Дипломная работа: Ранняя диагностика дислексии и ее коррекция в общеобразовательной школе

Министерство образования Российской Федерации

Самарский государственный педагогический университет

Институт коррекционной педагогики

Студентка V курса

Абрамова Н.А

“Ранняя диагностика дислексии и ее

коррекция в общеобразовательной школе”

Дипломная работа

Научный руководитель:

Кандидат педагогических наук

доцент кафедры логопедии

Чаладзе Е.А

Самара 2002 г.

Содержание

Введение

Глава 1 Общая характеристика нарушения чтения

Психология овладения актом чтения в норме

Механизмы и формы дислексий

Значение ранней диагностики нарушения чтения в общеобразовательной школе

Глава 2. Экспериментальное исследование состояния предпосылок и навыков процесса чтения у учащихся 1 класса.

2.1. Методы и организация исследования

2.2. Анализ результатов констатирующего эксперимента

Глава Ш. Методика коррекционно-развивающей работы по профилактике нарушений чтения у первоклассников

3.1. Направления коррекционно-профилактической работы

3.2. Исследование процесса чтения (по Р. И. Лалаевой, 1999)

Введение

В последние годы отмечается значительный рост количества детей с трудностями овладения навыков чтения. В современной литературе нарушения чтения именуются термином дислексия.

Впервые о такой проблеме в конце XIX-началеXX веков такие ученые, как А.Куссмауль, В.Морган, О.Беркан, Л.Гинельвунд, Ф.Варбург, П.Рашбург и др.

Среди отечественных авторов, посвятивших свои работы вопросам изучения нарушения чтения у детей. Следует отметить такие имена: Р.А.Ткачева, С.С.Мухина, М.Е.Хватцева, Р.Е.Левина, А.Н.Корнев, Р.И.Лалаева и др.

Учения о нарушениях чтения существует уже более 100 лет. Однако и до настоящего времени вопросы диагностики и коррекции этих нарушений являются актуальными и сложными.

По данным различных авторов, распространенность нарушений чтения среди детей с нормальным интеллектом довольно велика. В европейских странах насчитывается до 10% детей с дислексиями: по данным З.Матейчека — 2-4 %, по данным Б.Хальгрена – до 10%, по данным Р.Беккер, нарушения чтения наблюдается у 3% детей начальных классов массовой школы, по данным А.Н.Корнева- 4,8%.

Нарушения чтения оказывает отрицательное влияние на весь процесс обучения, на психическое и речевое развитие ребенка. Современное выявление этих нарушений, точное определение их патогенеза в каждом отдельном случае, отграничения дислексии от ошибок чтения иного характерна, чрезвычайно важно для построения системы логопедической работы с детьми.

Актуальность и теоретическая значимость проблемы нарушения чтения у младших школьников позволяет нам определить предмет, объект, гипотезу и задачи исследования.

Цель исследования: показать необходимость раннего выявления нарушений чтения и проведения специальных мероприятий по коррекции дислексии у младших школьников. Предметом нашего исследования является нарушение чтения младших школьников.

Объект – процесс коррекции дислексии у учащихся 1 класса.

Гипотеза – у учащихся 1 класса отмечаются парциальные нарушения предпосылок процесса чтения, поэтому, проведение комплексной коррекционной работы, прежде всего коррекции фонематического недоразвития, создает условия, способствующие грамотному усвоению навыков чтения.

Задачи исследования.

Изучение научной психологической, педагогической, методической литературы по проблеме.

Изучение состояния предпосылок и навыков процесса чтения у учащихся 1 класса.

Разработка направлений работы по предупреждению и коррекции нарушений чтения у первоклассников.

Глава 1 Общая характеристика нарушения чтения

1.1. Психология овладения актом чтения в норме

Критический анализ проблемы нарушения чтения должен основываться, прежде всего, на понимании сложной психофизиологической структуры процесса чтения в норме и особенностей усвоения навыка чтения. Что же представляет собой процесс чтения в норме?

Чтение – сложный психофизиологический процесс. В его акте принимают участие зрительный, речедвигательный, речеслуховой анализаторы. В основе этого процесса, как пишет Б.Г. Ананьев (1950г), лежат “сложнейшие механизмы взаимодействия анализаторов и временных связей двух сигнальных систем”.

Чтение, как один из видов письменной речи, является более поздним и более сложным образованием на базе устной речи и представляет собой более высокий этап речевого развития. Сложные условно-рефлекторые связи письменной речи присоединяются к уже сформировавшимся связям второй сигнальной системы (устной речи) и развивают её.

В процессе письменной речи устанавливаются новые связи между словом слышимым, произносимым и словом видимым. Если устная речь. В основном, осуществляется деятельностью речедвигательного, речеслухового анализаторов, письменная речь, считает Б.Г.Ананьев (1950г), “является не слухомоторным, а зрительно-слухо-моторным образованием”.

Письменная речь – это зрительная форма существования устной речи. В письменной речи моделируется (обозначается) определенными графическими значками звуковая структура слов устной речи, временная последовательность звуков переводится в пространственную последовательность графических изображений, т.е. букв.

Таким образом, по своим психофизиологическим механизмам чтение является более сложным процессом, чем устная речь, вместе с тем оно не может рассматриваться вне связи, вне единства письменной и устной речи.

Чтение начинается со зрительного восприятия, различения и узнавания букв. На этой основе происходит соотношение букв с соотвествующими звуками и осуществляется воспроизведение звукопроизносительного образа, его прочитывания. И, наконец, вследствие соотношения звуковой формы с его значением осуществляется понимание читаемого.

В процессе чтения можно условно выделить две стороны:

техническую (соотнесение зрительного образа написанного слова с его произношение) и смысловую, которая является основной целью процесса чтения. Понимание “осуществляется на основе звуковой формы слова, с которым связано его значение” (Д.Б. Эльконин, 1956 г.). Между этими сторонами процесса чтения существует тесная неразрывная связь. Процесс понимания читаемого определяется характером восприятия. В то же время процесс зрительного восприятия испытывает на себе влияние смыслового содержания ранее прочитанного.

В процессе чтения у читающего человека осознается задача – смысл читаемого, а те психологические операции, которые предшествуют этапу, осуществляются как бы сами собой, неосознанно, автоматически. Однако эти автоматизировавшиеся в процессе обучения грамоте являются сложными, многосторонними.

Сложность технической стороны процесса чтения ярко проявляется уже при анализе движений глаз читающего. Движение глаз опытного чтеца происходят быстрыми скачками, от одной точки фиксации к другой. В процессе чтения происходит движение глаз не только вперед (вправо), но и назад.

Восприятие слов читаемого, т.е. сам процесс чтения, происходит в момент чтения фиксации- без остановки глаз восприятие не происходит. В процессе чтения время остановок в 12-20 раз длительнее времени движения глаз по строке. Кроме того, при изменении условия чтения, при усложнении текста, количество и длительность фиксации претерпевают изменения, тогда как время движения глаз от одной остановки до другой остается неизменным. Количество остановок на строке бывает различным, оно не зависит от количества слов или букв в строке, т.к. фиксации глаз могут быть как между словами, так и на середине слова. Количество остановок меняется в зависимости от ряда условий: от структуры слова, от того насколько оно знакомо, употребляется в прямом или переносном смысле и т.д.

Регрессии (т.е. возвращение назад с целью уточнения ранее воспринятого слова), у опытных чтецов являются относительно редкими. Количество и длительность регрессий меняются в зависимости от степени трудности читаемого текста, от его важности, от установки читающего.

В процессе чтения опытный чтец воспринимает одновременно слово или группу слов. Скорость чтения и точность зрительного восприятия слова во многом зависит от его длины, от его графического начертания букв, от его характера элементов, составляющих букву. Опытный чтец не читает каждую букву слова, а узнает ее целиком. В процессе узнавания слова ориентиром служат доминирующие, наиболее характерные буквы, а также буквы, элементы которых выступают над строчкой или находятся под ней.

Кроме того, при узнавании слова, чтец опирается на смысл ранее прочитанной части текста. Т.о., смысловая догадка облегчает зрительное восприятие текста. Особенно большое влияние на узнавание слова оказывает последняя фраза. Безусловно, при чтении начального слова предложения, текста или малознакомых слов, а также при восприятии непривычной грамматической конструкции роль смысловой догадки в значительной степени снижается. Чтение в этом случае опирается на непосредственное зрительное восприятие слов. Роль смысловой догадки при чтении определяется как местом слова в предложении, так и особенностями лексики и грамматической структуры читаемого текста.

