Меньков А.В., Острейковский В.А. Теоретические основы автоматизированного управления

Подождите немного. Документ загружается.

630

Íà÷àëî

ïðîãðàììû

Àðèôìåòè÷åñêàÿ

îáðàáîòêà

âíóòðè ÝÂÌ

Ïåðåçàïóñê

Ïåðåäà÷à

ðåçóëüòàòà â

çàïîìèíàþùåå

óñòðîéñòâî

Îøèáêà

Îñòàíîâêà

ïðîãðàììû:

ïî ðó÷íîìó

ïåðåçàïóñêó

âîçâðàòèòüñÿ

ê ìåñòó

îøèáêè è

ïîïðîáîâàòü

ñíîâà

Ïåðåäà÷à

óñïåøíà?

Ïåðåäà÷à

óñïåøíà?

Íåò

Äà

Ïåðåäàòü

ðåçóëüòàò èç

çàïîìèíàþùåãî

óñòðîéñòâà ÝÂÌ

Êîíòðîëüíàÿ

ïåðåäà÷à

Îñòàíîâêà

Íåò

ïîÿâëåíèÿ

Рис. П 2.2. Схема

прораммы

631

Êîíòðîëü äàííûõ,

îòîáðàæåíèÿ

Ñïåöèôèöèðîâàòü

Íà÷àëî çàêàçà

íà òîâàðû

Íà÷àëüíàÿ

îáðàáîòêà

äàííûõ

Äàííûå

Âûçîâ

Íà÷àëüíîå

îòîáðàæåíèå

äëÿ çàïðîñà

è îïèñè

Ôàéë

ïîêóïàòåëÿ

çàïðîñ îïèñè,

ðàñïðåäåëåíèå

òîâàðîâ

Øèôð

ïîêóïàòåëÿ,

øèôð

òîâàðà,

êîëè÷åñòâî

Çàïðîñ âõîäíûõ

äàííûõ

Îøèáêà

ââîäà,

îòâåò íà

çàïðîñ

çàïðîñ?

òîâàðîâ,

âíåñåííûõ

â îïèñü

Ôàéë

òîâàðîâ,

âíåñåííûõ

â îïèñü

Ôàéë

òîâàðîâ,

âíåñåííûõ

â îïèñü

Âðåìåííûé

ôàéë

çàêàç÷èêà

Çàêàç èëè

Çàêàç

Çàïðîñ

Ïðîâåðèòü

çàêàç

Îáðàáîòêà

çàêàçà

Ñ÷åòà

íàêëàäíûõ

Êîíåö ðàáîòû

Рис. П 2.3.

Схема работы системы

632

Êëàâèàòóðà

Èíòåðôåéñ

÷åëîâåê — ìàøèíà

Äèñïëåé

Îïðåäåëåíèå

ìàðøðóòà

âðó÷íóþ

Àâòîìàòè÷åñêîå

îïðåäåëåíèå

Èíôîðìàöèÿ

îò äàò÷èêîâ

Äîïîëíåíèå

Ñîâïàäåíèå

ìàðøðóòà

Äîïîëíåíèå

ïîëåòíûõ ïëàíîâ

Èäåíòè÷íîñòü

Òàéìåð

èñòèííîãî

âðåìåíè

Áàçà

äàííûõ

ìàðøðóòîâ

Ïðîöåññîð

äèñïëåÿ

Ïîëåòíûå

ïëàíû

P — ïåðåäà÷à óïðàâëåíèÿ (ïîñòîÿííàÿ)

T — ïåðåäà÷à óïðàâëåíèÿ (âðåìåííàÿ)

I — ïåðåäà÷à óïðàâëåíèÿ (ïðåðûâàíèå)

