Основные принципы проектирования осу

ОСУ, представляющая собой обычно БСУ, проектируется на принципах системного подхода, с которыми познакомились ранее. Здесь же рассмотрим некоторые дополнительные положения, касающиеся проектирования ОСУ.

1. Алгоритм управления целесообразно строить по относительно независимым видам или функциям управления, которые могут охватывать насквозь всю СУ.

В этом плане, с учетом сфер производства, могут быть выделены: управление подготовкой производства, основным и вспомогательным производствами, обслуживанием и обеспечением. Последнее включает управление всеми видами ресурсов: кадры, финансы, маттехснаб и т.д.

Для связности алгоритма управления и эффективности всей системы в большинстве случаев целесообразен матричный подход увязки УП, что подразумевает, например, реализацию управления по сферам производства, а также по функциям управления. Реально - это два слоя задач, показанных на рис. 8.1.

2. Для каждого блока управления определяется категория управленческих работников (по образованию, опыту), оценивается время исполнения работ и частота их повторяемости. Здесь могут быть использованы детерминированные, вероятностные и эмпирические оценки, которые дают возможность определить общую численность и необходимый состав управленческого персонала, а также оценить состав ТС, необходимых для реализации заданного алгоритма управления. Последний должен включать не только собственно-управленческие процедуры (подготовка и принятие решений), но и все учетно-контрольные, а также вспомогательные, связанные с делопроизводством, ведением архивов и т.п.

3. При распределении управленческих процедур (УП), между работниками одновременно решается вопрос об их распределении по соответствующим структурным подразделениям. При этом учитывается, чтобы в подразделения входили те сотрудники, у которых информационные связи, замыкающиеся между ними, превалируют над внешними. Подразделения формируются также по содержательной родственности процедур (бухучет, кадры, снабжение и т.п.).

4. После определения объема управленческих процедур и оценки необходимого персонала проводится проверка реализации алгоритма управления. На этом этапе для всех регулярных процедур составляются подробные расписания их выполнения с выявлением и исключением в них накладок, когда одно и то же лицо в один и тот же момент времени оказывается занятым в нескольких несовместимых процедурах. Отработка расписаний занятости должна предусматривать подменно-аварийные режимы (отпуска, болезни и т.п.), а также выполнение нерегулярных (случайных) процедур, что возможно при наличии резервов свободного времени.

Окончательная проверка правильности распределения обязанностей производится на матмодели системы, по результатам работы которой должны быть получены графики загрузки сотрудников, возможные очереди и задержки в обработке управленческой информации.

Необходимо отметить, что структуризация организации не является решающим фактором эффективной работы ОСУ. Главным и решающим является наличие четкого алгоритма управления, доведение его до процедур, их закрепление за специалистами, обученными их выполнению.

Итак, при создании ОСУ должны быть решены три группы вопросов:

1. Организационные: структура органов управления, их функциональные обязанности, включая отдельных работников, процедуры подготовки и принятия решения, документооборот, контроль исполнения и оценка деятельности всех звеньев системы.

2. Хозяйственно-экономические: системы экономических показателей, экономические санкции, системы стимулирования.

3. Технические: обеспечение связи, оргтехника, средства сбора и обработки информации и т.п.

ЛЕКЦИЯ № 17

ДИСКРЕТНЫЕ САУ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДСАУ

Система автоматического управления, которая кроме звеньев, описываемых линейными дифференциальными уравнениями, содержит элементы с квантованием сигналов по времени, называется дискретной.

Процесс преобразования непрерывного сигнала в дискретный выполняется импульсным элементом системы, который проводит квантование (деление) сигнала по времени и импульсную модуляцию, т.е. изменение какого либо параметра импульса (например, амплитуды). Дискретные переменные представляют собой последовательность «дискрет» (мгновенных значений некоторой функции).

Дискретные системы [33], в которых имеются дискретные переменные, представленные цифровыми кодами, называются цифровыми системами (ЦСАУ).

Для синтеза ЦСАУ используется или ЦВМ или отдельные цифровые устройства (сумматоры, интеграторы и т.п.). Включение в контур управления цифрового устройства требует наличия в САУ элементов, преобразующих непрерывные сигналы в дискретные и обратно.

Дискретные (импульсные) и цифровые системы имеют много общих принципов в математическом описании, поэтому нижеприведенный материал отнесем ко всем названным системам.

Импульсные переменные часто называют модулированными сигналами, имея в виду, что существует некоторый генератор несущего сигнала ГНС (рис. 15.1,а), т.е. импульсов с постоянными амплитудой, длительностью и частотой следования (рис. 15.1,б).

а б

Рис. 15.1

Этот несущий сигнал поступает в модулятор (Мод), который изменяет один или несколько параметров несущего сигнала (амплитуду, длительность или интервал следования) в соответствии с изменением исходной информационной переменной . На выходе модулятора и формируется импульсная переменная . Обычно импульсные переменные представляют собой последовательности импульсов, которые следуют друг за другом через некоторые промежутки времени. Как правило, они являются результатом описанного процесса модуляции.

В системах управления используется модуляция следующих видов: амплитудно-импульсная (АИМ), широтно-импульсная (ШИМ) и времяимпульсная (ВИМ) (рис. 15.2).

Если непрерывному изменению входного сигнала элемента на выходе соответствует последовательность импульсов одинаковой формы с равным интервалом дискретизации, амплитуда которых равна или пропорциональна значениям входного сигнала в дискретные моменты времени, то такая модуляция называется амплитудно-импульсной.

Рис. 15.2

При амплитудно-импульсной модуляции амплитуда импульсов переменной определяется выражением

, а

где – коэффициент передачи модулятора,

– информационная (модулирующая) переменная.

Остальные параметры импульсов: длительность и интервал следования k-го импульса по отношению к (k–1)-му импульсу, т.е. величина , .

Двойные скобки, здесь и далее, обозначают операцию взятия целой части.

Приширотно-импульсной модуляции переменной является длительность импульса, т.е.

,

где – длительность импульсов при ,

– коэффициент передачи широтно-импульсного модулятора.

При этом и .

Для времяимпульсной модуляции переменной является задержка импульсов по отношению к моментам времени , т.е.

,

где – коэффициент передачи времяимпульсного модулятора;

– задержка импульсов при .

При этом , , а интервал следования импульсов является переменным.

Преобразование непрерывной переменной в импульсную переменную с помощью указанных видов модуляции показано на рис. 15.2. Отметим также, что АИМ является линейным, а ШИМ и ВИМ – нелинейными преобразованиями.