Разработка теории автоматического управления

Автоматика как техническая наука имеет самостоятельные ответвления, такие, как теория автоматического управления, теория оптимальных процессов, дисциплины, изучающие средства автоматизации, и т. д.

Новаторы неутомимо ведут поиск, с тем чтобы более успешно осуществлять комплексную автоматизацию процессов производства и управления. Они создают технически совершенные устройства, позволяющие с высокой степенью точности поддерживать на требуемом уровне напряжение, давление, температуру, обеспечивать стабилизацию самолета в пространстве, управление космическими аппаратами и т. д. В 1972 г. Ленинской премии удостоены член-корреспондент АН СССР, заместитель директора Института проблем управления С. В. Емельянов и старший научный сотрудник того же института, кандидат технических наук В. И. Уткин за цикл работ по теории систем с переменной структурой. Эти работы оценены специалистами как выдающийся вклад в развитие теории автоматического управления. Упомянутые ученые создали новый класс систем - системы с переменной структурой, обладающие.чрезвычайно широкими динамическими возможностями. Высоко оценивая новое в науке управления, академик Б. Н. Петров отмечал:

"В основе подавляющего большинства систем автоматического управления лежит так называемый принцип отрицательной обратной связи. Если, например, регулятор паровой турбины получает сигнал об уменьшении ее скорости по сравнению с заданной, он увеличивает подачу пара; если же скорость вращения возрастает выше нормы, регулятор уменьшает подачу пара. Этот принцип в сочетании с другими методами классической теории управления позволяет во многих случаях обеспечивать требуемое количество регулирования.

Но задачи автоматизации быстро усложняются. Переход к более производительным технологическим процессам, совершенствование машин и аппаратов, повышение требований к их точности и быстродействию заставляют искать новые принципы управления и типы систем. И традиционные методы, основанные на выборе параметров системы при неизменной ее структуре, нередко оказываются малоэффективными.

Открытое С. В. Емельяновым новое научное направление, которое дальнейшим своим развитием обязано тесному творческому сотрудничеству С. В. Емельянова и В. И. Уткина, усилиям коллектива специалистов Института проблем управления, а позднее и ряда других организаций, сформировалось в самостоятельный раздел общей теории автоматического управления".

Системы, о которых идет речь, состоят из набора достаточно простых подсистем (структур). Последние не в состоянии в отдельности выполнять все функции системы управления. Переходя с одной структуры на другую, удается не только пользоваться полезными свойствами каждой из них, но и получать новые эффекты, которые не могут возникнуть в системах с фиксированной структурой. В частности, в новых системах управляемый процесс можно сделать практически независимым от помех, воздействующих на управляемый объект, а также от изменения свойств самого объекта. Предложенные системы отличаются простотой технической реализации, поскольку базируются на стандартных элементах нескольких типов. Это обусловило широкое их использование.

Разработанная теория всесторонне проверена на практике. Так, регуляторы с переменной структурой прошли широкую экспериментальную проверку в самых разных отраслях промышленности - металлургической, химической, пищевой, строительной, в электроэнергетике, управлении подвижными объектами. Проверка подтвердила высокую эффективность предложенных методов.

Автоматике суждено в корне изменить, революционизировать технологию производства, сделать осуществимыми технологические процессы с практически неограниченными скоростями, обеспечить их непрерывность. Именно непрерывные высокоэффективные технологические процессы являются одной из характерных черт современной научно-технической революции, ^органически связанной с первой ее чертой - автоматической системой управления и контроля за производственными процессами.

В ближайшие годы осуществится в массовом масштабе комплексная автоматизация производства со все большим переходом к цехам-автоматам и предприятиям-автоматам, обеспечивающим высокую технико-экономическую эффективность. Ускорится внедрение высокосовершенных систем автоматического управления. Получат широкое применение кибернетика, электронные счетно-решающие и управляющие устройства в производственных процессах промышленности, строительной индустрии и транспорта, в научных исследованиях, в плановых и проектно-конструкторских расчетах, в сфере учета и управления.