Наука и техника Наука и техника - Управление
  12.12.2018 г.  
Главная arrow Кибернетика arrow Рассуждения конца 60-х arrow Управление
Главное меню
Главная
Новости
Блог
Ссылки
Контакты
Поиск
Карта сайта
Философия
Сознание
Материализм
Лингво
Эволюция
Кибернетика
Био
Эмоции
Живое
Психика
Управление
Рейтинг: / 1
ХудшаяЛучшая 
16.10.2010 г.
Управление отнюдь не сводится к стабилизации. Процесс не был бы процессом, если бы не было определенного изменения состояний. Поскольку условия постоянно изменяются, и в технике и в жизни организмов бывает исключительно важно не только сохранять ту или иную величину, но и изменять ее в зависимости от изменения одной или ряда других величин. В этом случае задача регулирования заключается в том, чтобы обеспечивать изменение некоторого параметра в зависимости от других параметров, характеризующих другие процессы или внешнюю среду. Так, например, зенитное орудие должно следить за своей мишенью - самолетом и, чтобы в нужный момент оно сработало, его параметры должны изменяться.
Регулирование и саморегулирование осуществляется в более сложных формах. В организмах, например, вырабатываются условные рефлексы, на основе которых приобретается опыт, необходимый для жизнедеятельности организмов.
Развитие автоматики последних лет позволило создать и технические системы, реакция которых на внешние раздражители детерминирована неоднозначно: во-первых, в том смысле, что эти (машины обладают широким диапазоном если - то и, во-вторых, в том смысле, что реакция машины-робота на той или иной раздражитель может оказаться детерминированной эффектом этой реакции в прошлом. Кибернетические мыши, черепахи и другие механизмы демонстрируют процесс такого реагирования на внешние раздражители. В настоящее время началось плодотворное применение систем такого типа в технике, например для регулирования доменного процесса. Сейчас техническая наука начала разработку схем и конструкций ряда самонастраивающихся систем. Эти системы не только обесточивают работу в заранее определенном режиме (постоянные параметры, параметры, меняющиеся как функция от времени или от других параметров, и т.д.), но и сами осуществляют поиск оптимального режима работы. Более сложные системы могут решать также задачу совершенствования самого процесса поиска оптимального режима и т. д. Во всех этих случаях описанные системы решают задачи автоматического управления, саморегулирования, различные по степени сложности.
К саморегулированию, несомненно, относятся осознанные произвольные действия человека в соответствии с определенными целями, обусловленными его потребностями. Здесь человек корректирует свои действия в соответствии с результатами предшествующих действий.
Итак, все процессы, изучаемые кибернетикой, характеризует прежде всего решение в них задачи управления. Это общее свойство в свою очередь подчинено определенной задаче в зависимости от функции, которую выполняет система. Задача этих систем определяет ряд других общих черт, присущих разнообразным системам управления, независимо от их материального субстрата.
Система, осуществляющая ту или иную задачу автоматического управления, включает в себя ряд элементов, определенным образом между собою связанных, без чего эта задача оказывается неразрешимой. Все системы автоматического управления, независимо от материального субстрата (но в зависимости от сложности решаемой задачи управления), имеют сходные блок-схемы. Соответствующие блоки этих схем выполняют одинаковые (по отношению к процессу управления) функции.
Прежде всего, как и в случае разнокачественных колебательных систем, здесь наблюдается бесспорная аналогия самой общей схемы. Сравним (между собой некоторые системы, присущие организмам, и некоторые электромеханические устройства. Возьмем, например, систему, поддерживающую определенное положение тела в пространстве. В эту систему входят вестибулярный аппарат, определенные отделы и элементы нервной системы, мозжечок, продолговатый мозг, нейроны, а также мышцы. При изменении положения тела или головы в пространстве, например при тряске или ускорении или замедлении прямолинейного движения, отолитовый слой во внутреннем ухе перемещается и натягивает волоски находящихся под ним чувствительных клеток. Это вызывает поток нервных импульсов, идущих к нервным центрам. Под влиянием этих импульсов возникают импульсы, идущие по эфферентным путям. Они изменяют тонус мышц и приводят тело или его части в нормальное положение в пространстве. Таким об разом, в рассмотренной системе имеется, во-первых, раздражитель (отолитовый слой, натягивающий волоски клеток), во-вторых, рецептор (чувствительные клетки), воспринимающий внешнее раздражение, далее афферентный путь, по которому импульс передается в центральную нервную систему, эфферентный путь, передающий команду соответствующим мышцам, и сами эффекторы (мышцы), изменяющие непосредственно положение тела. При этом, в функционировании системы имеется замкнутый цикл. Изменение тонуса мышц есть, с одной стороны, результат, следствие действия эфферентных импульсов. Но это же изменение, будучи воспринято рецептором, есть непосредственная причина возникновения эфферентных импульсов. Они же через центральную нервную систему ведут к изменению эфферентной импульсации. Иными словами, здесь имеет место не только прямая, но и обратная афферентация.
Отметим при этом, что как бы ни были различны причины, вызывающие отклонение головы от нормального положения, приводится она в нормальное положение всегда одинаковым способом: через посылку импульса, меняющего тонус мышц, через их сокращение и расслабление.
Уже в относительно простых системах с устройствами автоматического регулирования мы имеем в принципе аналогичную схему процесса. Так, например, в автопилоте, предназначенном для обеспечения постоянного направления движения самолета, имеется чувствительный прибор – гироскоп с прикрепленным к нему ползунком потенциометра. Сам же потенциометр тесно связан с самолетом. При изменении положения самолета потенциометр смещается относительно ползунка, благодаря чему возникает импульс. Этот импульс в отдельном блоке усиливается и передается (в следящей системе) к силовой системе, которая начинает работать. Рабочий привод силовой системы воздействует на руль глубины (если речь идет о продольном руле автопилота), отклоняя его в сторону, необходимую для возвращения самолета к заданному направлению полета. Но поскольку самолет может отклониться больше, чем нужно, необходима обратная связь.
Сходство этих схем, следовательно, заключается в том, что в них наряду с главной системой есть дополнительная система, корректирующая действие главной. Это корректирование достигается путем получения информации с выхода, которая так или иначе снова поступает на вход и корректирует дальнейший ход процесса. Обратная связь играет очень большую роль в самонастраивающихся системах. В них необходимо сопоставить эффект с определенными критериями, иначе успешный поиск оптимального режима невозможен.
 

Добавить комментарий

« Пред.   След. »
Техника
Техтворчество
Машины
Курьезы
История техники
Непознанное
НЛО
   
designed by sportmam