Файл: Ливенцев В.В. Кибернетика горных предприятий (основные положения) учеб. пособие.pdf

По каналу прямой связи передаются управляющие воз­ действия, а по каналу обратной связи — информация об управляемом объекте.

На каждую систему обычно оказывает влияние бесчислен­ ное множество различных внешних воздействий или помех. Из их множества отбирают лишь те, которые в условиях решаемой задачи управления существенно влияют на состоя­ ние системы. Эти внешние воздействия называются возму­ щающими воздействиями.

Системы, в которых имеется только прямая связь, отно­ сятся к классу разомкнутых систем. Те же системы, в которых имеются как прямая, так и обратная связь, относятся к клас­ су замкнутых систем.

Например, для калориферной установки главного ствола шахты основным возмущающим воздействием является тем­

достигаться с требуемой точностью путем установления рас­ хода Q пара в калориферной установке в соответствии с тем­ пературой наружного воздуха по некоторой заранее установ­ ленной функциональной зависимости Q—F(tH). Персонал, обслуживающий калориферную систему, наблюдая за показа­ нием термометра, измеряющим tH, и показанием расходомера, измеряющим Q, воздействует на органы управления (вентиль паропровода), обеспечивая требуемую функциональную зави­

13

управление калориферной системой, обязав персонал увели­

уменьшать его в противоположной ситуации. В данном случае мы будем иметь замкнутую систему (рис. 2,6).

в

Рис. 2. Схема управления подогревом воздуха в стволе шахты

спомощью калориферной установки:

а— р а з о м к н у т ая система; б —замкнутая система; в—комбинированная система,

управления

14

когда возмущающих воздействий много и не все они могут быть измерены, а также в случаях, когда неизвестно наперед влияние возмущений на управляемые величины.

Преимущество разомкнутых систем управления заклю­ чается в том, что управляющие воздействия изменяются в соответствии с изменением возмущающих воздействий сразу,

воздействий участвует как информация об основных возму­ щающих воздействиях, так и информация о значении управ­ ляемых величин (рис. 2, в).

Обратные связи в кибернетических системах бывают по­ ложительные и отрицательные. Если обратное воздействие усиливает процесс, говорят о положительной обратной связи. Если же обратное воздействие замедляет процесс, говорят об отрицательной обратной связи.

Наличие обратных связей в кибернетических системах спо­ собствует целенаправленному изменению состояний системы. Однако следует отметить, что обратная связь в системах управления должна быть ограниченной, так как в противном случае при наличии чрезмерной обратной связи система при­ ходит в самопроизвольные колебания, которые становятся все сильнее и в конце концов либо разрушают систему, либо делают ее практически неуправляемой.

Состояние любой системы можно характеризовать сово­ купностью значений величин, определяющих ее структуру. Так, если некоторая система характеризуется набором опре­ деленных значений переменных хи х2, хп, то система может быть представлена как точка в л-мерном пространстве с коор­

Пространство, в котором каждое состояние системы изо­ бражается определенной точкой, называется пространством состояний системы.

В реальных системах горной промышленности не все коор­ динаты систем могут изменяться в неограниченных пределах. Большая часть координат может принимать лишь значения,

15

Область пространства состояний, в которой может нахо­ диться изображающая точка, называется областью допусти­ мых состояний.

Так, если мы рассматриваем лаву на угольной шахте как систему с двумя координатами, одной из которых является скорость движения воздушного потока в призабойном про­ странстве лавы V, місек, а другой — концентрация метана на вентиляционном штреке С, %, то область допустимых со­ стояний лавы как вентиляционной системы характеризуется следующими условиями:

Рис. 3. Область допустимых состояний лавы как вентиляцион­ ной системы

16

Следует отметить, что деление систем на непрерывные и дискретные является условным. Реальные системы обычно можно рассматривать и как непрерывные, и как дискретные. Все зависит от цели и методов исследования системы.

Производственные процессы на горнодобывающих пред­ приятиях являются весьма трудоемкими. В производственных системах горных предприятий, как правило, участвует боль­ шое число людей.

В процессе ручного труда или непосредственного воздей­ ствия на систему управления технологическим оборудованием человек изменяет показатели процесса, влияет на вели­ чину его критерия эффективности непосредственно. В то же время воздействие человека на управляемую им систему мо­ жет осуществляться и не только в виде изменения ее показа­ телей. Например, в случае отказа машины или механизма человек осуществляет поиск неисправности. Здесь воздей­ ствие человека на отказавшую систему осуществляется не в процессе производства продукта, а косвенно: найти и устра­ нить причину отказа системы в заданное (или минимальное) время, оценить создавшуюся ситуацию и принять решение.

В производственных системах человек выступает прежде всего в роли управляющего звена системы.

Взаимосвязи, которые устанавливаются между людьми в производственном процессе, во многом определяют характе­

При создании систем, в которых действует некоторое мно­ жество людей, недостаточно учитывать лишь последователь­ ность связей их друг с другом. Если система, в которой дей­ ствует один человек, управляется индивидуумом, то при уча­ стии в системе нескольких людей система управляется коллек­ тивом. В самом деле, коллектив — это совокупность людей, объединенных целью и корректирующих свою деятельность в соответствии с целью системы, в которую они входят в каче­ стве управляющих звеньев.

§ 2. Системы управления горных предприятий

Системой управления горного предприятия называется взаимосвязь звеньев управления и исполнителей друг с дру­ гом. В зависимости от того, каким образом - осуществляется

18