Как поступить
в Онлайн-школу и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

Конспект урока: Алгоритмы управления

Алгоритмы и программирование

02.03.2024
1340
0

Алгоритмы управления

 

План занятия

 

  • Введение в тему
  • Управление
  • Обратная связь
  • Системы с программным управлением. Робототехника

 

Цели урока

 

  • научиться различать модели управления без обратной связи и управление с обратной связью
  • изучить, что собой представляют автоматические системы с программным управлением
  • изучить классификацию роботов по управлению

 

Разминка

 

  • Что такое управление?
  • Приведите примеры управляющих объектов и объектов управления.
  • Что такое робот?

 

Введение в тему

 

В настоящее время существует огромное множество кибернетических систем. К ним относятся: автоматические регуляторы в технике, компьютеры, роботы и др.

 

Понимание устройства таких систем способствует выработке умения обращаться с ними, а следовательно, с их помощью получать результаты различной информационной деятельности. 

 

Данная тема будет актуальна не только инженерам, но и гуманитариям, т. к. к кибернетическим системам относят и человеческое общество.

 

Управление


Управление  — это целенаправленный процесс воздействия на объект, приводящий к результату.

Кибернетика  — это наука об управлении сложными системами с обратной связью.


Основоположник кибернетики — Норберт Винер (1894–1964) (рис. 1).

 

Рис. 1. Норберт Винер

 

 

Любой процесс управления состоит из двух объектов:

  • управляющий объект;
  • управляемый объект.


Управляющий объект (управляющая система) — это объект, который совершает управляющее воздействие.

Управляемый объект (объект управления)  — это объект, над которым совершается управляющее воздействие.


По характеру связи управляющего объекта и объекта управления различают: 

  • управление с обратной связью;
  • управление без обратной связи.

 

Обратная связь


Обратная связь — это процесс передачи информации о состоянии объекта управления в управляющий объект.


 

Рассмотрим более подробно, что собой представляет система управления с обратной связью.

 


Система управления с обратной связью (замкнутая система) — это система управления, в которой учитывается состояние объекта управления через обратную связь.


 

Информационную модель системы управления с обратной связью можно представить в виде схемы, представленной на рис. 2.

Рис. 2. Модель системы управления с обратной связью

 

 

Примеры систем управления с обратной связью: управляемые ракеты; запись информации на жёсткий диск; обучение в школе; процесс дрессировки домашнего животного и др.

 

Рассмотрим более подробно, что собой представляет система управления без обратной связи.


Система управления без обратной связи (разомкнутая система) — это система управления, в которой не учитывается состояние объекта управления и процесс управления протекает только по каналу управления.


 

Информационную модель системы управления без обратной связи можно представить в виде схемы, представленной на рис. 3.

Рис. 3. Модель системы управления без обратной связи

 

 

Примеры систем управления без обратной связи: управление движением с помощью светофора; процесс записи информации на оптические диски и др.

 

Системы с программным управлением. Робототехника


Системы с автоматическим управлением и автоматической обратной связью (автоматические системы с программным управлением) — это системы управления, в которых компьютер является управляющим объектом, получающим информацию по каналу автоматической обратной связи и производящим необходимые действия по прямому каналу автоматического управления.


Информационную модель автоматической системы с программным управлением можно представить в виде схемы на рис. 4.

 

Рис. 4. Модель автоматической системы с программным управлением

 

 

Примеры автоматических систем с программным управлением: самонаводящиеся ракеты, различные роботы и др.

 

Рассмотрим самый наглядный пример автоматической системы с программным управлением — робота.

 


Робот   это автоматическое устройство, предназначенное для осуществления различного рода механических операций, которое действует по заранее заложенной программе.


Классификация роботов по типу управления:

 

1. Автономные роботы — роботы, выполняющие задачи без участия человека. Например, беспилотные автомобили, марсоходы и др.

Пример автономного робота-марсохода показан на рис. 5.

Рис. 5. Испытание робота-марсохода в Сахаре

 

 

2. Полуавтономные роботы — роботы, выполняющие задачи без участия человека по заранее прописанному алгоритму. Например, станки с ЧПУ (числовое программное управление), роботы-сборщики на линиях производства и др.

 

Пример роботов-сборщиков показан на рис. 6.

Рис. 6. Роботы-сборщики автомобилей

 

 

3. Управляемые — роботы, управляемые человеком непосредственно или дистанционно. Например, экзоскелеты, машинка с дистанционным управлением 
и др.

 

Пример экзоскелета показан на рис. 7.

Рис. 7. Экзоскелет

 

 


Робототехника — отдел прикладной науки, который занимается проектированием, производством и применением автоматизированных технических систем — роботов.


 

Робототехника опирается на информатику, а также на ряд технических дисциплин, которые развивают её с различных сторон (таблица 1).

 

Таблица 1. Технические дисциплины, с которыми связана робототехника

 


Контрольные вопросы

  1. Что собой представляет процесс управления?
  2. Какая наука занимается изучением сложных систем управления и кто её основоположник?
  3. Какие системы управления называют с обратной связью?
  4. Чем отличаются системы управления с обратной связью от систем управления без обратной связи?
  5. Приведите по 2–3 примера систем управления с обратной связью и без обратной связи.
  6. Какие системы называют автоматическими системами с программным управлением?
  7. Что такое робототехника? На какие дисциплины она опирается?


Предыдущий урок
Одномерные массивы целых чисел. Описание, заполнение, вывод массива
Алгоритмы и программирование
Следующий урок
Решение задач на компьютере
Алгоритмы и программирование
Урок подготовил(а)
teacher
Иван Андреевич
Учитель информатики
Опыт работы: 7 лет
Поделиться:
  • Формула суммы первых n членов арифметической прогрессии

    Алгебра

  • Кремний и его соединения. Силикатная промышленность

    Химия

  • Сложное предложение с различными видами связи

    Русский язык

Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока

Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись.

Отзывы об уроке:
Пока никто не оставил отзыв об этом уроке