Имеются четыре основных задачи управления:

1) стабилизация;

2) программное управление;

3) слежение;

4) оптимальное управление.

Стабилизация системы - это поддержание ее выходных показателей вблизи заданных значений у0.

+----------------+ y

¦ ¦<-----------------------------+

¦ |y-y0|< eps ¦ ¦

+----------------+ ¦B ¦

¦ ¦ ¦

¦u \¦/ ¦

+-------+ ¦ +-------+ ¦

¦ ИЭ ¦ _¦\¦/¦ ¦ УО ¦ _¦

+-------+ ¦/ \¦ x +-------+ y

Примеры:

1) Система управления организма - поддержание температуры тела, давления крови и т.п.

2) электроснабжение - стабилизация напряжения и частоты тока.

3) управление народнохозяйственным комплексом - поддержание стабильных значений основных макроэкономических показателей.

Программное управление - поддержание выходных показателей вблизи заданных значений y0, зависящих от времени заданным образом. Схема - та же, с заменой y0 на y0(t).

Примеры:

1) вывод ракеты на спутниковую орбиту, причем наилучшая траектория У0(t) заранее известна - рассчитана, исходя из свойств земной атмосферы и тяготения;

2) станок с числовым программным управлением;

3) программа "500 дней".

4) федеральные и региональные целевые программы социально-экономического развития

Слежение - обеспечение как можно более точного соответствия между состоянием или поведением управляемого объекта и состоянием или поведением какого-либо другого объекта, которым управлять невозможно. Он рассматривается как составная часть среды.

+----------------+ y ¦

¦ ¦<-------------------¦---------+

¦ |y-y0|< eps ¦<-------------------¦ ¦

+----------------+ y0 ¦B ¦

¦ ¦ ¦

¦u \¦/ ¦

+-------+ ¦ +-------+ ¦

¦ ИЭ ¦ _¦\¦/¦ ¦ УО ¦ _¦

+-------+ ¦/ \¦ x +-------+ y

Примеры:

1) управление производством товара в зависимости от неуправляемого спроса;

2) ритм и глубина дыхания, частота пульса в зависимости от физической нагрузки;

3) зенитная ракета и самолет противника;

4) антенна радиолокатора и самолет;

5) робототехническая система "глаз-рука".

При оптимальном управлении нужно наилучшим образом выполнить задачу, стоящую перед объектом, при заданных условиях и ограничениях.

+----------------+ y ¦

¦ y -> max ¦<-------------------¦---------+

¦ v <= y0 ¦<-------------------¦ ¦

+----------------+ y0 ¦B ¦

¦ ¦ ¦

¦u \¦/ ¦

+-------+ ¦ +-------+ ¦

¦ ИЭ ¦ _¦\¦/¦ ¦ УО ¦ _¦

+-------+ ¦/ \¦ x +-------+ y

Примеры целевых функций: быстродействие, к.п.д., прибыль, расход сырья и полуфабрикатов в технологическом процессе.

2.5. Использование ЭВМ в процессе управления

Первоначально вычислительные средства использовались как вспомогательные, для выполнения отдельных, наиболее трудоемких операций обработки данных. Основной поток информации о состоянии управлемого объекта и управляющих воздействиях проходил через аппарат управления, состоящий из людей: