ВВЕДЕНИЕ

Предметом дисциплины «Теория автоматического управления» (ТАУ) является изучение моделей элементов и систем, их основных характеристик, а также методов анализа и синтеза наиболее распространенных классов систем.

Дисциплина ТАУ служит основой для формирования специалиста в области разработки и эксплуатации систем автоматического управления, фундаментом для изучения специальных дисциплин специальности «Информационные технологии и управление в технических системах». В свою очередь она базируется на таких дисциплинах, как высшая математика, математические основы теории систем, элементы и устройства автоматики, программирование.

Рассмотрим понятие «система».

Под системой (от греч. systema – целое, составленное из частей) понимают множество элементов, находящихся в связи друг с другом и образующих определенное единство. Система – это не простая сумма элементов, а целостное образование с новыми свойствами, которыми зачастую не обладают ее элементы.

В реальных системах кроме внутренних связей есть связи с внешней средой, т.е. система сама может быть элементом более сложной системы.

Все системы можно подразделить на материальные и абстрактные. К материальным относятся физические, химические, геологические, биологические, экологические, производственные, социальные и другие. К абстрактным относятся понятия, гипотезы, теории, знания. Между этими типами систем устанавливаются связи через моделирование.

Под моделью понимают отображение свойств реальной системы в другой системе, реализованной в виде макета или абстрактного описания на каком-либо языке (с помощью дифференциальных уравнений, графов, сетей и т.п.). В своей деятельности люди с помощью моделей изучают различные объекты, которые изначально не удовлетворяют их по своим количественным и качественным характеристикам. Приходится вырабатывать управляющие воздействия на объект, чтобы добиться определенных целей. Так возникает процесс управления. Поскольку управление протекает во времени, то системы управления являются динамическими системами.

Классическая цепочка в динамической системе управления: определение программы управления (планирование) – оценка состояния объекта (контроль) – определение управляющих воздействий (принятие решения) – реализация управления (непосредственное воздействие на объект).

В зависимости от степени автоматизации этих этапов различают автоматизированные системы управления и автоматические системы управления.

В автоматизированных системах управления (АСУ) процесс управления осуществляется частично человеком (принятие решения, иногда – реализация управления), а частично – автоматическими устройствами. АСУ – это сложная иерархическая (многоуровневая) человеко-машинная система, включающая организационное, информационное, математическое, программное и техническое