Рис. П 2.4. Схема

взаимодействия прорамм

633

Òàáëèöà

ïðîâåðêè

äîñòîâåðíîñòè

Ãëàâíûé

ôàéë

Ðàáî÷èé

ôàéë

Êîððåêòèðîâêà

Îò÷åò

Ñïèñîê îøèáîê

Ôàéë

òðàíçàêöèé

Рис. П 2.5. Схема ресрсов системы

632

Êëàâèàòóðà

Èíòåðôåéñ

÷åëîâåê — ìàøèíà

Äèñïëåé

Îïðåäåëåíèå

ìàðøðóòà

âðó÷íóþ

Àâòîìàòè÷åñêîå

îïðåäåëåíèå

Èíôîðìàöèÿ

îò äàò÷èêîâ

Äîïîëíåíèå

Ñîâïàäåíèå

ìàðøðóòà

Äîïîëíåíèå

ïîëåòíûõ ïëàíîâ

Èäåíòè÷íîñòü

Òàéìåð

èñòèííîãî

âðåìåíè

Áàçà

äàííûõ

ìàðøðóòîâ

Ïðîöåññîð

äèñïëåÿ

Ïîëåòíûå

ïëàíû

P — ïåðåäà÷à óïðàâëåíèÿ (ïîñòîÿííàÿ)

T — ïåðåäà÷à óïðàâëåíèÿ (âðåìåííàÿ)

I — ïåðåäà÷à óïðàâëåíèÿ (ïðåðûâàíèå)

Рис. П 2.4. Схема

взаимодействия прорамм

633

Òàáëèöà

ïðîâåðêè

äîñòîâåðíîñòè

Ãëàâíûé

ôàéë

Ðàáî÷èé

ôàéë

Êîððåêòèðîâêà

Îò÷åò

Ñïèñîê îøèáîê

Ôàéë

òðàíçàêöèé

Рис. П 2.5. Схема ресрсов системы

634

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Списо основных соращений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Введение в теорию автоматизированно о правления. . . . . . 9

В.1. Объетивная необходимость автоматизации обработи

информации и правления. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

В.2. Кратая историчесая справа о развитии

теории автоматизированноо правления . . . . . . . . . . . 10

В.3. Цель и задачи дисциплины «Теоретичесие основы

автоматизированноо правления» . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

РАЗДЕЛ 1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

ТЕОРИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

УПРАВЛЕНИЯ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ . . . . . . . . . . . . 15

1.1. Понятия «правление» и «система правления» . . . . . 15

1.2. Терминолоия теории автоматизированноо

правления. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

1.3. Этапы правления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

1.4. Объет и предмет теории

автоматизированноо правления . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ. . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.1. Классифиация автоматизированных систем . . . . . . . 44

2.2. Основные принципы построения

автоматизированных систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2.3. Этапы разработи АС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

2.4. Задачи, решаемые на стадиях проетирования АС. . . 57

Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

ГЛАВА 3. КАТЕГОРИАЛЬНЫЕ ПОНЯТИЯ

СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ. . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

3.1. Системность а общее свойство материи . . . . . . . . . 61

3.2. Место системноо анализа

в системных представлениях. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

3.3. Развитие системноо анализа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

3.4. Методии и процедры системноо анализа . . . . . . . . 72

3.4.1. Принципы, этапы и процедры

системно о анализа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

635

3.4.2. Определение целей системно о анализа. . . . . 77

3.4.3. Анализ стртры системы . . . . . . . . . . . . . . . . 80

3.4.4. Сбор данных о фнционировании

системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

3.4.5. Исследование информационных потоов . . . 87

3.4.6. Построение моделей системы . . . . . . . . . . . . . 89

3.4.7. Провера адеватности моделей.

Анализ неопределенности

и чвствительности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

3.4.8. Исследование ресрсных возможностей. . . . . 97

3.4.9. Формирование ритериев . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

3.4.10. Генерирование альтернатив . . . . . . . . . . . . . . . 101

3.4.11. Реализация выбора и принятия решений . . . 106

3.4.12. Внедрение резльтатов анализа . . . . . . . . . . . . 110

Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

ГЛАВА 4. МОДЕЛИ АНАЛИЗА СТРУКТУРЫ АСУ . . . . . . . 112

4.1. Цели и задачи стртрноо анализа АСУ . . . . . . . . . 113

4.2. Уровни описания стртры АСУ . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