Наряду с положительным значением использования смысловой догадки, существует и обратная сторона этого процесса. Использование смысловой догадки часто приводит к заменам слов, пропускам, перестановкам букв в слове, т.е. наблюдается субъективное привлечение смысла в процессе чтения. Это происходит в том случае, когда смысловая догадка недостаточно контролируется зрительным восприятием читающего.

У читающего человека чтение – это сформировавшееся действие, навык. Как всякий навык, чтение в процессе своего формирования происходит ряд этапов, качественно своеобразных ступеней. Каждый из этих этапов тесно связан с предыдущим и последующим, постепенно переходит из одного качества в другое. Формирование навыка чтения осуществляется в процессе длительного и целенаправленного обучения.

Т.Е.Егоров выделяет следующие четыре ступени формирования навыка чтения:

Овладение звукобуквенными обозначениями;

Пословное чтение;

Становление систематических приемов чтения;

Систематическое чтение.

Каждая из этих ступеней характеризуется своеобразием, качественными особенностями, определенной психологической структурой, своими трудностями, задачами и приемами овладения.

Ступень овладения звукобуквенными обозначениями.

Овладение звукобуквенными обозначениями осуществляется в течение всего добукварного и букварного периодов. Вместе с тем психологическая структура этого процесса в добукварный период и в начале букварного будет иная, чем в его конце.

На ступени овладения звукобуквенными обозначениями дети анализируют речевой поток, выделяют предложения и слова, делят на слоги и звуки. Выделив звук из речи, ребенок соотносит его с определенным графическим изображением, буквой. Затем в процессе чтения он осуществляется синтез букв в слоги и слова, соотношение прочитанных слов со словами устной речи.

В процессе чтения в первую очередь зрительно воспринимаются графические изображения, различаются и узнаются буквы, которые соотносятся с их звуковыми значениями. Однако восприятие и различение есть лишь внешняя сторона процесса чтения, за который скрываются самые существенные и основные действия со звуками языка.

Не звук является названием буквы, а наоборот, буква представляет собой знак, символ обозначения речевого звука. Поэтому сложный процесс усвоения звукобуквенных обозначений начинается с познания звуковой стороны речи, с различения и выделения звуков речи. И только затем предлагаются буквы, являющиеся зрительным изображением звуков.

Учитывая эту сторону процесса овладения звукобуквенными изображениями, можно утверждать, что буква будет правильно и успешно усвоена в следующих случаях:

Когда ребенок дифференцирует звуки речи, т.е. когда у него имеется четкий образ звука – когда звук не смешивается с другими ни на слух, ни артикулярно. В том случае, когда нет четкого звукового образа, соотнесение звука с буквой становится затруднительным. Одна и та же буква может, соотносится не с одним, а с двумя или несколькими смешиваемыми звуками. И наоборот, разные буквы могут называться одним и тем же звуком. Усвоение буквы в этом случае происходит замедленно, за буквой не устанавливается определенного значения.

Когда у ребенка имеется представление об обобщенном звуке речи, о фонеме. Известно. Что звук в потоке речи и звук, произносимый изолированно, не тождественны.

Звук речи обладает определенными физическими свойствами, определенными признаками, как значительными для данного языка, так и незначительными. (И. Бондуен де Куртене, Л.В. Щерба и др.).

Значительными являются смыслоразличительные признаки звука, которые служат передачи значения слов, т.е. при изменении которых меняется и смысл слова (например, глухость и звонкость: “коза” и “коса”, твердость и мягкость: “был” и “бил”). Кроме того, в каждом отдельном случае произношения звука в нем имеются индивидуальные качества: высота, тембр, интонация. На его характер оказывают влияние и соседние звуки, особенно последующие. Один и тот же звук в потоке речи звучит по-разному в зависимости от положения в слове и от характера соседних звуков: например, звук “С” остается глухим, твердым, фрикативным, переднеязычным. И вот эти признаки звука, имеющие смыслоразличительное значение и взятые независимо от других, незначимых качеств звука и составляют фонему.

При выделении звука из речи ребенок должен во всем многообразии его звучания, уловить некоторое основное качество вариантов звука, т.е. выделить фонему. Только при этом условии в процессе обучения чтению формируются представления о фонеме, о соответствии буквы с фонемой. В этом случае, когда процесс овладения буквой начинается с восприятия ее зрительного образа, усвоение и соотношение ее со звуком носит механический характер.

Для ребенка, начинающего читать, буква не является простейшим графическим элементом. Она сложна по своему графическому составу, состоит из нескольких элементов, различно расположенных в пространстве по отношению друг к другу. В русском алфавите существует всего несколько вариантов печатного шрифта: Т т с С (Б.Г. Ананьев).

Вследствие этого в русском алфавите очень много букв, сходных по своему начертанию. Можно выделить две группы графически сходных букв:

Буквы, состоящие из одних и тех же графических элементов, но различно расположенных в пространстве (Н-П-И, Ь-Р и др.)

Буквы, отличающиеся друг от друга каким- либо элементом (Ь-Ы, З-В, Р-В и др).

В психологической литературе отмечается тот факт, что ребенок легче устанавливает сходство различных элементов, чем различие сходных элементов (Б.Г. Ананьев). Это объясняется тем, что в основе установления различия лежит процесс дифференцированного торможения, который развивается у ребенка позднее и является более слабым, чем возбудительный.

Для того, чтобы отличить изучаемую букву от всех других букв,. В том числе и от по начертанию, необходимо осуществить. Прежде всего, оптический анализ каждой буквы на составляющие ее элементы. Поскольку отличие букв заключается в различном пространственном расположении одних и тех же элементов, то усвоение оптического образа буквы возможно лишь при достаточном развитии пространственных представлений у ребенка.

Процесс усвоение оптического образа осуществляется также на основе способности запоминать и воспроизводить в памяти зрительные образы. Узнавание буквы, как всякий процесс узнавания, происходит при соотношении непосредственно воспринятого зрительного образа с представлением о нем.

Таким образом, успешное и быстрое усвоение букв возможно лишь при достаточной сформированности следующих функций:

Фонематического восприятия;

Фонематического анализа;

Пространственных представлений;

Зрительного мнезиса (возможности запоминания зрительного образа буквы).

Усвоив букву, ребенок читает слоги и слова с ней. Однако в процессе чтения слога, единицей зрительного восприятия на этой ступени является буква. Ребенок сначала воспринимает первую букву, затем синтезирует их в единый слог. Таким образом, в этот период, он зрительно воспринимает сразу не целое слово или слог, а лишь отдельную букву. А.Трошин назвал эту ступень “послоговым чтением”.

Однако современная методика обучения чтению обоснованно предусматривает с самого начала послоговое воспроизведение читаемого. После зрительного узнавания букв слога ребенок прочитает этот слог слитно и целиком. Отсюда основной трудностью этой ступени, как и всего процесса овладения чтением, является слияние звуков в слоги. При чтении слога в процессе слияния звуков, ребенок должен перейти от изолированного обобщенного звука к тому звучанию, которое звук приобретает в потоке речи, т.е. произнести слог так, как он звучит в устной речи.

Чтобы слитно прочитать слог, необходимо представить этот слог устной речи, который состоит из тех же звуков, причем эти звуки следуют друг за другом в той же последовательности, в какой даны буквы в слоге. Это значит, что ребенок должен уметь анализировать звуковой состав слога, слова устной речи.

Таким образом, для преодоления трудностей слияния в слоги, необходимо сформировать у детей умение различать и выделять звуки, четкие представления о звуковом составе слова устной речи, т.е. достаточный уровень фонематического развития.

Темп чтения на этой ступени очень медленный, он определяется, прежде всего, характером читаемых слогов. Простые слоги (“ма”, “ра”) читаются быстрее, чем слоги со стечение согласных (“ста”, “кро”).

Процесс понимания читаемого характеризуется определенными особенностями. Так, понимание читаемого отдалено во времени от зрительного восприятия слова. Осознание слова лишь после того, как читаемое слово произнесено в слух. Но прочитанное слово не всегда сразу осознается, т.е. соотносится со знакомым словом устной речи. Поэтому ребенок, чтобы узнать прочитанное слово, часто повторяет его.

Наблюдаются особенности при чтении предложения. Т.к., каждое предложение читается изолированно, поэтому понимание предложения, связь некоторых слов в нем происходит с большим трудом.

В процессе чтения слов в предложении почти не используется смысловая догадка. На это ступени догадка имеет место лишь при чтении конца слова и определяется не ранее прочитанным, а лишь предыдущей его частью.

Ступень слогового чтения.

На этой ступени узнавание букв и слияние звуков в слог осуществляется без затруднений. Слоги в процессе чтения довольно быстро соотносятся с соответствующими звуковыми комплексами. Единицей чтения является слог. Темп чтения на этой ступени довольно медленный – в 3,5 раза медленнее, чем на последующих ступенях.

На этой ступни уже имеет место смысловая догадка, особенно при чтении конца слова. Характерным является стремление повторять только что прочитанное слово. Особенно часто повторяются длинные и трудные слова. Это объясняется тем, что слово, прочитанное по слогам, является искусственно разделенным на части не похожим на соответствующее слово устной речи. Поэтому оно не сразу узнается, осмысливается. Путем повторения ребенок пытается узнать прочитанное слово, соотнести его с определенным известным ему словом устной речи. Повторение слов при чтении предложения объясняется часто и стремлением восстановить потерянную смысловую часть. Процесс понимания текста еще отстает во времени от процесса зрительного восприятия читаемого, не сливается с процессом восприятия, а следует за ним. Таким образом, на этой ступени еще остается трудность синтеза, объединения слогов в слово, особенно при чтении длинных и трудных по структуре слов, трудность в установлении грамматических связей между словами в предложении.

Ступень становления целостных приемов восприятия.

Она является переходной от аналитических к синтетическим приемам чтения. На этой ступени простые и знакомые слова читаются целостно, а слова малознакомые и трудные по своей звукослоговой структуре читаются еще по слогам.

На этой ступени значительную роль играет смысловая догадка. Опираясь на смысл ранее прочитанного, и будучи не в состоянии быстро и точно проконтролировать её с помощью зрительного восприятия, ребенок часто заменяет слова, окончания слов, т. е. у него наблюдается угадывающее чтение. В результате угадывания происходит резкое расхождение прочитанного и напечатанного, появляется большое количество ошибок. Ошибочность чтения, приводит к частому возврату ранее прочитанного для исправления, уточнения или контроля. Догадка имеет место в пределах предложения, а не общего содержания текста. Более на этой ступени является синтез слов в предложении. Темп чтения возрастает.

Ступень синтетического чтения.

Эта ступень характеризуется целостными приемами чтения: словами, группами слов. Техническая сторона чтения теперь уже не затрудняет чтеца. Главная задача- осмысливание читаемого. Процессы осмысливания содержания преобладают над процессами восприятия. На этой ступени чтец осуществляет не только синтез фраз в едином контексте. Смысловая догадка определяется как содержание прочитанного предложения, так и смыслом и логикой всего рассказа. Редкими являются ошибки при чтении, поскольку догадка контролируется достаточно развитым целостным восприятием. Темп чтения довольно быстрый.

Дальнейшее совершенствование процесса чтения осуществляется в направлении развитии беглости и выразительности.

На последних ступенях формирование навыка чтения все еще имеет место трудность синтеза слов в предложения синтеза предложений в тексте. Понимание прочитанного осуществляется лишь в том случае, если ребенок знает значение каждого слова, понимает те связи между ними, которые существуют в предложении. Таким образом, понимание прочитанного возможно лишь при достаточном уровне развития лексика- грамматической стороны речи.

Основными условиями успешного овладения навыком чтения являются сформированность устной речи, фонетико-фонематической (произношения, дифференциации фонем, фонематического анализа и синтеза) и лексико-грамматической стороны речи; достаточное развитие пространственных представлений, зрительного анализа и синтеза, зрительного мнезиса.

Довольно часто нарушениям чтения способствуют нарушения устной речи (разговорной). Существуют такие особенности использования разговорной речи:

неподготовленность речевого акта;

непринужденность речевого акта;

непосредственное участие говорящих в речевом акте.

Устная речь характеризуется двумя противоположными функциональными признаками – синкретизмом и расчлененностью.

Пример расчлененности: “Дай мне, чем писать”, вместо “Дай мне ручку”. Пример синкретизма: широкое употребление слов с общим местоимением, прагматическим значением, например, “штука”, “вещь”, “дело”.

Пример совмещения синкретизма с расчлененностью: “Дай мне эту штуку, чем точат карандаши”. В письменной речи было бы: “Дай мне перочинный ножик ”.

Устная речь звучит совершенно по-особому. Для нее характерны также фонетические стяжения слов. Например: “щас” (сейчас), “тыща” (тысяча), “наэрно” (наверное), “всеравно” (все равно), “грит”, “грю” (говорит, говорю).

Для синтеза разговорной устной речи характерны: отсутствие длинных законченных периодов; перестановка слов, повторение одних и тех же слов, нарушение правил канонического синтаксиса; отрывочность, незаконность – когда интонация передает то, что не скажешь словами.

Устная речь вообще не знает стандартного высказывания.

Линейное протекание устной речи без возможности вернуться назад, обусловленное спонтанным характером устной речи, также оказывает большое влияние на все её уровни. Различные состояния устной речи затрудняют у ребенка чтение.

1.2. Механизмы и формы дислексий

О сложности проблемы дислексий говорит разнообразие научных толкований природы нарушений чтения. Остановимся на определении дислексии, данном Р.И. Лалаевой: “Дислексия — это частичное нарушение процесса чтения, проявляющееся в стойких повторяющихся ошибках чтения, обусловленных несформированностью высших психических функций, участвующих в процессе чтения”.

Для дифференциальной диагностики нарушений чтения необходимо, прежде всего, уточнить представления о механизмах и симптоматике дислексий.

Вопрос о механизмах нарушения самый сложный для всех речевых нарушений. Чаще всего механизмы рассматриваются в двух аспектах:

психологическом

психолингвистическом.

В психологическом аспекте дислексия понимается как нарушение, вызванное неформированностью психических функций, осуществляющих процесс чтения в норме. Выделяют следующие механизмы:

недоразвитие, нарушение зрительного гнозиса (узнавания):

нарушение зрительного восприятия

нарушение зрительного представления

нарушения зрительного анализа и синтеза

нарушение пространственных ориентировок (оптико-пространственная недостаточность) проявляется в рисовании, при составлении целого из частей при конструировании, в неспособности воспроизведения заданной формы. Выявляется и задержка правой и левой частей тела, поздняя латерализация или ее нарушение (левшество, смешанная доминанта).

Нарушение мнестических процессов.

Может нарушаться память различных модальностей (зрительная, слуховая, тактильная).

недоразвитие слухового восприятия, слуховых представлений, слухового анализа и синтеза (различение, узнавание дифференциация неречевых звуков).

Недоразвитие фонематического слуха (фонематическое восприятия, фонематическое представление, фонематические анализ и синтез).

нарушение устной речи (связано с фонематическим слухом)

недоразвитие звукопроизношения

недоразвитие грамматического строя

недоразвитие лексического словаря

недоразвитие фонематических понятий

Нарушение или недоразвитие слухо — моторных координаций (проявляется при чтении — артикуляция не успевает за движениями глаз).

Недоразвитие зрительно- моторных координаций.

Недоразвитие тактильного восприятия.

Недоразвитие эмоционально-волевой сферы.

Неоткрытые механизмы.

В психолингвистическом аспекте дислексия рассматривается как нарушение различных операций процесса чтения. Здесь выделяют следующие механизмы дислексии:

Несформированность сенсомрторных операций (зрительно-пространственный анализ букв и их сочетаний в слове)

Несформированность языковых операций, операций со звуками, словами и предложениями в тексте (фонематический, морфологический, синтаксический уровень)

Нарушение семантических операций (соотнесение со смыслом).

Дислексия проявляется в замедлении процесса овладения чтением, в замедленном темпе чтения (брадилексии), в нарушении движения глаз по строке в процессе чтения, в стойких и повторяющихся ошибках при чтении.

