Основные понятия и определения, терминология

Управление - целенаправленное рациональное воздействие на управляемый объект или процесс.

Любое управление возможно только при наличии информации об управляемом объекте или процессе. Выделяют два вида информации:

1. информация об объекте или процессе до его управления (исходная, априорная), которая служит основой для принятия решения по управлению;
2. информация, полученная после управления объектом или процессом; она служит для создания уверенности в том, что управление было реализовано, и полученный результат не отличается от желаемого; эту информацию называют также информацией обратной связи (ОС); она используется также для принятия очередного решения по управлению.

Любая техническая управляющая система может функционировать только при наличии информационного обеспечения, которое сводится к получению информации первого либо второго вида.

Говоря об информационном обеспечении технических систем управления, часто приходится прямо или косвенно учитывать ценность информации. Обозначим вероятность принятия решения по управлению объектом при наличии исходной (априорной) информации P_ПР(y), а вероятность принятия решения по управлению этим объектом после получения дополнительной информации - P_ПР(y / I_УПР). Тогда ценность (или полезность) информации можно получить через соотношение

Если λ > 1, то в информационном обеспечении системы имела место полезная информация, вероятность правильного принятия решения возрастает.

Если λ < 1, можно говорить о “вредной” информации, которая ухудшила ситуацию. Верное решение по управлению будет принято с меньшей вероятностью. Следует избегать получения λ < 1. Это можно осуществить, используя методы помехоустойчивого кодирования в каналах связи (КС) с помехами.

Существует понятие кибернетического количества информации:

Смысл бит кибернетического количества информации иной, чем для количества информации вообще. Формула для вычисления I_КИБ используется сравнительно редко, но при определении эффективности принимаемых решений она более объективна.

Проблема обеспечения некоторых технических систем может не возникать, когда речь идет о так называемой локальной СУ, то есть такой, в которой ОУ и управляющая подсистема (человек, регулятор) находятся на некотором ограниченном (или локализованном) пространстве.

Рис. 1 Локальная система управления

Проблема информационного обеспечения возникает серьезно только в тех случаях, когда объект (процесс) управления и управляющая подсистема находятся на значительном расстоянии друг от друга (единицы, сотни, тысячи километров). В таких системах естественным образом появляются протяженные каналы передачи (прямой и обратный), в которых, как правило, действуют различные помехи. Чтобы уменьшить влияние помех на передаваемую информацию, эти каналы должны быть выполнены по особым принципам, которые исторически разрабатывались в рамках науки, называемой телемеханика. Поэтому КС называются телемеханическими.

Телемеханика - область науки и техники, которая рассматривает вопросы управления и контроля объектов (процессов) на значительном расстоянии посредством преобразования управляющих воздействий и контролируемых параметров в сигналы (коды), удобные для передачи по КС.

Понятие удобного способа передачи включает в себя достаточно простое получение кода и достаточно простую его расшифровку. Это позволяет системе работать в режиме практически реального времени, что способствует своевременному принятию управляющего решения и его исполнению. Это крайне важно в условиях управления быстро меняющимся процессом или объектом, таким, например, как летательный аппарат.

Сегодня телемеханика решает чисто прикладные проблемы, хотя зародилась как наука.

Структурную схему некоторой технической СУ с телемеханическими каналами передачи информации для ее информационного обеспечения можно представить в следующем виде.

Рис. 2 Система телемеханики

Основные каналы информационного обеспечения некоторой технической системы

Основные особенности информации, передаваемой по телемеханическим каналам

Типовые структуры телемеханических каналов передачи информации

Система телемеханики и типовые узлы, входящие в ее состав

Основные принципы организации передачи информации по телемеханическим каналам связи