1-ma’ruza. Boshqarish to‘g‘risida tushuncha.
REJA:
1. Avtomatik boshqarish haqida.
2. Asosiy tushuncha va ta’riflar
3. Avtomatik boshqarish tizimlarining sxemalari.
1. Avtomatik boshqarish haqida.
Avtomatik boshqarish nazariyasi (ABN) boshqarish to‘g‘risida ilmiy ta’lim
beruvchi ilmiy fanlar qatoriga kiradi. ABN - bu
avtomatik boshqarish tizimi
(ABT)da kechuvchi axborot jarayonlari predmetini o‘rganuvchi ilmiy fandir.
ABN turli fizik tabiatli ABT ning o‘ziga xos umumiy qonuniyatini va bu
qonuniyat asosida yuqori sifatli boshqarish tizimlarini qurish prinsiplarini ishlab
chiqadi.
ABNda boshqarish prinsiplarini o‘rganish orqali tizimning fizik va konstruktiv
xususiyatlardan abstraktlashtiriladi va real tizimning o‘rniga matematik modeli
adekvat bo‘lgan tizim ko‘riladi. ABNda asosiy
tadqiqot usuli matematik
modellashtirish hisoblanadi. Undan tashqari ABNning uslubiyot asoslarini
quyidagilar tashkil etadi:
- odatdagi differensial tenglamalar nazariyasi;
- operatsion hisoblash;
- garmonik tahlil;
- vektor-matritsali algebra
Boshqa texnikaviy fanlar bilan o‘zaro aloqasi
Boshqarish tizimiari elementlarining ishlash nazariyasi (datchik, registr) bilan
birgalikda avtomatikani tashkil etadi. Avtomatika texnik obyektlarni boshqarish
to‘g‘risidagi fan bo‘lib, texnik kibemetikaning bir bo’lagi hisoblanadi. Shuningdek
avtomatika texnik obyektlarni boshqarish uchun kerak bo’lgan axborotlar va ularni
qayta ishlash bilan shug‘ullanuvchi - axborotlar
nazariyasi va ABN fanlariga
bo’linadi.
Kibernetika - murakkab tizimlar (texnik obyektlar, texnologik jarayonlar, jonli
organizmlar, jamoalar, tashkilotlar va h.k.) ni optimal boshqarish to‘g‘risidagi fan.
Texnik kibernetika (yoki avtomatik boshqarish nazariyasi) - kibernetikaning
g‘oya va usullari yordamida texnik tizimlami o‘rganuvchi fan sohasi.
Texnik tizimlarni boshqarishning asosiy vazifasi - jarayonga qo‘yilgan
talablarni bajarilishida ayni sharoitda boshqarish algoritmlarini topish va amalga
oshirishdir.
Tarixiy ma’lumotlar
Sanoatda qo‘llanilishi mumkin bo‘lgan eng birinchi avtomatik rostlagich rus
mexanigi I.I.Polzunov tomonidan (1765 y.) yaratilgan. Bu qurilma bug‘ mashinasi
qozonidagi suv sathi balandligini inson ishtirokisiz bir me’yorda ushlab turishga
mo‘ljallangan qurilma edi (l.l-rasm). Ma’lumki,
qozondagi suv miqdori uning
bug‘ga aylanishi va sarfi sababli kamayadi, natijada undagi bug‘ bosimi ham
kamayadi. Bu o‘z navbatida bug‘ mashinasining yomon ishlashiga,
uning tezligi
o‘zgarib turishiga sabab bo‘ladi. Shu sababli bug’ 1 qozonidagi suv sathi balandligi
va bug‘ mashinasining aylanish tezligini saqlab turish o‘sha davrning eng muhim
muammolaridan hisoblanardi. Qozondagi 1 chiquvchi suvning sarfi Q
2
oshganda
suv sathi h
o
balandlikdan kamayadi. Richak 4 ga mahkamlangan to‘siq 3 qalqovuch
2 pasayishi hisobiga ochiladi va qozonga tushayotgan suv hajmi Q
1
oshadi.
Suvning sathi h oshganda qalqovuch 2 ko‘tariladi hamda bu o‘z navbatida
qozonga tushayotgan suv hajmi Q
1
ni to‘siq 3 orqali
kamaytiradi. Polzunov yaratgan texnik vosita
(rostlagich) tufayli,
odam qozondagi suv sathi
balandligini nazorat qilish, agar undagi suv sathi
oldindan belgilab qo‘yilgan suv sathi balandligidan
kamaysa - suv quyib, ortib ketganda esa qozonga suv
kelishini to‘xtatish
jarayonini boshqarib turish
funksiyasini bajarishdan ozod bo‘ldi. 1784-yida
ingliz mexanigi Jems Uatt ikkinchi muammoni hal qiidi – bug’ 1 mashinasi valining
aylanish tezligini rostlay oladigan avtomatik qurilma - rostlagichni yaratdi (1.2-
rasm). Valning aylanish soni o‘zgarsa, markazdan qochma kuchlaming ta’siri ostida
yuklar 1 o‘z holatini o‘zgartiradi hamda rostlash organi 2 joyini o‘zgartirish hisobiga
bug‘ uzatilishi o‘zgaradi. Bu o‘z navbatida valning aylanishlar soniga bog’langan,
faqat dastlabkiga teskari yo‘nalishda.
Bu
ikki
texnik
qurilma
yordamida
o‘sha
vaqtdagi
texnologik mashinalarning ishonch-
li va o‘zgarmas tezlikda ishlashi
birmuncha ta’minlangan. Polzunov
va
Uattlaming
rostlagichlarida
avtomatik rostlash tizimlarining
asosiy elementlari sifatida obyekt -
bug‘ qozoni va bug’
mashinasini,
rostlash qurilmasi - rostlovchi qopqoqli po‘kak va markazdan qochma uzatgichlarni
ko'rishimiz mumkin. Avtomatik boshqarish nazariyasining asoschisi 1876-yilda
«Bevosita ta’sir qiluvchi rostlagichlar» to'g'risidagi ilmiy ishni chop ettirgan rus
olimi va muhandisi LA.Vishnegradskiy hisoblanadi. Ushbu ishda u rostlash obyekti
va rostlag’ichni yagona rostlash tizimda ekanligini va shuning uchun rostlag’ich va
boshqarish obyektidan o’tuvchi jarayon o‘zaro aloqada bo‘ladi va birgalikda ko'rib
chiqilishi shart ekanligini birinchi bo‘lib isbotlab berdi. O‘sha vaqtlarda ushbu
yo‘nalishda Maksvell ham ishlagan. Keyinchalik mashhur rus olimlari
A.M.Lyapunov va N.E.Jukovskiylar avtomatik
boshqariladigan mashina va
mexanizmlarda kechayotgan jarayonlarning matematik nazariyasi asoslarini
yaratgan.
