Автоматты басқару жүйесінің жұмыс істеу принципі

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Тақырыбы: Автоматты басқару жүйесінің жұмыс істеу принципі

Кіріспе:

Алгоритм ұғымы информатикада ақапарат сияқты іргелі ұғымдардың қатарына жатады. Бұл атаудың мағынасын түсіну үшін оған жан-жақты талдау жасаған жөн. Алгоритм ұғымы тек математикалық есептерді шешу әдістерімен ғана шектелмейді. Әрбір компьютер алдын ала берілген алгоритммен, яғни жоспармен жұмыс істейді. Алгоритмді заңдылық, реттелген амалдар жиыны, кезекпен орындалатын операциялар тізімі деп ұғынған жөн.

Алгоритм - берілген есептің шығару жолын реттелген амалдар тізбегіне келтіру. Кез келген есепті қарапайым амалдарды тізбектей орындау арқылы шығаруға болады. Алгоритмді компьютерде орындау үшін оны программа түрінде жазып шығару керек.

Программа - алгоритмді машинаға түсінікті нұсқаулар тізімі ретінде жазу. Программа машинаға түсінікті командалардан тұрады. Осы командалар тізбегінің орындалуы барысында есептің нәтижесі шығады.

Программа дегеніміз - белгілі бір нәтже алу үшін орындалатын амалдардың айқындалған тізбегі. Процессор программаның құрамындағы командаларды кезекпен орындап отырады. Олар: арифметикалық немесе логикалық амал; ақпаратты тасымалдау командасы; берілген сандарды салыстыру командасы; нәтижені экранға, қағазға басып шығару командасы; келесі командаларға көшу тәртібін орындау командасы. Компьютердің жұмысы программалық принципке негізделген; яғни ол өзінің жадында сақталатын командалар тізбегін автоматты түрде орындау арқылы есеп шығарады. Кенз келген компьютер жадында берілген мәліметтермен қоса оны қандай жолмен, қандай нұсқауларды орындағанда шығаратынын көрсететін программаны сақтайды. Алгоритмді орындаушының рөлін негізінен адам немесе компьютер атқарады. Ал орындаушының жүзеге асыра алатын командалар жиыны - компьютердің командалар жүйесін құрайды. Алгоритм информатика мен есептеу техникасының іргелі ұғымдарының бірі. Қазіргі кезде күнделікті өңделетін ақпарат көлемінің тез өсуіне байланысты көптеген мәселелердің шешуін адам іс-әрекеттерді, яғни алгоритмднерді атқарушыға немесе орындаушыға - техникалық құралдарға, әр түрлі автоматтарға, компьютерлерге, техникалық құрылғыларға жүктеуге мәжбүр болып отыр. Мысалы: оқуға бару, сабаққа дайындалу, сөздіктен қажетті сөздерді іздестіру кезінде алгоритмдерді атқаруға, яғни бірқатар әрекеттер тізбегін орындауға тура келеді. Алға қойған мақсатқа жету немесе берілген есепті шешу бағытында атқарушыға біртіндеп қандай әрекеттер жасау қажеттігін әрі түсінікті, әрі дәл етіпкөрсететін нұсқаулар тобын алгоритм деп атайды. Компьютерде орындалуға тиіс алгоритмдерге мынадай талаптар қойылады1) алгоритм анық, әрі дәл өрнектелуі тиіс:2) алгоритмді кішкене бөліктерге бөлу мүмкіндігі болуы қажет; 3) алгоритм шектелген уақыттан соң нәтиже беруі тиіс4) бір тектес есептерге жалпы бір ғана алгоритм қолданылуы тиіс

Мәлімет:

Таратылған басқару жүйесін (DCS - Distributed Control System) кеңістікте әр жерге таратылған бір-бірінен тәуелсіз көптеген құрылғылардан тұратын және ортақ тапсырманы орындау үшін қызмет етіп өзара әрекеттесетін жүйе деп қарастыруымызға болады. Бұл жүйені қолдану түрлі құрылғылардың жүйесінен құралады. Сондай-ақ әр контроллер және кіріс шығыс құрылғыларының жүйесінен құралады. Сондай ақ әр контроллер өз тобындағы құрылғылармен әрекеттесіп өзіне тиесілі тапсырманы орындайды.