4.3. Формализация описания стртры методами

теории рафов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

4.3.1. Способы формализованно о задания рафа. . 117

4.3.2. Порядовая фнция на рафе. . . . . . . . . . . . . 122

4.3.3. Числовая фнция на рафе. . . . . . . . . . . . . . . 127

4.4. Тополоичесая деомпозиция стртр АСУ . . . . . . . 129

4.5. Модели описания и анализа потоов

информации в АСУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

4.6. Стртрно-тополоичесие харатеристии систем

и их применение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

4.7. Модели фнционирования

оранизационной системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

4.8. Пример разработи модели фнционирования

оранизационной системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

ГЛАВА 5. МОДЕЛИ СИНТЕЗА СТРУКТУРЫ АСУ . . . . . . . 182

5.1. Формализация общей задачи синтеза

стртры АСУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

5.2. Частные задачи синтеза

оптимальной стртры АСУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

5.2.1. Частные ритерии оптимизации . . . . . . . . . . . 185

5.2.2. О раничения в частных задачах синтеза. . . . . 186

5.2.3. Первая частная задача синтеза

оптимальной стртры АСУ . . . . . . . . . . . . . . 186

634

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Списо основных соращений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Введение в теорию автоматизированно о правления. . . . . . 9

В.1. Объетивная необходимость автоматизации обработи

информации и правления. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

В.2. Кратая историчесая справа о развитии

теории автоматизированноо правления . . . . . . . . . . . 10

В.3. Цель и задачи дисциплины «Теоретичесие основы

автоматизированноо правления» . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

РАЗДЕЛ 1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

ТЕОРИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

УПРАВЛЕНИЯ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ . . . . . . . . . . . . 15

1.1. Понятия «правление» и «система правления» . . . . . 15

1.2. Терминолоия теории автоматизированноо

правления. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

1.3. Этапы правления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

1.4. Объет и предмет теории

автоматизированноо правления . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ. . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.1. Классифиация автоматизированных систем . . . . . . . 44

2.2. Основные принципы построения

автоматизированных систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2.3. Этапы разработи АС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

2.4. Задачи, решаемые на стадиях проетирования АС. . . 57

Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

ГЛАВА 3. КАТЕГОРИАЛЬНЫЕ ПОНЯТИЯ

СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ. . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

3.1. Системность а общее свойство материи . . . . . . . . . 61

3.2. Место системноо анализа

в системных представлениях. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

3.3. Развитие системноо анализа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

3.4. Методии и процедры системноо анализа . . . . . . . . 72

3.4.1. Принципы, этапы и процедры

системно о анализа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

635

3.4.2. Определение целей системно о анализа. . . . . 77

3.4.3. Анализ стртры системы . . . . . . . . . . . . . . . . 80

3.4.4. Сбор данных о фнционировании

системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

3.4.5. Исследование информационных потоов . . . 87

3.4.6. Построение моделей системы . . . . . . . . . . . . . 89

3.4.7. Провера адеватности моделей.

Анализ неопределенности

и чвствительности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

3.4.8. Исследование ресрсных возможностей. . . . . 97

3.4.9. Формирование ритериев . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

3.4.10. Генерирование альтернатив . . . . . . . . . . . . . . . 101

3.4.11. Реализация выбора и принятия решений . . . 106

3.4.12. Внедрение резльтатов анализа . . . . . . . . . . . . 110

Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

ГЛАВА 4. МОДЕЛИ АНАЛИЗА СТРУКТУРЫ АСУ . . . . . . . 112

4.1. Цели и задачи стртрноо анализа АСУ . . . . . . . . . 113

4.2. Уровни описания стртры АСУ . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

4.3. Формализация описания стртры методами

теории рафов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

4.3.1. Способы формализованно о задания рафа. . 117

4.3.2. Порядовая фнция на рафе. . . . . . . . . . . . . 122

4.3.3. Числовая фнция на рафе. . . . . . . . . . . . . . . 127

4.4. Тополоичесая деомпозиция стртр АСУ . . . . . . . 129

4.5. Модели описания и анализа потоов

информации в АСУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

4.6. Стртрно-тополоичесие харатеристии систем

и их применение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

4.7. Модели фнционирования

оранизационной системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

4.8. Пример разработи модели фнционирования

оранизационной системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

ГЛАВА 5. МОДЕЛИ СИНТЕЗА СТРУКТУРЫ АСУ . . . . . . . 182

5.1. Формализация общей задачи синтеза

стртры АСУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

5.2. Частные задачи синтеза

оптимальной стртры АСУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

5.2.1. Частные ритерии оптимизации . . . . . . . . . . . 185

5.2.2. О раничения в частных задачах синтеза. . . . . 186

5.2.3. Первая частная задача синтеза

оптимальной стртры АСУ . . . . . . . . . . . . . . 186

636

5.2.4. Вторая частная задача синтеза

оптимальной стртры АСУ . . . . . . . . . . . . . . 188

5.2.5. Третья частная задача синтеза

оптимальной стртры АСУ . . . . . . . . . . . . . . 190

5.3. Примеры частных задач синтеза

оптимальной стртры АСУ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

ГЛАВА 6. МОДЕЛИ И ПРОЦЕСС

ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В АСУ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

