Виды эскпериментов исследования и систем управления

Содержание
Введение
1.Понятие эксперимента
1.2.Виды экспериментов
1.3Классификации экспериментов
1.3.1.В зависимости от способа проведения
1.3.2.В зависимости от условий проведения выделяют
1.3.3.В зависимости от результата воздействия выделяют
1.3.4.В зависимости от этапа исследования
1.3.5.В зависимости от уровня осознанности
1.3.6.В зависимости от характера стратегии экспериментального исследования различают:
2.Система управления
Заключение
Литература

Виды эскпериментов исследования и систем управления

эксперименты, осуществляемые методом «проб и ошибок»;
эксперименты на основе замкнутого алгоритма;
эксперименты с помощью метода «черного ящика», приводящие к заключениям от знания функции к познанию структуры объекта;
эксперименты с помощью «открытого ящика», позволяющие на основе знания структуры создать образец с заданными функциями .
В последние годы широкое распространение получили эксперименты, в которых средством познания выступает компьютер. Они особенно важны тогда, когда реальные системы не допускают ни прямого экспериментирования, ни экспериментирования с помощью материальных моделей. В ряде случаев компьютерные эксперименты резко упрощают процесс исследования – с их помощью «проигрываются» ситуации путем построения модели изучаемой системы.
К теоретическим методам научногопознания должны быть отнесены также и некоторые другие виды эксперимента, например, так называемые математические и имитационные эксперименты «Сущность метода математического эксперимента состоит в том, что эксперименты проводятся не с самим объектом, как это имеет место в классическом экспериментальном методе, а с его описанием на языке соответствующего раздела математики». Имитационный эксперимент представляет собой идеализированное исследование посредством моделирования поведения объекта вместо реального экспериментирования Иначе говоря, эти виды экспериментирования – варианты модельного эксперимента с идеализированными образами. Подробнее речь о математическом моделировании и имитационных экспериментах идет ниже в третьей главе.
2.Система управления
Система управления- устройство или набор устройств для манипулирования поведением других устройств или систем.
Объектом управления может быть любая динамическая система или её модель. Состояние объекта характеризуется некоторыми количественными величинами, изменяющимися во времени, то есть переменными состояния. В естественных процессах в роли таких переменных может выступать температура, плотность определенного вещества в организме, курс ценных бумаг и т. д. Для технических объектов это механические перемещения (угловые или линейные) и их скорость, электрические переменные, температуры и т.д. Анализ и синтез систем управления проводится методами специального раздела математики- теории управления.6
Есть несколько видов систем управления:
- Системы управления веб-контентом (Web Content Management Systems, WCMS или просто Content Management Systems, CMS), которые призваны облегчить управление информацией на веб-сайте;
- Систем управления документами (Document Management Systems, DMS), которые помогают управлять потоком документов (текстовые документы, электронные таблицы и т.д.) за счет предоставления централизованного хранилища.
- Системы управления активами (Digital Asset Management Systems, DAMS), которые облегчают управление большим количеством мультимедиа информации (видео, графика, фотографии и т.п.).
- Системы управления контентом предприятия (Enterprise Content Management Systems, ECMS) - предназначены для управления широким кругом организационной информации (управления документооборотом, управления цифровыми активами и т.д.).
- Системы управления обучением (Learning Management Systems, LMS) - позволяют автоматизировать процесс обучения и проверки знаний
.Системы управления разделяют на два больших класса:
Автоматизированные Системы Управления (АСУ) (с участием человека в контуре управления);
Системы Автоматического Управления (САУ) (без участия человека в контуре управления).
Объект управления— изменение состояния объекта в соответствии с заданным законом управления. Такое изменение происходит в результате внешних факторов, например вследствие управляющих или возмущающих воздействий.
Системы автоматического регулирования
Системы автоматической стабилизации. Выходное значение поддерживается на постоянном уровне (заданное значение— константа). Отклонения возникают за счёт возмущений и при включении.
Системы программного регулирования. Заданное значение изменяется по заранее заданному программному закону. Наряду с ошибками, встречающимися в системах автоматического регулирования, здесь также имеют место ошибки от инерционности регулятора.
Следящие системы. Входное воздействие неизвестно. Оно определяется только в процессе функционирования системы. Ошибки очень сильно зависят от вида функции.
Системы экстремального регулирования