Барлық жерде жылуды есепке алу құрылғыларын орнату үлкен басымдылыққа ие бағыттарының бірі болып табылады. Алайда есеп алу құрылғыларын орнатуды жүргізгеннен кейін ол құрылғылардан жедел түрде ақпарат жинап отырудың қажеттілігі туындайды. Еңбек өнімділігін, басқарудың сапалылығы мен дәлдігін арттыру үшін, қолайсыз жерлердегі немесе денсаулыққа залалды жұмыстарды адамның қатысуынсыз атқару мақсатында қолданылады. Басқару мақсаты басқарылатын объектінің реттелу шамасының уақыт бойынша өзгеруімен тікелей байланысты. Басқару мақсатын жүзеге асыру үшін басқарылатын әр түрлі объектілердің өзіндік ерекшеліктері ескеріліп, объектіні басқару тетігіне әсер етерліктей әрекет (басқарғыш әрекет) жасалады. Басқарғыш әрекет басқару қондырғылары арқылы жүзеге асырылады. Өзара әрекетке түсетін басқару қондырғылары мен басқарылатын объектілер жиынтығы басқарудың автоматтандырылған жүйесін құрайды. Бұл негізінен өндірістік т. б. кешендер құрамына кіреді. Уатт бу машинасындағы центрден тепкіш реттеуіштен тұратын автоматты реттеу жүйесі техникада кеңінен пайдаланылған алғашқы тұйық басқарудың автоматты жүйесі болды. 20 ғасырдың 50-жылдарында өндірістік процестер мен өнеркәсіптік кешендерді электрондық есептеуіш машиналар арқылы басқарудың күрделі жүйелері дүниеге келді. Бұл жүйелер тобына басқарылатын шаманың мәнін тұрақты етіп сақтайтын автоматты реттеу жүйесі, басқарылатын шаманы белгілі бағдарлама бойынша өзгертіп отыратын бағдарламалы басқару жүйсі, басқару бағдарламасы алдын ала берілмеген қадағалау жүйе енеді. Басқарудың автоматты жүйелері техниканың түрлі салаларында (көшірмелеуіш фрезалау станогын басқаруға арналған қадағалауыш жүйе, металл кескіш станоктардағы магниттік лента перфолента немесе перфокарта арқылы бағдарламамен басқаруға арналған жүйе) кеңінен пайдаланылады. Ол авиацияда, ғарыш және әскери техникада үлкен маңыз атқарады,

Анықтама:

Кез келген өндірісте технологиялық процестер белгілі бір мәнде шектетілетін физикалық шамалармен сипатталады. Жабдықтардың жұмысы кезінде ол шамалар белгілі бір деңгейде тұрақтануы, не берілген программа бойынша өзгеріп отыруы тиіс. Кез келген қондырғыда технологиялық процесстің бірқалыпты жүруі белгілі бір ереженің, қызмет алгоритмінің орындалуына байланысты болады. Осы қызмет алгоритмін орындау үшін белгілі бір сыртқы команданы орындайтын қондырғыны, не машинаны басқару обьектісі дейді. Технологиялық процесті жүргізу үшін басқару обьектісіне әсер ететін тиімді ықпалды басқару дейді. Егер бұл басқару адамның қатысуынсыз жүзеге асса, оны автоматты, ал адамның қатысуымен болса қолмен басқару деп атайды. Әр обьектіде физикалық шаманың берілген мәнін тұрақтандырып немесе оны белгілі бағытта өзгертіп отыратын басқарғыш құрылғысы болады. Басқару обьектісіне басқару алгоритміне сәйкес өзара әрекеттесе жұмыс жасайтын автоматты басқару құрылғысы мен басқару обьектісінің жиынтығы автоматты басқару жүйесі (АБЖ) деп аталады. Жұмыс барысында автоматты басқару жүйесіне әртүрлі ішкі және сыртқы әсерлер ықпал жасайды. Технологиялық жабдықтардың қай-қайсысы болмасын тұрақты (тағайындалған) режимде жұмыс істеуі керек. Бірақ нақты пайдалану жағдайында әртүрлі қоздырушы әсерлерге байланысты бұл режим ұдайы бұзылатындықтан, технологиялық процестің параметрлері өзгереді. Сол себепті өндірістік жабдықтарды (басқару обьектісін ) басқарып отыру қажет, яғни басқарылатын шама қоздырушы әсердің ықпалына қарамастан берілген ереже (программа) бойынша өзгеретіндей дәл есеппен басқарушы әсерді қалыптастыру керек.