Р.И. Лалаева выделяет следующие виды дислексии:

Фонематическая дислексия связана с недоразвитием функций фонематической системы, т.е. системы фонем языка, в который каждая единица характеризуется определенной совокупностью смыслоразличительных признаков. В русском языке этими признаками являются твердость или мягкость, звонкость или глухость, способ образования, место образования, участие небной занвески. Каждая фонема отличается от всякой другой либо одним смыслоразличительным признаком, либо несколькими. В тех случаях, когда фонемы отличаются несколькими смыслоразличительными признаками, говорят о звуках далеких, не сходных между собой. Например, звуки [К] и [З] отличаются рядом признаков: способом, местом образования, участием голосовых связок. В тех же случаях, когда звуки различаются только одним смыслоразличительным признаком, то эти звуки рассматриваются как близкие, оппозиционные. Например, звуки [З] и [C] отличаются одним признаком ([C]- глухой, [З]- звонкий). В языке выделяются целые группы оппозиционных фонем (твердые и мягкие, звонкие- глухие, и тд).

В словах условно можно выделить сочетание фонем, следующих друг за другом в определенной последовательности, которое связано с семантикой, смыслом. Изменение одной из фонем в слове (“козы”-“косы”) или изменение последовательности (пила – липа) приводит к изменению смысла или разрушению его. В связи с этим В.К. Орфинская выделила следующие функции фонематической системы:

Смыслоразличительная функция (изменение одной фонемы или одного смыслоразличительного признака приводит к изменению смысла);

Слухопроизносительная дифференциация фонем (фонематическое восприятие: каждая фонема отличается от всякой другой фонемы акустически и артикулярно);

Фонематический анализ, т.е. разложение слова на составляющие его формы.

В процессе формирования устной речи у детей опора на семантику является одним из основных условий развития речевой функции (т.е. смыслоразличительная функция у говорящих детей сформирована).

У детей в ряде случае могут быть недоразвиты функции фонематического восприятия, анализа, синтеза.

С учетом несформированности основных функций фонематической системы фонематическую дислексию подразделяют на две формы.

Первая форма связан с недоразвитием фонематического восприятия ( слуховой дифференциации фоном) и проявляется в заменах фонетически близких при чтении, в трудностях усвоения букв, обозначающих акустически и артикуляторно сходные звуки ( б-п, д-т, с-ш, ж-ш) в их смещении.

Вторая форма фонематической дислексии связана с недоразвитием фонематического анализа и синтеза.

Нарушение формирования фонематического анализа проявляется в специфических ошибка при чтении, искажении звуко — слоговой структуры слова. Искажения звуко — слоговой структуры слова проявляется в пропусках согласных при стечении (марка- “мара”); во вставках гласных между согласными при их стечении (пасла – “пасала”); в перестановках звуков (утка – “ тука”); в пропусках и вставках звуков при отсутствии стечения согласных в слове; в пропусках, перестановках слогов (лопата – “лата”, “лотапа”).

Семантическая дислексия (механическое чтение). Эта форма дислексий проявляется в нарушении понимания читаемого при технически правильном чтении (послоговом, целыми словами) особенно, при чтении предложений и текста.

Нарушение понимания прочитанного обусловлено двумя факторами: трудностями звукослогового синтеза и нечеткостью, недифференцированностью представлений о синтаксических связях слов в предложении, несформированностью грамматических обобщений.

Поэтому ребенок с недоразвитием звукослогового синтеза не всегда может синтезировать, объединить в своем представлении отдельно звучащие слоги в единое слово, не узнает слова. Вследствие несформированности представлений о синтаксических связях, ребенок часто читает предложение как сумму изолированных слов, не улавливает связи между словами в предложении и поэтому не понимает прочитанного.

Дети с семантической дислексией затрудняются в выполнении следующих заданий:

Слитно произнести слова, предъявленные в виде последовательно произнесенных изолированных звуков с короткой паузой между ними (л, у, ж, а)

Воспроизвести слова и предложения, предъявленные по слогам (де-во-чка со-би-ра-ет цве-ты)

Аграмматическая дислексия обусловлена недоразвитием грамматического строя речи, несформированностью морфологических и систаксических обобщений.

Этот вид дислексии проявляется в аграмматизмах при чтении, преимущественно морфологических и морфосинтаксических, в нарушении согласования, управления. В процессе чтения, у детей, страдающих аграмматической дислексией, наблюдается:

Изменение падежных окончаний существительных (открыл форточка, из-под листьях);

Изменение числа имени существительного, местоимения (все-весь, письма- письмо);

Неправильное согласование в роде, числе и падеже существительного и местоимения ( такая город, веселый девочка, моя платье);

Изменение окончаний глаголов третьего лица прошедшего времени (промчалась ветер);

Изменение формы, времени и вида глаголов (облетел, хочу, влетел, влетал).

Аграмматическая дислексия чаще всего наблюдается у детей с системным недоразвитием речи разного патогенеза на аналитико-синтетическом и синтетическом этапе формирования навыка чтения.

Мнестическая дислексия проявляется в нарушении усвоения букв, в трудностях установления ассоциаций между звуком и буквой. Ребенок не запоминает, какая буква соответствует тому или иному звуку.

Дети не могут воспроизвести в определенной последовательности ряд из 3-5 звуков или слов, а если и воспроизведут, то нарушат порядок их следования, сокращают количество, пропускают звуки, слова.

Нарушение ассоциации между зрительным образом буквы и слухо -произносительным образом звука проявляется на этапе овладения звуко — буквенными обозначениями.

Оптическая дислексия проявляется в заменах и смешениях графически сходнях букв при чтении. Смешиваются и взаимозаменяются буквы, как отличающиеся дополнительными элементами (Л-Д, З-В, Ь-Ъ), так и состоящие из одинаковых элементов, но различно расположенных в пространстве (Т-Г, Ь-Р, Х-К, П-И-Н и др.).

Оптическая дислексия связана с несформированностью зрительно-пространственных функций: зрительного гнозиса, зрительного анализа и синтеза, пространственных представлений.

Наблюдается некоторое нарушение оптико-пространственного гнозиса и праксиса на неречевом уровне. Так, в процессе рисования и конструирования у детей часто наблюдаются неточности, искажения, проявляющиеся в упрощении фигур, уменьшении количества элементов по сравнению с образцом.

Выделяют литературную и вербальную оптическою дислексию. При литературной оптической дислексии наблюдаются нарушение узнавания изолированных букв. При вербальной дислексии узнавание изолированных букв не вызывают затруднений, трудности проявляются при чтении.

1.3. Значение ранней диагностики нарушения чтения в общеобразовательной школе

Повышение эффективности и качества обучения учащихся общеобразовательных школ предполагает своевременное выявление, предупреждение и устранение имеющихся недостатков устной и письменной речи. Чем раньше начинается их коррекция, тем выше результативность устранения собственно речевых недостатков, не осложненных вторичными последствиями и сопутствующей им педагогической запущенности. Вот почему особое внимание учитель – логопед общеобразовательной школы должен уделять школьникам первых классов. Своевременное выявление среди них учащихся с речевой патологией, правильная квалификация имеющихся дефектов устной речи и организация адекватного дефекту коррекционного обучения позволяет не только предупредить появление у этих детей нарушение чтения и письма, но и не допустить отставания в усвоении программного материала по родному языку. Из вышесказанного следует, что эффективность коррекционного воздействия определяется уровнем ранней диагностики всех проявлений речевой неполноценности, в том числе и нарушение чтения. Поэтому основная задача учителя – логопеда правильно оценить все проявления речевого нарушения каждого ученика.

Русский язык очень сложен по своей структуре, и поэтому чем раньше начать выявлять недостатки устной и письменной речи у детей, устранять их, тем легче будет ребенку учиться в школе.

Психологами и педагогами выявлена закономерность: если ребенок к концу 1 класса бегло читает, то он успевает по всем предметам, и наоборот. Скорость чтения у отстающих, неуспевающих детей гораздо ниже нормы, а это вызывает негативное отношение к самому процессу чтения, т. к. информация плохо усваивается, чтение становится механическим с множественными ошибками, без понимания материала. Нарушения процесса чтения отрицательно влияет не только на процесс обучения, но и на психическое развитие ребенка в целом.