Способны поддерживать экстремальное значение некоторого критерия (например минимальное или максимальное), характеризующего качество функционирования объекта. Критерием качества, который обычно называют целевой функцией, показателем экстремума или экстремальной характеристикой, может быть либо непосредственно измеряемая физическая величина (например, температура, ток, напряжение, влажность, давление), либо КПД, производительность и др.7
Выделяют:
Системы с экстремальным регулятором релейного действия. Универсальный экстремальный регулятор должен быть хорошо масштабируемым устройством, способным исполнять большое количество вычислений в соответствии с различными методами.
Сигнум-регулятор используется как аналоговый анализатор качества, однозначно характеризующий лишь один подстраиваемый параметр систем. Он состоит из двух последовательно включенных устройств: Сигнум-реле (D-триггер) и исполнительный двигатель (интегратор).
Экстремальные системы с безинерционным объектом
Экстремальные системы с инерционным объектом
Экстремальные системы с плавающей характеристикой. Используется в случае, когда экстремум меняется непредсказуемым или сложно идентифицируемым образом.
Системы с синхронным детектором (экстремальные системы непрерывного действия). В прямом канале имеется дифференцирующее звено, не пропускающее постоянную составляющую. Удалить или зашунтировать по каким-либо причинам это звено невозможно или неприменимо. Для обеспечения работоспособности системы используется модуляция задающего воздействия и кодирование сигнала в прямом канале, а после дифференцирующего звена устанавливают синхронный детектор фазы.
Адаптивные системы автоматического управления
Служат для обеспечения желаемого качества процесса при широком диапазоне характеристик изменения объектов управления и возмущений.
По виду информации в управляющем устройстве
Замкнутые САУ
В замкнутых система автоматизированного регулирования управляющее воздействие формируется в непосредственной зависимости от управляемой величины. Связь входа системы с его выходом называется обратной связью. Сигнал обратной связи вычитается из задающего воздействия. Такая обратная связь называется отрицательной.
Разомкнутые САУ
Сущность принципа разомкнутого управления заключается в жестко заданной задающим устройством программы управления, то есть не учитывается управлением влияние возмущений на характеристики процесса и осуществляется без контроля результата. Примеры таких систем: компьютер, часы, магнитофон ит.п. В свою очередь различают:
Разомкнутые по задающему воздействию
Разомкнутые по возмущающему воздействию
Характеристика САУ
В зависимости от описания переменных системы делятся на линейные и нелинейные. К линейным относятся системы, состоящие из элементов описания, которые задаются линейными алгебраическими или дифференциальными уравнениями.
Если все параметры уравнения движения системы не меняются во времени, то такая система называется стационарной. Если хотя бы один параметр уравнения движения системы меняется во времени, то система называется нестационарной или с переменными параметрами.
Системы, в которых определены внешние (задающие) воздействия и описываются непрерывными или дискретными функциями во времени относятся к классу детерминированных систем.8
Системы, в которых имеет место случайные сигнальные или параметрические воздействия и описываются стохастическими дифференциальными или разностными уравнениями относятся к классу стохастических систем.
Если в системе есть хотя бы один элемент, описание которого задается уравнением частных производных, то система относится к классу систем с распределенными переменными.
Примеры систем автоматического управления
В зависимости от природы управляемых объектов можно выделить биологический, экологический, экономические и технические системы управления. В качестве примеров технического управления можно привести:
Системы дискретного действия или автоматы (торговые, игровые, музыкальные).
Системы стабилизации уровня звука, изображения или магнитной записи. Это могут быть управляемые комплексы летательных аппаратов, включающие в свой состав системы автоматического управления двигателя, рулевыми механизмами, автопилоты и навигационные системы.
Система управления — совокупность взаимосвязанных элементов, способ реализации технологии управления, предполагающий воздействие на объект с целью изменения его состояния и процессных характеристик. Система управления включает следующие основные элементы:
датчики информации о состоянии объекта управления,
подсистема сбора и передачи этой информации,
подсистема обработки и отображения этой информации,
подсистема выработки управляющих воздействий,
подсистема передачи управляющих воздействий.
исполнительные устройства.9
Реализация механизма управления проявляется в выполнении ряда функций: планирование, организовывание, мотивация, контроль, координирование. Сложная система разбивается на функциональные подсистемы по следующим составляющим: персонал, финансы, сбыт, производство, инновации, качество, логистика, стратегия. В каждой функциональной подсистеме менеджмента используются свои квалификационные навыки, способы, методы, приемы, инфраструктура, материалы, оборудование, знания, и требуется определенный набор исследовательских приемов и процедур для изучения возникающих проблем.