Наука и техника Наука и техника - Некоторые вопросы науки
  23.10.2018 г.  
Главная arrow Кибернетика arrow Рассуждения конца 60-х arrow Некоторые вопросы науки
Главное меню
Главная
Новости
Блог
Ссылки
Контакты
Поиск
Карта сайта
Философия
Сознание
Материализм
Лингво
Эволюция
Кибернетика
Био
Эмоции
Живое
Психика
Некоторые вопросы науки
Рейтинг: / 0
ХудшаяЛучшая 
20.10.2010 г.

В. А. Ильин доктор технических наук
Некоторые вопросы науки о системах управления
Для развития современной науки характерно возникновение новых областей знания на стыке отдельных наук и научных дисциплин, которые изучают процессы, имеющие место одновременно в физике, химии, биологии, астрономии и т. п., или в нескольких различных областях. Это относится к теории колебаний, теории автоматического регулирования, теории информации, теории алгоритмов, теории тестов, математической логике, теории игр, теории статистических процессов и др. Накопление объективных научных знаний сопровождается развитием всех наук и появлением новых областей.

Так, становление атомной физики произошло в XX в., несмотря на то что отдельные ее проблемы начали разрабатываться значительно раньше.
Характерным для таких наук, как химия, биология, астрономия, атомная физика и т. п., является наличие целой совокупности различных элементов, специфических для каждой науки, взаимодействующих между собой и образующих определенные структуры. В науке  изучаются эти элементы, их взаимодействие,   разрабатываются методы анализа и построения из элементов более сложных образований или систем, т. е. элементы, их образования и взаимосвязи являются предметом исследования. Ограничимся следующими примерами: атомная Дзика изучает электроны, протоны, мезоны и т. п., а также их взаимодействие в пределах атома. Химия изучает образования и взаимосвязи от атома до молекулы, предметом исследований   кристаллографии   являются взаимосвязи, образования из молекул, составляющие кристаллические структуры.
Все это также может относиться не только к наукам, в которых совокупности элементов созданы природой, но и к таким областям науки, где элементы являются искусственными, созданными человеком гуманитарные, технические науки.
Системы управления в технике и системы управления в живых организмах состоят из характерных элементов, сочетаемых в определенной последовательности, и имеют определенные структуры. К ним относятся в технике: чувствительные элементы (датчики), усилители, преобразователи, различные логические элементы, линии связи, корректирующие элементы, органы управления и т. п.
В живых организмах - это рецепторы, различного вида нейроны, нервные волокна, эффекторы, образующие системы управления с определенной структурой. При этом сложная система управления может быть условно разделена на простейшие системы и их элементы.
Элементами, обязательными для любой системы управления, ограничивающими системы по сложности снизу, являются условно называемые нами управляющие элементы. Эти элементы позволяют при небольшой энергии, подводимой к ним, управлять большим потоком энергии. Простейшие из них - это электрические выключатели, которые, например, при незначительном усилии, прикладываемом к ним, позволяют включать сравнительно мощный мотор. К таким элементам относятся различного типа усилители (электронные, магнитные, полупроводниковые и т. п.), электрические потенциометры, краны и т. п.
Величина потока энергии на выходе управляющего элемента зависит от управляющего воздействия (сигнала), прикладываемого на его входе! В технике применяется большое количество электрических, механических, пневматических и др. элементов, основанных на различных принципах действия с различными характеристиками и быстродействием (релейного, действия с линейной характеристикой и т. п.). У них могут быть реализованы весьма высокие коэффициенты усиления, при которых управление мощными потоками энергии осуществляется при ничтожной мощности управляют его воздействиями   (сигнала).  Это позволяет  передавать информацию сигналами с ничтожно малой  энергией и устранить прямую связь между информацией и мощностью (уровнем)  передающих ее сигналов, мощная   электростанция   может   быть   включена   на расстоянии при передаче сигнала, мощность которого меньше мощности электростанции.
Рассмотрим простейшие системы автоматического управления машинами.
Программа работы системы фиксируется в управляющем устройстве на элементах памяти. Управляющее устройство передает сигналы управления (команды) в соответствии с информацией, сохраняемой на его элементах памяти. Эти сигналы воздействуют на орган управления, который производит соответствующие изменения в объекте. Такую систему управления имеют фрезерные, токарные и другие станки-автоматы с программой, записываемой на перфокартах или на магнитной ленте. Система часто имеет обратные связи в пределах одного или нескольких элементов, но без обратной связи объекта с управляющим устройством. В упрощенном виде по этой схеме построены также различные циклические автоматы, такие как револьверные, печатные станки и т. п.
В организмах все системы управления имеют более сложную структуру. Так,
например, отдельные виды рыб в определенный период выполняют последовательно сложную программу действий, передаваемую по наследству, связанную переходами из моря в реки, движением вверх по реке иногда на тысячи километров, выкапыванием ямок на дне реки и т. п. При этом потомство сохраняется только в том случае, если выполняется заданная программа действия, что и сохраняет данный вид. Обратная связь в этом случае осуществляется через поколения, что обеспечивает естественный отбор и приспособление к внешней среде. Однако для безусловного рефлекса проявления обратных связей для данного поколения нет. Аналогично и в определенной конструкции перечисленных выше станков-автоматов нет обратной связи между объектом и управляющим устройством. Однако конструктор может внести коррективы в последующую партию станков, выпускаемых заводом на основе опыта эксплуатации уже построенных станков-автоматов.
В простейшем случае система управления имеет обратную связь релейного действия. Если измеряемый параметр превышает определенную величину, начинает действовать обратная связь и управляющее воздействие (сигнал) передается на орган управления, который производит в объекте операцию релейного действия (например, включение или выключение). Работа системы часто имеет разовый характер.

 

Добавить комментарий

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