Организация ситуационного управления

Ситуационное управление состоит в выявлении отклонения имеющегося состояния y_t объектаот требуемого состояния y_t^*, которое изменяется во времени, выработке управляющего воздействия x_t, позволяющего перевести объект из имеющегося состоянияв требуемое состояние, и в его реализации. Отличием ситуационного управления от регулирования является то, что требуемое состояние управляемого объекта не является постоянным, как в регулировании. Оно ситуационно изменяется, отклоняясь от заданного ограничения. Для выявления отклонения изменяемого состояния объекта, его надо отслеживать по интервалам времени.

Пример 1. Регулировщик дорожного движения в зависимости от транспортной ситуации перед перекрестком управляет транспортом, поочередно разрешая его проезд в течение определенного времени

Здесь ситуация выявляется сравнением длин кортежей машин, скапливающихся на перекрестке в ожидании разрешения на проезд перекрестка, чтобы определить очередность проезда, и выявлением транспорта, имеющего преимущественное право проезда. Управляющим воздействием является положение тела и жезла регулировщика, означающие возможность двигаться определенным кортежам транспорта, стоящего перед перекрестком, по разрешенным согласно правилам направлениям. Транспорт, находящийся в названных кортежах, изменяет свое состояние, переезжая перекресток. При регулировании движения транспорта с помощью светофора слежения за ситуацией нет.

Пример 2. Если требуется, чтобы корабль двигался на определенном расстоянии от берега, то управление движением корабля зависит от его удаленности от берега. Когда расстояние до берега оказывается меньше заданного, система управления должна отдалить корабль от берега с помощью поворота рулей. В противоположной ситуации расстояние между кораблем и берегом должно быть уменьшено. Здесь координаты берега являются своего рода копиром, относительно которого линия движения корабля воспроизводит контур берега на заданном от него расстоянии .

Процесс ситуационного управления движением корабля вдоль берега на заданном от него расстоянии включает в себя следующие этапы:
- определение расстояния до берега;

- выявление отклонения имеющегося расстояния от заданного;

- определение требуемого состояния объекта по выявленной ситуации;

- определение управляющего воздействия (положение рулей), позволяющего кораблю перейти из имеющегося в требуемое состояние.

Если расстояние до искривленного берега измеряется не непрерывно, а через некоторые промежутки времени, то траектория движения корабля будет иметь вид ломаной линии, так как в течение этих промежутков времени курс корабля не изменяется. Чем чаще будет измеряться расстояние до берега, тем точнее траектория корабля будет воспроизводить контур берега. Когда берег прямой, то ситуационное управление сводится к обычному регулированию при случайных отклонениях от курса.

Пример 3. На летящий самолет с определенной силой воздействует атмосфера, ветер, магнитное поле, двигатели. Направление его движения задается положением рулей. Его выходными величинами является направление движения и скорость. Автопилот самолета должен обеспечивать ликвидацию отклонений от заданной траектории и расписания по времени, воздействуя на тягу двигателей и направление движения.

Пример 4. Если хищник в погоне за жертвой изменяет направление своего бега, в зависимости от положения видимой им в данный момент времени убегающей жертвы, то он ситуационно управляет своим бегом. Здесь ситуацию образует результат сопоставления направления своего бега и места нахождения жертвы. Если они не совпадают, то хищник должен изменить направление своей погони. Управляющим воздействием здесь является реакция хищника на необходимость изменения направления бега.

Траектория погони хищника за жертвой будет иметь вид ломаной линии, отражающей изменение направления бега хищника соответственно изменению положения жертвы, так как происходит запаздывание выработки управляющего воздействия: хищник должен вначале отследить изменение направления бега своей жертвы, и только после этого поменять направление своего бега. Чем чаще хищник отслеживает положение жертвы, тем короче будет его путь, так как он раньше сможет изменять направление погони.

2. Организация программного управления.

Программное управление состоит в определении промежуточных состояний объекта и требуемых для их достижения управляющих воздействий, с помощью которых объект сможет перейти из начального состояния в заданное конечное состояние. Промежуточные состояния объекта задают программу его функционирования. Она хранится в памяти системы и используется для контроля их достижения и корректировки при реализации ситуационного управления.