Автоматты басқару жүйесін жіктеуге болады әртүрлі белгілері бойынша:

Сипаты бойынша өзгерістер шаманың:

- автоматты реттеу жүйесінің (САР, тұрақтандыру жүйесін, онда шығу шамасы қолдау тұрақты деңгейде, белгілі бір алдын-ала;

- аңду жүйесі : бұл жүйе, онда шығу шамасы өзгереді сәйкес алдын-ала белгісіз функциясы айқындайтын тапсырма;

- бағдарламалық жүйе : бұл жүйе, онда шығушамасы өзгереді бағдарламасына сәйкес айқындалатын тапсырма;

- экстремалды жүйе : бұл жүйе, онда шығу шамасы деңгейінде сақталады біраз экстремумы;

- оң тайлы жүйесі : бұл жүйе, онда шығу объектісі біршама көрсеткіші ең жақсы белгілі бір мағынада жүргізілетін шама .

Автоматты жүйе элементтері:

Автоматты жүйе өзара байланысқан және белгілі бір қызмет атқаратын дербес конструкциялық элементтерден тұрады. Элементтерді жүйеде атқаратын қызметіне қарай салыстырушы, түзетуші, қабылдаушы, түрлендіруші және атқарушы деп бөледі. Қабылдаушы элементтер бір физикалық түрден екінші бір физикалық шамаға түрлендіреді. Түрлендіруші элементтер сигналдың пайдалануға ыңғайлы түрге түрлендірілуін және оның қуатын магниттік, электрондық және т. б. күшейткіштер арқылы үдетуін жүзеге асырады. Түзетуші ауыстырып қосқыш құрылғылар мен қорғау элементтері, резисторлар, конденсаторлар, сигнал беру жабдықтары жатады. Автоматика элементтерінің қолдану және технологиялық ерекшеліктерін айқындайтын арнайы сипаттамалары мен параметрлері болады.

Автоматты реттеу жүйесін құрудағы жалпы принциптер:

Ғылым мен техниканың дамуы, технологиялық процестердің күрделенуі, шығарылатын өнімдерге қойылатын талаптардың жоғарылауы автоматты басқару жүйелерін құруда қазіргі таңға сай матеметикалық әдістерді пайдалануды қажет етеді. Автоматты басқару жүйелерін сараптау мен синтездеуде ықтималдылық әдістерді пайдаланған жөн. Автоматты басқару жүйесін құру үшін маман ең алдымен басқарылатын обьектінің математикалық моделін тұрғыза білуі керек. Бұл есепті экспериментті және аналитикалық жолдармен шешуге болады. Көп жағдайларда аналитикалық модель бейсызықты болып шығады. Сондықтан есептеуді ары қарай жалғастыру үшін бейсызықты теңдеулерді Тейлор мен Маклорен қатарларына түзу арқылы бұл модельді сызықтандырады. Жалпы кез келген автоматтық жүйелерді уақыттық және жиіліктік аймақтарда зерттеуге болады. Іс жүзінде бұл зерттеуді жиіліктік аумақта жүргізу әлдеқайда жеңіл. Сондықтан автоматты реттеу теориясында реттеу жүйесін талдау мен синтездеудің жиіліктік әдістері, жүйенің оптимал параметрлерін есептеуде кеңейтілген жиіліктік сипаттамаларды қолдану, трапециялық жиіліктік сипаттамалар бойынша өтпелі процестерді тұрғызу секілді көптеген әдістер кеңінен тараған. Әр түрлі режимдерде жұмыс істейтін реттеу обьектілерін идентификациялау үшін векторлық және матрицалық есептеулер қолданылады. Жабдықтардың жұмысы кезінде ол шамалар белгілілі бір деңгейде тұрақтануы, не берілген пограмма бойынша өзгеріп отыруы тиіс. Алгоритмін орындау үшін белгілі бір сыртқы команданы орындайтын қондырғыны, не машинаны басқару обьектісі дейді.