Вывод по I главе.

Таким образом, уточняя представления о дислексии, ее механизмах, симптоматике, можно сказать, что:

ошибки чтения при дислексии обусловлены несформированностью высших психических функций, обеспечивающих процесс чтения в норме;

ошибки чтения при дислексии носят специфический характер;

ошибки чтения при дислексии являются стойкими, и без специфической коррекционной работы они могут сохраняться у ребенка в течение многих месяцев и лет.

Глава 2. Экспериментальное исследование состояния предпосылок и навыков процесса чтения у учащихся 1 класса.

2.1. Методы и организация исследования

Актуальность и значимость проблемы, нарушения навыков чтения, проанализированное в первой главе, позволили определить направление собственного констатирующего исследования.

Выявление степени риска возникновения дислексических расстройств у детей.

Выявление особенностей речевого развития.

В качестве методов исследования были использованы:

Методика раннего выявления предрасположенности к дислексии (МРВД) Корнева А.Н. (1982год).

Исследование уровня интеллектуальных способностей из комбинированных субметодик.

Тестовая методика экспресс – диагностики устной речи младших школьников Фотековой Т.А. и Переслени Л.И. (1993год).

Экспериментальная работа проводилась в естественных педагогических условиях общеобразовательной школы села Александровка с 3 по 23 сентября 2001г.

В эксперименте принимали участие пятнадцать первоклассников. Из них девять человек прошли подготовку в дошкольном учреждении и шесть человек не имели дошкольной подготовки в школе.

1. Методика раннего выявления дислексии (по А.Н.Корневу, 1982г.)

Цель: выявить детей, предрасположенных к дислексии.

Описание методики и правила оценки выполнения заданий.

I.“Рядоговорение”. Инструкция ребенку: “Перечисли по порядку времена года и (после ответа на этот вопрос) дни недели” (при недостаточном понимании своих временных понятий допустима помощь в виде наводящих вопросов или подсказки, не содержащей порядкового перечисления).

Оценки (здесь и далее оценка дается в штрафных баллах):

правильно ответил на оба вопроса – 0 баллов; 2) правильно ответил на один вопрос – 2 балла; 3) не ответил ни на один вопрос – 3 балла.

II. “Ритмы”. Инструкция: “Послушай, как я постучу, и после того как я закончу, постучи точно так же”. После этого однократно предъявляется серия ударов по столу (карандашом или палочкой) с длинными и короткими интервалами:

простые ритмы – II I, I II, II I I, I I II, I III, если задание выполнено верно, то переходят к более сложному; если допущено больше одной ошибки, то прекращают;

сложные ритмы – III I I, I II II, I III I, II III I. Критерий выполнения такой же как в простых ритмах.

Оценки: 1) выполнены оба задания – 0 баллов; 2) выполнены только простые ритмы – 2 балла; 3) не выполнено ни одного задания – 3 балла.

Ш. Тест Озерецкого “Кулак – ребро – ладонь”. Инструкция: “Посмотри внимательно на то, что я сейчас сделаю, и повтори точно так же”.

Экспериментатор демонстрирует ребенку трижды подряд последовательность из трех движений руки: ударить кулаком по столу, поставить ладонь ребром, хлопнуть ладонью по столу. Ребенок, так же как и экспериментатор, должен трижды без ошибок воспроизвести эту последовательность. Если ребенок нарушил последовательность движений не более одного раза, нужно указать, что допущена ошибка, и предоставить ему еще попытку (если ребенок воспроизвел последовательность из трех движений только один раз и после стимуляции продолжил ее верно, то это ошибкой не считается). При явном ошибочном воспроизведении демонстрация образца повторяется. Всего допускается не более пяти демонстраций.

Оценки: 1) правильное воспроизведение с одной-двух попыток после первой демонстрации – 0 баллов; 2) правильное воспроизведение после двух демонстраций или после трех демонстраций с первой попытки – 2 балла; 3) правильное воспроизведение после четырех и пяти демонстраций или после трех демонстраций со второй и более попыток – 3 балла.

IV. Субтест “Повторение цифр”. Инструкция: “Сейчас я назову тебе какие-нибудь несколько цифр, а ты, как только я кончу говорить, повтори их точно в таком же порядке. Внимание!”. После этого экспериментатор ровным голосом, не меняя интонации на последней цифре, в ритме отсчета стартового времени называет ряд из трех цифр (см. цифровые ряды). При ошибочном воспроизведении предъявляется другой ряд из трех цифр. При верном воспроизведении переходит к ряду из четырех цифр и так далее до ряда из пяти цифр. Экспериментатор фиксирует количество цифр в наибольшем правильно воспроизведенном ряду. Это является предварительной оценкой за первую половину задания. После этого дается новая инструкция: “Сейчас я назову тебе еще несколько цифр, и ты их тоже будешь повторять, но начинай с конца, повторяй их в обратном порядке. Например: если я скажу1-2, то ты должен сказать 2-1”. При этом для наглядности нужно поочередно коснуться пальцем на столе двух воображаемых точек: сначала слева направо, затем справа налево. Тактика обследования и фиксирования результатов такая же, как в первой половине задания: сначала предлагается ряд из двух цифр, затем из трех и так далее. Итоговым результатом выполнения всего задания является сумма предварительных оценок за первую и вторую половину задания.

Цифровые ряды.

Прямой счет:

№ 3

3-8-6

6-1-2
№ 4

3-4-1-7

6-1-5-8
№ 5

8-4-2-3-9

5-2-1-8-6
Обратный счет:

№ 2

2-5

6-3
№ 3

5-7-4

2-5-9
№ 4

7-2-9-6

8-4-9-3

Оценка: 1) итоговый результат больше 6 – 0 баллов, 2) итоговый результат равен 6 – 2 балла; 3) итоговый результат меньше шести – 3 балла.

Составление окончательного заключения:

При обследовании детей 6,5 – 7,5 лет суммируются следующие три оценки: за “Рядоговорение”, “Повторение цифр” и за тест “Кулак-ребро-ладонь” или “Ритмы” (из этих двух выбирается задание, за которое получена большая оценка). Сумма баллов, превышающая 5, свидетельствует о предрасположенности к дислексии.

2.Тестовая методика экспресс — диагностики устной речи младших школьников. Т. А. Фотековой (2000г.)

В методике использованы речевые пробы, предложенные Р.И.Лалаевой (1988г.) и Е.В. Мальцевой (1991г.).

Цель: выявления особенностей речевого развития учащихся 1 класса. Методика включает четыре серии.

Серия 1 – Исследование сенсомоторного уровня речи – включает четыре группы заданий:

Проверка фонематического восприятия;

Исследования состояния артикуляционной моторики;

Исследование звукопроизношения;

Проверка сформированности звукослоговой структуры слова.

Серия 2 – Исследование грамматического строя речи.

Серия 3 – Исследование словаря и навыков словообразования.

Серия 4 – Исследование связной речи.

Все задания объединены в четыре серии с одинаковыми максимальным оценками в тридцать баллов. Наибольшее количество баллов за всю методику равно ста двадцати. При обработке полученных данных абсолютное значение переводится в процентное выражение. Если 120 принять за 100%, то процент успешности выполнения методики каждым испытуемым можно вычислить, умножив суммарный балл за весь тест на 100 и разделив полученный результат на 120. Высчитанное таким образом процентное выражение качества выполнения методики соотносится затем c одним из четырех выделенных уровней успешности.

IV уровень — 100-80%;

III уровень — 79,9-65%;

II уровень — 64,9-45%;

I уровень — 44,95% и ниже.

Речевые пробы и система оценки методики

Серия 1. Исследование сенсомоторного уровня речи.

Проверка состояния фонематического восприятия.

Инструкция: слушай внимательно и повторяй за мной слоги как можно точнее.

Предъявление – воспроизведение – предъявление – воспроизведение:

ба

—

па

—

па

—

ба

—

са

—

ша

—

ша

—

са

—

ша

—

жа

—

ша

—

жа

—

ша

—

жа

—
ца

—

са

—

ца

—

са

—

ца

—

са

—
ра

—

ла

—

ра

—

ла

—

ра

—

ла

—

Вначале предъявляется первый член пары (ба-па), затем второй (па-ба). Оценивается воспроизведение пробы в целом (ба-па-па-ба). Слоги предъявляются до первого воспроизведения: точного повторения добиваться не следует, так как задача обследования – измерение актуального уровня развития речи.

Оценка: 1 балл – точное и правильное воспроизведение в темпе предъявления; 0,5 балла – первый член воспроизводится правильно, второй уподобляется первому (ба-па-ба-па): 0,25 балла – неточное воспроизведение обоих членов пары с перестановкой слогов, их заменой и пропусками; 0 баллов – отказ от выполнения, полная невозможность воспроизведения пробы.

Исследование артикуляционной моторики.

Инструкция: смотри внимательно и повторяй за мной движения.

губы в улыбке;

язык “лопаткой” – широкий, распластанный язык неподвижно лежит на нижней губе, рот приоткрыт;

язык “иголочкой” – узкий язык заостренным кончиком выдвинут изо рта, рот приоткрыт;

“маятник” – рот открыт, язык высунут наружу и равномерно передвигается от одного уголка рта к другому;

чередование движений губ: “улыбка” – “трубочка”.

Для того, чтобы оценить выполнение артикуляционных движений, нужно попросить ребенка удерживать органы речи в нужном положении три – пять секунд: последние три упражнения необходимо выполнить по 4-5 раз. Во время выполнения ребенком артикуляционных упражнений следует обращать внимание на их объем, темп выполнения, точность конфигурации, симметричность, наличие синкинезий, то есть сопутствующих непроизвольных движений (например, при выполнении движения “маятник” нередко наблюдаются сопутствующие движения подбородка, реже – головы или глазных яблок вслед за языком, синкинезии могут отмечаться и со стороны моторики рук), гиперкинезов, то есть насильственных движений в мышцах речевого аппарата, усиленного слюноотделения, тремора органов речи, то есть дрожания языка или губ, а также посинения артикуляционных органов или носогубного треугольника.

Оценка: 1 балл – правильное выполнение с точным соответствием всех характеристик движения предъявленному; 0,5 баллов – замедленное и напряженное выполнение; 0,25 балла – выполнения с ошибками; длительный поиск позы, неполный объем движения, отклонения в конфигураци, синкинезии, гиперкинезы; 0 баллов – невыполнение движения.

Исследование звукопроизношения.

Инструкция: повторяй за мной слова:

Собака

—

Маска

—

Нос
Сено

—

Василек

—

Высь
Замок

—

Коза

Зима

—

Магазин

Цапля

—

Овца

—

Палец
Шуба

—

Кошка

—

Камыш
Жук

—

Ножи

Щука

—

Вещи

—

Лещ
Чайка

—

Очки

—

Ночь
Рыба

—

Корова

—

Топор
Река

—

Варенье

—

Дверь
Лампа

—

Молоко

—

Пол
Лето

—

Колесо

—

Соль

При необходимости можно уточнить произношение других согласных звуков (Б, П, Д, Т, Г, К, Х) т Й. В целях экономии времени фразы и тексты с проверяемыми звуками на этом этапе не предъявляются, так как возможность уточнить произношение звука в разных позициях и при разной степени самостоятельности речи представляются в ходе дальнейшего обследования.

Оценка: предлагается условно разделить все звуки на пять групп: первые четыре – это наиболее часто подвергающиеся нарушениям согласные (первая группа – свистящие С, СЬ, З, ЗЬ, Ц; вторая — шипящие Щ, Ж, Ч, Ш; третья – Л, ЛЬ; четвертая – Р,РЬ) и пятая группа – остальные звуки, дефектное произношение которых встречается значительно реже; задненебные звуки Г,Х, К и их мягкие варианты, звук Й, случаи дефектов озвончения, смягчения, редкие нарушения произношения гласных звуков).

Произношения звуков каждой группы оценивается в отдельности по следующему принципу: 3 балла – безукоризненное произношение всех звуков группы в любых речевых ситуациях; 1,5 балла – один или несколько звуков группы правильно произносится изолированно и отраженно, но иногда подвергаются заменам или искажениям в самостоятельной речи, то есть недостаточно автоматизированы; 1 балл – в любой позиции искажается или заменяется только один звук группы; 0 баллов – искажениям или заменам во всех речевых ситуациях подвергаются все или несколько звуков группы. Баллы. Начисленные, за каждую из пяти групп, суммируются.

Исследование сформированности звуко-слоговой структуры слова.

Инструкция: повторяй за мной слова:

танкист

космонавт

сковорода

аквалангист

термометр

Слова предъявляются до первого воспроизведения .

Оценка: 1 балл — правильное и точное воспроизведение в темпе предъявления; 0,5 балла – замедленное послоговое воспроизведение; 0,25 балла – искажение звуко-слоговой структуры слова (пропуски и перестановка звуков и слогов внутри слова); 0 баллов невоспроизведение.

Серия II. Исследование грамматического строя речи.

Повторение предложение.

Инструкция: послушай предложение и постарайся повторить его можно точнее.

Птичка свила гнездо.

В саду много красных яблок.

Дети катали из снега комки и делали снежную бабу.

Петя сказал, что он не пойдет гулять, потому что холодно.

На зеленом лугу, который был за рекой, паслись лошади.

Предложение читается до первого воспроизведения (1-2 раза).

Оценка: 1 балл – правильное и точное воспроизведение; 0,5 балла – пропуск отдельных слов без искажения смысла и структуры предложения; 0,25 балла – пропуск частей предложения; 0.25 балла – пропуск частей предложения, искажение смысла и структуры предложения, замена на прямую речь, предложение не закончено; 0 баллов – невоспроизведение.

Верификация предложений

Инструкция: я буду называть предложения, и если в некоторых из них будут ошибки, постарайся их исправить.

Собака вышла в будку.

По морю плывут корабль.

Дом нарисован мальчик.

Хорошо спится медведь под снегом.

Над большим деревом была глубокая яма.

Оценка: 1 балл – выявление и исправление ошибки; 0,5 балла – выявление ошибок и исправление их с незначительными неточностями (пропуск, перестановка, замена слов, нарушение порядка слов); 0,25 балла – ошибка выявлена, но не исправлена, или предпринята аграмматичная попытка исправления ошибки; 0 баллов – ошибка не выявлена.

Составление предложений из слов, не предъявленных в начальной форме.

Инструкция: я назову слова, а ты постарайся составить из них предложение.

мальчик, открыть, дверь

сидеть, синичка, на, ветка

груша, бабушка, внучка, давать

Витя, косить, трава, кролики, для

Петя, купить, шар, красный, мама

Слова предъявляются до первого ответа.

Оценка: 1 балл – предложение составлено верно; 0,5 балла – нарушен порядок слов; 0,25 балла – наблюдаются пропуски, привнесения или замены слов, аграмматизмы, незначительные смысловые неточности; 0 баллов – смысловая неадекватность или отказ от выполнения задания.

Добавление предлогов в предложение.

Инструкция: сейчас я прочитаю предложение, а ты постарайся вставить слово, которое в нем пропущено.

Лена наливает чай … чашки.

Почки распустились … деревьях.

Птенец выпал … гнезда.

Щенок спрятался … крыльцом.

Пес сидит … конуры.

В связи с трудностью этого задания использовались два вида помощи: 1-й – стимулирующая (“Неверно, подумай еще!”); 2-ой – в виде вопроса к пропущенному предлогу (“Наливает чай куда?”).

Оценка: 1 балл – правильный ответ; 0,5 балла – правильный ответ после стимулирующей помощи; 0,25 балла – правильный ответ после помощи второго вида; 0 баллов – неэффективное использование помощи как первого, так и второго вида.

Образование существительных множественного числа в именительном и родительном падежах

Инструкция: один –дом, а если их много, то это – дома.

один – стол, а много – это…

стул –

окно –

звезда –

ухо –

Инструкция: один –дом, а много чего? – Домов.

Один – стол, а много чего? — …

стул –

окно –

звезда –

ухо –

Оценка: 1 балл – правильный ответ; 0,5 балла – правильный ответ после стимулирующей помощи; 0,25 балла – форма образована неверно; 0 баллов – невыполнение.

Серия III. Исследование словаря и навыков словообразования

Инструкция: у кошки – котята, а у …

козы-

собаки-
волка-

курицы-
утки-

свиньи-
лисы-

коровы-
льва-

овцы-

Образование прилагательных от существительных

а) Относительных

Инструкция: кукла из бумаги – бумажная.