Этапы программного управления:

- определение цели объекта;

- учет и анализ имеющихся состояний объекта и окружающей среды;

- прогнозирование возможных будущих состояний объекта и среды;

- программирование заданных состояний объекта;
- определение и реализация управляющих воздействийдля перевода
объекта из начального в запланированные состояния;
- контроль достижения заданных состояний;
- возможная корректировка заданных промежуточных состояний по результатам контроля или изменение конечной цели.

При программном управлении движением корабля в примере 2 нужно заранее определить траекторию его движения, т.е. последовательность координат точек пространства, в которых он должен находиться в заданные моменты времени, чтобы достичь конечной цели в требуемое время. Эта траектория будет моделью контура берега, и использоваться для управления движением корабля.

Для того чтобы осуществить программное управление погоней за жертвой в примере 3, необходимо заранее знать координаты места, где хищник может настигнуть жертву, т.е. требуется ориентироваться на будущие состояния жертвы. Хищнику нужно спрогнозировать траекторию и скорость движения жертвы в будущие моменты времени и определить направление, траекторию и скорость своего бега.

Очевидно, что программное управление является упреждающим, т.е. управляющие воздействия должны определяться на основе прогноза ожидаемых состояний жертвы в фиксированные моменты времени.

В упреждающем режиме хищник бежит не к месту, где в данный момент находится жертва, а туда, где предположительно она будет находиться в следующий момент времени. Если прогноз будет сделан правильно, то путь хищника станет более коротким, и он быстрее настигнет жертву без увеличения скорости бега.

В примере со снайпером он должен стрелять не в то место, где в данный момент находится движущийся солдат, а туда, где он может оказаться. При этом надо не только прогнозировать движение солдата, но еще и учесть время полета пули. Поэтому, чтобы не погибнуть, солдат должен совершать неожиданные для снайпера маневры, лишив его возможности стрелять в упреждающем режиме.

Упреждающее планирование роста национального дохода должно основываться на прогнозе изменения демографической ситуации.

Таким образом, упреждающее управление ориентируется на будущее поведение объекта и определение соответствующих ему управляющих воздействий.

. Для того чтобы достоверно прогнозировать поведение объекта, а также изменение среды, необходимо накапливать соответствующие данные об этом за предыдущий период, анализировать их и экстраполировать на будущий период, программное управление должно быть адаптивным. Оно должно обеспечивать самообучение блока выработки управляющих воздействий.

Если управление ориентировано на то, чтобы время перехода объекта от начального состояния в конечное состояние было наименьшим или чтобы энергия, затрачиваемая на переход, была минимальной.

Программное управление, обеспечивающее подобное качество процесса, называется оптимальным. В этом случае надо не просто достичь заданной цели, а еще и обеспечить при этом определенное качество, которое может быть выражено экстремумом некоторой функции, называемой целевой функцией. В примере 3 оптимизация движения хищника состоит в поиске самого короткого пути для захвата жертвы. Для этого он должен спрогнозировать траекторию движения жертвы, определить, где на ней он сможет настигнуть жертву по самому короткому пути, и определить направление своего бега к этому месту.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. В чем состоит отличие ситуационного управления от регулирования?

2. Рассмотрите один из примеров ситуационного управления.

3. Пример траекторий движения жертвы и хищника при ситуационном управлении.

4. Как влияет частота отслеживания ситуации на траекторию движения корабля и хищника?

5. Перечислите этапы процесса ситуационного управления.

6. Сформулируйте задачу программного управления.

7. Отличие задач программного и ситуационного управления

8. Этапы процесса программного управления.

9. Пример траектории движения жертвы и хищника при программном управлении.

10. Сущность упреждающего управления
11. Сущность адаптивного управления
12. Сущность оптимального управления. Примеры целевых функций.

5. Структуры организации управления операционными системами

Структуры организации управления производственными и операционными системами представлены в табл. Примеры функциональной структуры приведены на рис.

Таблица

Структуры организации управления
производственными и операционными системами

Фрагмент функциональной структуры управления

Примеры организационных структур персонала и подразделений

Предприятий

Організаційна структура ПАТ «ПОЛТАВАГАЗ»

Організаційна структура управління КП „ВТП „ВОДА”

Дата добавления: 2014-11-15; просмотров: 861; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!