Қосалқы программалар:

Компьютерлерде шығарылатын есептердің күрделенуіне байланысты программалардың көлемдері өсіп, оларды жазу, оқу, түзету істері күннен-күнге қиындап келеді. Белгілі бір өндірістік мәселенің, мезгіл-мезгіл қайталанып отыратын есептеулердің программалары ұзақ уақыт пайдаланылады, олар күнделікті өмір талабына сәйкес өзгертіліп, түзетіліп отыруы тиіс. Осыларға байланысты программаларды құрастыруды, түсінуді, өзгертуді жеңілдететін тәсілдер жасалған, олар құрылымды (структуралық) программалау жолдары деп аталады. Программаларды адамның түсіну мен қабылдауын ыңғайлы түрда жүргізуге бағытталған тәсілдер жиынын құрылымды программалау деп атайды. Белгілі бір ат қойылып, жеке программа түрінде бөлек жазылған, қажет кезінде оны қайталап пайдаланып отыруға болатын негізгі программаның арнайы бөлігін қосалқы программа (подпрограмма) деп атайды. Қосалқы программаларда бірсыпыра операциялардың біріге отырып толық орындалуын қадағалап, программаның негізгі бөлігінде оның тек атын өзгерту арқылы бір рет орындаумен шектелуге болады. Қосалқы программаны пайдалану: негізгі программаның көлемін кішірейтеді; негізгі программада пайдаланылған айнымалыларды қосалқы программада да пайдалануға болады; қосалқы

Кибернетика:

Кибернетика дегеніміз - басқару және байланыс жөніндегі ғылым. Бұл ғылымның қолданбалы жағын кез келген ғылыми-зерттеу бағыттарына жатқызуға болады, ал оның теориялық мәні тікелей ешбір ғылымдармен байланыспайтын, бірақ олардың бәрінде де қолданылатын жалпы басқару теориясы болып есептеледі. Басқару кез келген жүйенің ажырамайтын қасиеті. Бір бірімен байланыстағы бөліктердің жиынтығын жүйе деп атайды. Шын мәнінде әлем кеңістігінің өзі көптеген бір-бірімен байланыстағы кішігірім жүйелерден тұрады. Жүйені күрделілік дәрежесі бойынша жай динамикалық және күрделі жүйе деп жіктейді. Тармақталған құрылымыиен және көптеген ішкі байланыстарымен жай динамикалық жүйеден ерекшеленетін жүйелерді күрделі жүйе деп атайды. Сонымен қатар жүйелерді детерминді және ықтималдық деп бөледі. Құрамындағы бөліктері алдын-ала қойылған болжам бойынша өзара әрекеттесетін жүйелерді детерминді дейді.

Ақпаратты сақтау және жад түрлері:

Ақпарат сақталынып, қажет кезде оны ешбір қиындықсыз пайдалана алатындай болуы керек. Ол міндеттерді орындайтын компьютердің арнайы ақпаратты еске сақтайтын құрылғысы - жады болады. Жад дегеніміз деректерді қабылдап, болашақта қажетке жаратуға мүмкіндік беретін компьютердің құрылғысы. Ақпарат өңдеуші компьютерлік жүйелерде келесі негізгі жад түрлері қолданылады:

-регистрлік жад;

-негізгі жад;

-кэш-жад (сache) ;

-сыртқы жадылар;

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.