шляпка из соломы —

кисель из клюквы —
горка изо льда —

салат из моркови —
варенье из вишни —

суп из грибов —
варенье из яблок —

лист дуба —
варенье из сливы —

лист осины —

б) Качественных

Инструкция: если днем жара, то день – жаркий, а если …

мороз –

солнце –

снег –

ветер –

дождь —

в) Притяжательных

Инструкция: у собаки лапа собачья, а у …

кошки –

волка –

льва –

медведя –

лисы —

Оценка: 1 балл – правильный ответ; 0,5 балла – самокоррекция или правильный ответ после стимулирующей помощи; 0,25 балла – неверно образованная форма; 0 баллов – невыполнение.

Серия IV. Исследование связной речи

Составление рассказа по серии сюжетных картинок “Бобик” (пять картинок) или по другой серии из 4-5 картинок.

Инструкция: посмотри на эти картинки, постарайся разложить их по порядку и составь рассказ.

Оценка производилась по трем критериям.

а) Критерий смысловой целостности: 5 баллов – рассказ соответствует ситуации, имеет все смысловые звенья, расположенные в правильной последовательности; 2,5 балла – допускаются незначительное искажение ситуации, неправильное воспроизведение причинно-следственных связей, нет связующих звеньев; 1 балл – выпадение смысловых звеньев, существенное искажение смысла, либо рассказ не завершен; 0 баллов – отсутствует описание ситуации.

б) Критерий лексико-грамматического оформления высказывания: 5 баллов – рассказ оформлен грамматически правильно с адекватным использованием лексических средств; 2,5 балла – рассказ составлен без аграмматизмов, но наблюдаются стереотипность оформления, единичные случаи поиска слов или неточное словоупотребление; 1 балл – наблюдаются аграмматизмы, стереотипность оформления, неадекватное использование лексических средств; 0 баллов – рассказ не оформлен.

в) Критерий самостоятельности выполнения задания: 5 баллов – самостоятельно разложены картинки и составлен рассказ; 2,5 балла – картинки расположены со стимулирующей помощью, рассказ составлен самостоятельно; 1 балл – раскладывание картинок и составление рассказа по наводящим вопросам; 0 баллов – задание недоступно даже при наличии помощи.

Пересказ прослушанного текста.

Инструкция: сейчас я прочту тебе небольшой рассказ, слушай внимательно, запоминай и приготовься его пересказывать.

ГОРОШИНЫ

В одном стручке сидели горошины. Прошла неделя. Стручок раскрылся. Горошины весело покатились на ладонь мальчику. Мальчик зарядил горохом ружье и выстрелил. Три горошины залетели на крышу. Там их склевали голуби. Одна горошина закатилась в канаву. Одна дала росток. Скоро он зазеленел и стал кудрявым кустиком гороха.

Рассказ предъявляется не более двух раз.

Оценка производится по тем же критериям, что и для рассказа по серии картинок.

а) Критерий смысловой целостности: 5 баллов – воспроизведены все основные смысловые звенья; 2,5 балла – смысловые звенья воспроизведены с незначительными сокращениями, нет связующих звеньев; 1 балл – пересказ неполный, имеются значительные сокращения, или искажение смысла, или включение посторонней информации; 0 баллов – невыполнение;

б) Критерий лексико-грамматического оформления: 5 баллов – пересказ составлен без нарушений лексических и грамматических норм; 2,5 балла – пересказ не содержит аграмматизмов, но наблюдаются стереотипность оформления высказывания, поиск слов, отдельные близкие словесные замены; 1 балл – отмечаются аграмматизмы, повторы, неадекватные словесные замены, неадекватное использование слов; 0 баллов – пересказ не доступен;

в) Критерий самостоятельности выполнения: 5 баллов – самостоятельный пересказ после первого предъявления; 2,5 балла – пересказ после минимальной помощи (1-2 вопроса) или после повторного прочтения; 1 балл – пересказ по вопросам; 0 баллов – пересказ не доступен даже по вопросам.

Баллы, начисленные по каждому критерию, суммируются, затем высчитывается количество баллов за всю серию.

Обобщая результаты использования методики, можно сказать, что самый высокий четвертый уровень успешности встречается у детей с нормально протекающим речевым и интеллектуальным развитием.

Успешность третьего уровня свидетельствует о нетяжелом системном речевом дефекте либо о выраженной несформированности отдельных сторон речи. Такая результативность характерна для детей задержкой психического развития или с негрубым общим недоразвитием речи (ОНР Ш уровня или элементы ОНР).

Успешность выполнения речевых проб, соответствующая 2 уровню, указывает на наличие выраженного недоразвития речи. Помимо речевого дефекта, у них обычно выявляется недостаточность познавательной деятельности, поэтому им необходимо комплексная коррекция, как логопедическая, так и психологическая, а по возможности – нейропсихологическая. Успешность второго уровня встречается и у детей с ЗПР.

Самый низкий первый уровень успешности выполнения методики свидетельствует о грубом недоразвитии всех сторон речи. У детей с такими показателями часто диагностируются моторная алалия или сложный дефект, сочетающий умственную отсталость и тяжелую речевую патологию.

Исследование интеллектуальных способностей.

Из выдвинутых задач диагностики мы видим, что одной “Ранней диагностики” (по А. Н. Корневу) для выявления нарушений чтения недостаточно. Необходимо исследовать уровень умственных способностей, т.к. нарушение чтения обычно сопровождаются отставанием ряда психических функций. С большим постоянством у детей с дислексией выявляются сиптомокомплексы, включающие три дефицитарных функции, что проявляется в неспособности выполнить соответствующие задания или низком качестве их выполнения. Обнаружение этих симптомокомплексов перед началом обучения в школе может расцениваться как достоверное свидетельство высокого риска возникновения дислексических расстройств у детей. Задания, выявляющие неполноценность психических функций, входящих в симптомокомплексы, могут быть использованы как основа для создания скринирующей методики.

Из числа заданий, вызывающих затруднения у детей с дислексией, были отобраны такие задания, как нам кажется, которые могут охарактеризовать основные уровни развития важнейших психических процессов: внимание, память, восприятие, мышдение. Для исследования психических процессов были взяты такие задания:

Тест “Найди квадрат”

Цель: выявление уровня восприятия.

Ранняя диагностика дислексии и ее коррекция в общеобразовательной школеРанняя диагностика дислексии и ее коррекция в общеобразовательной школеРанняя диагностика дислексии и ее коррекция в общеобразовательной школеРанняя диагностика дислексии и ее коррекция в общеобразовательной школеРанняя диагностика дислексии и ее коррекция в общеобразовательной школеРебенку показывается таблица с изображением 10 четырехугольников, среди них 5 одинаковых квадратов и 5 четырехугольников, немного отличающихся от них

Ранняя диагностика дислексии и ее коррекция в общеобразовательной школеРанняя диагностика дислексии и ее коррекция в общеобразовательной школеРанняя диагностика дислексии и ее коррекция в общеобразовательной школеРанняя диагностика дислексии и ее коррекция в общеобразовательной школеРанняя диагностика дислексии и ее коррекция в общеобразовательной школе

Ребенку предлагается отыскать на таблице все квадраты.

Оценка результатов:

Высокий уровень – безошибочно найдены все фигуры или допущена 1 ошибка

Средний уровень – допущены 2-3 ошибки с фигурами, имеющими искажение прямого угла

Низкий уровень – большее число ошибок, среди них неправильно опознаны прямоугольники.

Корректурная проба “Найди букву”

Цель: выявление объема, концентрации и устойчивости внимания.

Ребенку дается бланк с каким-либо текстом (или набором букв), где отмечены 2 какие-либо буквы (одна зачеркнутая, другая обведена кружком). Ребенку предлагается также вычеркивать и обводить в кружок заданные буквы, просматривая каждую строчку слева направо. На выполнение задания дается 5 минут.

Оценка результатов:

Высокий уровень – из просмотренных ребенком 400 знаков допущены менее 5 ошибок

Средний уровень – допущены не более 5-10 ошибок

Низкий уровень – допущены более 10 ошибок.

