§ 1.3. КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПО НАЗНАЧЕНИЮ
В современной технике используется громадное число разнообразных автоматических устройств и систем, отличающихся друг от друга физической природой, принципом действия, схемными и конструктивными решениями и т. д. Все эти устройства и системы, как правило, предназначены для решения лишь нескольких основных задач автоматизации, к которым относятся: сигнализация; контроль; блокировка и защита; пуск и остановка; управление.
Системы автоматической сигнализации предназначены для извещения обслуживающего персонала о состоянии той или иной технической установки или о протекании того или иного процесса.
Системы автоматического контроля осуществляют без участия человека контроль различных параметров и величин, характеризующих работу какого-либо технического агрегата, установки или протекание какого-либо процесса.
Системы автоматической блокировки и защиты служат для предотвращения возможности возникновения аварийных ситуаций в технических агрегатах и устройствах. В том случае, когда какая-либо величина, характеризующая поведение защищаемого агрегата, достигает своего критического (по тем или иным соображениям) значения, система автоматической блокировки и защиты без участия человека оказывает воздействие на защищаемый агрегат, частично или полностью прекращая его работу.
Системы автоматического пуска и остановки обеспечивают включение, остановку (а иногда и реверс) различных двигателей и приводов по заранее заданной программе.
Системы автоматического управления предназначены для управления работой тех или иных технических агрегатов или протеканием каких-либо процессов без непосредственного участия человека.
Важнейшими (и наиболее сложными) среди перечисленных автоматических систем являются системы автоматического управления.
Управлением в широком смысле слова называется организация какого-либо процесса, обеспечивающая достижение поставленной цели. Управляемым процессом может быть, например, процесс движения транспорта (наземного, водного или воздушного). Цель управления в этом случае может заключаться в достижении заданного конечного пункта маршрута в определенное время при наименьшей затрате энергоресурсов. Управляемым процессом может быть также процесс производства какого-либо продукта или изделия. Цель управления в этом случае обычно заключается в создании изделия с
заданными характеристиками и свойствами при минимальной его себестоимости и т. д.
Управляемые процессы, равно как и цели управления, могут быть весьма разнообразными. Это влечет за собой, как следствие, громадное разнообразие систем автоматического управления, которые классифицируются по различным признакам.
В зависимости от назначения все системы автоматического управления могут быть разбиты на системы автоматического регулирования и кибернетические системы.
Системы автоматического регулирования автоматически решают задачу регулирования работы тех или иных технических агрегатов.
Кибернетические системы предназначены для решения задач, существенно более сложных, чем задача автоматического регулирования. К таким задачам относятся: экстремальное регулирование, самонастройка и самоорганизация каких-либо систем, обеспечение оптимального функционирования технических устройств при меняющихся внешних условиях, выбор наилучших режимов работы систем управления и др.
Прикладная инженерная дисциплина, изучающая принципы построения и методы расчета систем автоматического управления, называется теорией автоматического управления.
Системы автоматического регулирования представляют собой частный случай систем автоматического управления, а изучающая их наука — теория автоматического регулирования — является одним из разделов теории автоматического управления.
Появление кибернетических систем существенно расширило возможности современной автоматики. Однако теория и практика таких систем только начинают развиваться. В настоящее время практически наиболее важным и многочисленным представителем систем автоматического управления в технике остаются системы автоматического регулирования. По этой причине первые главы книги посвящены основам теории автоматического регулирования. Теория кибернетических систем управления рассмотрена в гл. 11 и 12.
