компьютера синхронизируется по тактовой частоте.

Тактовая частота измеряется в мегагерцах.

1МегаГерц = 1000000 тактов в секунду

Схема устройства компьютера

УСТРОЙСТВА ВВОДА

ВНУТРЕННЯЯ ПАМЯТЬ

ВНЕШНЯЯ ПАМЯТЬ

УСТРОЙСТВА ВЫВОДА

Средства долговременного хранения информации

Средства связи компьютера с внешним миром

ПРОЦЕССОР

Средства хранения оперативной информации и её обработки

Специализированное компьютерное устройство

СРЕДСТВА СВЯЗИ С ОБЪЕКТОМ УПРАВЛЕНИЯ

ПАМЯТЬ

ПРОЦЕССОР

В простейших случаях для автоматического управления используются микропроцессоры , встроенные в управляемое устройство

Проверим знания

• Кто будет управляемым объектом у вожака и как проявляется?
• Кто будет управляющим объектом у автомобиля и как это проявляется?
• Кто будет управляющим объектом у сервера и как это проявляется?
• Кто будет управляемым объектом у дрессировщика и как это проявляется?