6.1. Проблема принятия решений в больших системах. . . 198

6.2. Процесс принятия решений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

6.3. Общая постанова задачи принятия решений. . . . . . . 203

6.4. Классифиация задач принятия решений . . . . . . . . . . 204

6.5. Одноритериальные задачи принятия решений. . . . . . 206

6.6. Принятие решений в словиях риса . . . . . . . . . . . . . . 209

6.7. Принятие решений в словиях неопределенности. . . . 211

6.8. Мнооритериальные задачи принятия решений. . . . . 213

Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

РАЗДЕЛ 2. ПРИКЛАДНЫЕ ВОПРОСЫ

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ . . . . . . . . . . . . 231

ГЛАВА 7. ВИДЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

УПРАВЛЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

7.1. Централизованное

и децентрализованное правление. . . . . . . . . . . . . . . . . 231

7.2. Иерархичесое правление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234

7.3. Основные типы иерархий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

7.4. Формализация иерархичесих понятий . . . . . . . . . . . . 246

7.5. Принципы правления сложными системами . . . . . . . 257

7.6. Эратичесие системы правления . . . . . . . . . . . . . . . . 277

7.6.1. Особенности человео-машинных

(эр атичесих) систем правления . . . . . . . . . 277

7.6.2. Инженерно-психоло ичесие проблемы

создания и эсплатации эр атичесих

систем правления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279

7.6.3. Специфиа анализа и синтеза

эр атичесих систем правления . . . . . . . . . . . 282

7.6.4. Типовые противоречия в процессе создания

новых эр атичесих систем правления . . . . . 286

7.7. Типовые оранизационные стртры правления

производством . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290

Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292

637

ГЛАВА 8. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

8.1. Автоматизированные системы правления

предприятием. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

8.1.1. Ор анизационная стртра предприятия . . . 294

8.1.2. Пример доментооборота предприятия . . . . 296

8.1.3. Фнциональная стртра АСУП . . . . . . . . . 297

8.1.4. Подсистема оперативно о правления

основным производственным процессом. . . . 299

8.2. Автоматизированные системы правления

технолоичесим процессом. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302

8.2.1. Классифиация и харатерные

особенности АСУТП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305

8.2.2. Стртра АСУТП . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

8.2.3. Гибие производственные системы (ГПС). . . 314

8.2.4. Особенности проетирования АСУТП . . . . . . 320

8.2.5. Порядо разработи АСУТП . . . . . . . . . . . . . . 322

8.2.6. Особенности проетирования АСУТП

различно о исполнения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325

8.2.7. Автоматизированная система онтроля

и ре лирования вращающихся печей . . . . . . 329

8.2.8. Система числово о про раммно о

правления техноло ичесим

обордованием NC-2000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344

8.2.9. АСУТП для резерваров с реа ентами

цеха редих металлов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354

8.2.10. Подсистема ACУ З-03P системы правления

и защиты исследовательсо о

ядерно о реатора ПИК . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363

8.3. Системы автоматизированноо проетирования . . . . . 381

8.3.1. Общие сведения о проетировании . . . . . . . . 382

8.3.2. Классифиация САПР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387

8.3.3. Системный подход  автоматизации

проетирования и принципы

ор анизации САПР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391

8.3.4. Виды обеспечения САПР . . . . . . . . . . . . . . . . . 393

8.3.5. Математичесие модели проетиремых

объетов в САПР . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399

8.3.6. Информационное обеспечение САПР . . . . . . 407

8.3.7. Про раммное обеспечение САПР . . . . . . . . . . 410

8.3.8. Техничесое обеспечение САПР . . . . . . . . . . . 419

8.3.9. Ор анизация взаимодействия

онстртора с ЭВМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429

8.3.10. Стадии создания САПР . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433