сложных систем и системной динамики выходит за рамки излагаемого в данной книге курса обнов теории автоматического управления.

Законы динамики в сложных системах обычно не являются основными и определяющими само управление, как это свойственно техническим системам, но тем не менее их влияние зачастую существенно и отказ от их учета приводит к крупным потерям В автоматизированных системах, управления (АСУ) технологическими процессами роль динамики бесспорна и превалирует, но она становится все более ясной и в других типах АСУ по мере расширения, их не только информационных, но и управляющих функций.

В утвержденных на XXVII съезде КПСС Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы и иа период до 2000 года предусмотрено внедрять автоматизированные системы в различные сферы хозяйственной деятельности, и в первую очередь в проектирование, управление оборудованием и технологическими процессами. В решении этих задач исследования и разработки в области теории автоматического управления играют исключительно важную роль.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ и ОПРЕДЕЛЕНИЯ

§ 1.1. Сущность проблемы автоматического управления

Целенаправленные процессы, выполняемые человеком для удовлетворения различных потребностей, представляют собой организованную совокупность действий - операций, которые делят на два класса: рабочие операции и операции правления. К рабочим операциям относят действия, непосредственно необходимые для выполнения процесса в соответствии с. теми природными законами, которыми определяется ход процесса, например снятие стружки при обработке детали на станке, вращение вала двигателя и т. п. Замену труда человека в рабочих операциях назьгоа-ют механизацией, цель которой - освобождение человека от тяжелых операций, требующих больших затрат физической энергии (земляные работы, подъем грузов); во вредных операциях (химические, радиоактивные процессы); в однообразных, утомительных для нервной системы операциях (завинчивание однотипных винтов при сборке, заполнение большого количества типовых документов, выполнение большого объема стандартных вычислений и т. п.).

Для правильного и высококачественного выполнения рабочих операций их необходимо направлять действиями другого рода - операциями управления, которые обеспечивают в нужные моменты времени начало, порядок следования и

прекращение отдельных операций, обеспечивают выделение необходимых для их выполнения ресурсов, задают нужные параметры самому процессу; направление, скорость, ускорение рабочего инструмента, температуру, концентрацию в химическом процессе и т. д. Совокупность управляющих операций образует процесс управления.

Операции управления также частично или полностью могут выполнять технические устройства. Замену труда человека в операциях управления называют автоматизацией, а технические устройства, выполняющие операции управления,- - автоматическими устройствами. Совокупность технических средств - машин, орудий труда, средств механизации, выполняющих данный процесс, - с точки зрения управления, -является объектом управления. Совокупность средств управления и объекта образует систему управления. Систему, в которой все рабочие и управляющие операции выполняют автоматические устройства, называют автоматической системой. Систему, в которой автоматизирована только часть операций, другая же их часть (обычно наиболее ответственная) сохраняется за людьми, назьюают автоматизированной {частично автоматической) системой.

Объектами и операциями управления охватываются технические процессы и агрегаты, группы агрегатов, цехи, предприятия, людские коллективы и организации и т. д.

Всякий технический процесс характеризуется совокупностью физических величин, называемых показателями, координатами, а иногда параметрами процесса. Будем избегать термина параметр в этом смысле, так как им обычно обозначают физические константы самих устройств. Для осуществления управления и-построения управляемых систем нужны знания двоякого вида: во-первых, конкретные знания данного процесса, его технологии и, во-вторых, знание принципов и методов управления, общих для самых разнообразных объектов и процессов. Конкретные, специальные знания дают возможность установить, что и как следует изменять в системе, чтобы получить требуемый результат. Будем считать, что все это задано технологами, и будем изучать, абстрагируясь от частных свойств, только общие законы и методы управления и способы их реализации.

При автоматизации возникает необходимость в различных видах операций управления. К одному из видов относятся операции начала (включения), прекращения (отключения) данной операции и перехода от одной операции к другой (пере-