Приветствую Вас, Гость
Тема 8 «Моделирование и формализация» (10 ч)
Урок 62. Информационные модели управления объектами
http://www.metod-kopilka.ru/page-2-2-6-4.html
http://www.5byte.ru/10/0011.php
Скачать презентацию к уроку

В процессе функционирования сложных систем (биологических, технических и т.д.), входящие в них объекты постоянно обмениваются информацией.  Изменение сложных систем во времени имеет свои особенности. Так, для поддержания своей жизнедеятельности любой живой организм постоянно получает информацию из внешнего мира с помощью органов чувств, обрабатывает ее и управляет своим поведением (например, перемещаясь в пространстве, избегает опасности). 
В повседневной жизни мы встречаемся с процессами управления очень часто:

  1. пилот управляет самолетом, а помогает ему в этом автоматическое устройство- автопилот;
  2. директор и его заместители управляют производством, а учитель - обучением школьников;
  3. процессор обеспечивает синхронную работу всех узлов компьютера, каждым его внешним устройством руководит специальный контроллер;
  4. без дирижера большой оркестр не может согласованно исполнить музыкальное произведение, а хоккейная или баскетбольная команда обязательно имеет одного или нескольких тренеров, которые организуют подготовку спортсменов к соревнованиям.

Управление - это целенаправленное взаимодействие объектов, одни из которых являются управляющими, а другие - управляемыми. Модели, описывающие информационные процессы управления в сложных системах, называются информационными моделями процессов управления. 
В любом процессе управления всегда происходит взаимодействие двух объектов – управляющего и управляемого, которые соединены каналами прямой и обратной связи. По каналу прямой связи передаются управляющие сигналы, а по каналу обратной связи – информация о состоянии управляемого объекта. 
Разомкнутые системы управления. Если в процессе управления не учитывается состояние управляемого объекта и обеспечивается управление только по прямому каналу (от управляющего объекта к управляемому), то  такие системы управления называютсяразомкнутыми.  Информационную модель разомкнутой системы управления можно наглядно представить с помощью следующей схемы:  

рисунок 1
Для демонстрации принципа работы разомкнутых систем управления разработаем компьютерную модель на языке программирования Visual Basic.  Пусть управляемым объектом будет точка, которую управляющий объект (пользователь) должен переместить в центр мишени (круга). Прямое управление положением точки будем производить путем нажатия на кнопки, которые перемещают объект вверх, вниз, влево и вправо. Обратная связь будет отсутствовать.

Модель разомкнутой системы управления.

Поместить на форму графическое поле, по которому будет перемещаться точка,  кнопку для вывода первоначального положения точки, четыре кнопки для управления движением точки и кнопку для вывода положения мишени.

Событийная процедура первоначального вывода точки должна включать задание масштаба и случайную генерацию координат точки:  
Dim bytX1, bytY1, bytX2, bytY2 As Byte 
Private Sub cmdP_Click() 
pic1.Scale (0, 20)-(20, 0) 
bytX1 = Int(Rnd * 20) 
bytY1 = Int(Rnd * 20) 
pic1.PSet (bytX1, bytY1), vbRed 
End Sub

Четыре событийные процедуры перемещения точки должны обеспечивать изменение координат точки. Для перемещения влево событийная процедура:
Private Sub cmdL_Click() 
pic1.Scale (0, 20)-(20, 0) 
bytX1 = bytX1 - 1 
End Sub

Событийная процедура вывода мишени и положения точки:
Private Sub cmd2_Click() 
pic1.Scale (0, 20)-(20, 0) 
pic1.Circle (10, 10), 5 
pic1.PSet (bytX1, bytY1), vbBlack 
End Sub

Щелкнуть по кнопке Упр. объект и перемещать его кнопками со стрелками. Щелкнуть по кнопке Результат. Отклонение точки от центра мишени, скорее всего, будет достаточно  велико.

управление без обратной связи

Сохранить проект. Готовый проект  prjUpr1.VBP хранится  в каталоге\practicum\VB\Projects\prjUpr1\

Замкнутые системы управления. В замкнутых системах управления  управляющий объект по прямому каналу управления производит необходимые действия над объектом управления, а  по каналу обратной связи получает информацию о его реальных параметрах. Это позволяет осуществлять управление с гораздо большей точностью. 
Информационную модель замкнутой системы управления можно наглядно представить с помощью следующей схемы:  

рисунок 2

Для демонстрации принципа работы замкнутых систем управления разработаем компьютерную модель. Для осуществления обратной связи будем при каждом шаге рисовать новое положение точки, а также выводить значения координат точки в текстовые поля.

Модель замкнутой системы управления.

Усовершенствовать предыдущий проект и поместить на форму два текстовых поля. 
В коды процедур добавить строки: 
pic1.PSet (bytX1, bytY1), vbRed 
txtX.Text = bytX1 
txtY.Text = bytY1 
Использование обратной связи обеспечивает гарантированное попадание точки в мишень.

управление с обратной связью

Вопросы для размышления

1. В чем состоит различие разомкнутых и замкнутых систем управления? Приведите примеры.

Практические задания

2.18. Создать компьютерную модель замкнутой системы управления с автоматической обратной связью.