Тест “Запомни и назови”

Цель: проверка уровня развития слуховой памяти

Инструкция: “Я прочту тебе слова, а ты повторишь все, которые запомнил”

Оценка результатов:

Высокий уровень – ребенок вспомнил с первого раза более 6 слов

Средний уровень – воспроизведены 3-6 слов

Низкий уровень – воспроизведены 1-2 слова

“Сложи узор” (аналог пробы кубиков Кооса)

Цель: оценка сформированности операций зрительно-пространственного анализа и синтеза, уровень развития наглядно-образного мышления.

Даны 18 карточек, 9 из них наполовину белые, наполовину закрашенные, 9 карточек закрашены полностью.

Ребенку по очереди предлагают картинки с узорами, он должен сложить заданный узор за определенное время.

Оценка результатов:

Высокий уровень – ребенок успешно справляется с любым заданием в пределах установленного времени

Средний уровень – ребенок справляется с большинством заданий, с 1-2 показом вначале

Низкий уровень – ребенок справляется с заданием с помощью взрослого

2.2. Анализ результатов констатирующего эксперимента

При обследовании по методике раннего выявления дислексии (КорневА.Н.), из 15 первоклассников было выявлено 7 человек, испытывающих различные трудности при выполнении всех заданий.

В процессе проведенных исследований были получены следующие результаты.

При выполнении задания “Рядоговорение” четверо детей справились с одним из двух вариантов: а) времена года, б) дни недели.

Витя К. правильно назвал времена года (при этом начав отсчет с названия месяца – сентябрь). После указания на ошибку, перечислены времена года правильно. При назывании дней недели пропустил слово “среда”, у перепутал последовательность четверг – пятница, сказав “пятница – четверг”.

Петя С. также правильно назвал времена года, но перечисление дней недели начал с воскресенья, простил четверг, повторил воскресенье.

Ира Б. с наводящими вопросами назвала времена года, с перестановками перечислила дни недели.

Илья К. очень медленно, подбирая слова, задумываясь, назвал времена года, но дни недели по порядку назвать не смог, пропустил среду и пятницу.

Трое первоклассников не справились с этим заданием.

Алена К. ответила, что знает лето, зиму, январь, март. Дни недели стала называть после наводящего вопроса, но в неправильной последовательности.

Вова Т. на вопрос о временах года ответил, что зимой падает снег, весной – тает. Не ответил на вопрос о том, какое время года сейчас. Времена года не перечислил. Дни недели назвал в произвольной последовательности, пропустил вторник, четверг.

Аня М. ответила так: “Осень. Осень, весна, зима, осень, лето”. Дни недели не знает, назвала только воскресенье и пятницу.

При выполнении данного задания дети проявили слабую ориентировку во времени: незнание, либо нетвердое знание временных единиц (времена года, дни недели), низкую способность к автоматизации речевых рядов.

При выполнении задания “Ритмы” трое первоклассников воспроизвели только простые ритмы, четверо не смогли воспроизвести и простые и сложные ритмы. Из пяти серий простых ритмов повторили 2-3 серии, из сложных — ни одной.

Результаты этого задания говорят о трудностях слухо-моторных координаций и о слабости кратковременной памяти, не удерживающей ритмически организованные серии звуковых сигналов.

Субтест “Повторение цифр” позволил выявить такую закономерность: у всех 7 учащихся в большей мере страдает повторение цифр в обратном порядке.

Трое учеников смогли правильно воспроизвести ряд из 4 цифр при прямом счете. При обратном счете воспроизводили только ряд из двух цифр.

При воспроизведении ряда из 3-х цифр, путали последовательность цифр:

Витя К. ряд 5 – 7 – 4 воспроизвел 4 – 5 – 7

ряд 2 – 5 – 9 воспроизвел 9 – 2

Петя С. ряд 5 – 7 – 4 воспроизвел 4 – 7 – 8 (добавил несуществующую в ряду)

ряд 2 – 5 – 9 воспроизвел 5 — 9 – 2

Ира Б. ряд 5 – 7 – 4 воспроизвел 4 – 7 – 4 (повторила цифру)

ряд 2 – 5 – 9 воспроизвел 5 – 9

Четверо учеников допустили большее количество ошибок. При прямом счете правильно воспроизвели ряд только из 3-х цифр. При обратном счете Илья К. и Алена К. воспроизвели ряд из 2-х цифр, Вова Т. и Аня М. не смогли воспроизвести обратный счет совсем.

Неумение детей правильно справиться с заданиями субтеста “Повторение цифр” говорит о наличии недостатков развития оперативной слуховой памяти.

Таким образом, применение методики раннего выявления дислексии, позволило выявить у детей с нарушениями различения, запоминания и воспроизведения временной последовательности вербальных стимулов (слова, цифры), звуковых ритмов, с неспособностью к автоматизации речевых рядов (времена года, дни недели), т.е. из 15 первоклассников семеро имеют нарушения сукцессивных функий.

По наблюдению Корнева А.Н. (1983г.) дефицит тех или иных сукцессивных функций встречается у 88% детей с дислексией. Значит, можно сказать о том, что эти дети имеют предрасположенность к нарушениям чтения – дислексии.

Выявленная группа детей в количестве семи человек оказалась неоднородной по своему составу. Трое детей показали более высокие результаты при выполнении заданий, четверо детей при выполнении заданий допустили большее количество ошибок и показали низкие результаты.

Данные эксперимента представлены в таблице и диаграммах.

Тесты

Высокий уровень

Средний уровень

Низкий уровень
Обозн. на диаграмме

“Рядоговорение”

20%

53,4%

26,6%
“Ритмы”

13,3%

33,3%

53,4%
“Кулак-ребро-ладонь”

53,4%

26,6%

13%
“Повторение цифр”

13,5%

33,3%

53,4%

Результаты тестов “Исследования интеллектуальной способности” выявили отклонения у детей в развитии психических процессов.

Восприятие.

Дети, в большинстве случаев (см таблицу 1) предложенные фигуры находили быстро и правильно (высокий уровень 30% и средний уровень 67%). И только незначительное количество детей 13% не смогли отличить квадрат среди прямоугольников и фигур с искаженными прямым углом, а также квадрат, находящийся под другим углом зрения. Это говорит о том, что не у всех детей развито восприятие на должном уровне.

Внимание.

Способность концентрации и устойчивости внимания на высоком уровне у 20%, на среднем у 60% и на низком у 20%. Это говорит о том, что у детей рассеянное внимание, недостаточная его концентрация.

Память.

По результатам теста объем запоминания и воспроизведения заданных слов можно рассмотреть из протокола теста 2 детей (с высоким уровнем памяти и низким уровнем памяти) Здесь дана часть протокола.

Протокол теста “Запомни и назови”

Год

Шум

Слон

Рука

Мяч

Пол

Мыло

Весна

Соль

Нос
Лена

+

+

+

+

+

+

+
Катя

+

+

По полученным результатам видно, что степень выраженности речевого недоразвития у детей различна. Уровень успешности у троих детей приближен к норме:

У одного — на среднем уровне;

Уровень успешности еще у троих детей – низкий, указывает на наличие общего недоразвития речи.

Теперь, можно выяснить, какая из сторон речи детей нарушена в большей степени. Для этого подсчитаем баллы за задания из каждой серии и сравним результаты.

I Результаты исследования сенсомоторного уровня речи.

Фонематиче-ское восприятие

Артикуля-ционная моторика

Звукопроиз-ношение

Сформированность звуко-слоговой структуры

1

2

3

4

5

6

7

5

4

2,5

1,75

1,25

1,25

2

5

5

5

2,5

2,5

2,5

2

5

5

3,5

3,5

1

2,25

2,5

4

3,25

3,25

1,25

1,25

1,25

1,25

Общее количество баллов

17,75

24,5

22,75

16,5

По данным результатам можно сделать вывод о том, что у детей в большей степени страдает фонематическое восприятие и сформированность слоговой структуры.

II Результаты исследования грамматического строя речи.

Повторение предложений

Верификация предложений

Составление предложений из слов

Добавление предлогов в предложение

1

2

3

4

5

6

7

3,5

3,5

2,75

2,75

2,25

2,25

2

4

4

3,5

3,25

3

3

3

3,5

3,5

3

3

2,95

2,25

2,25

4

4

3,5

3,5

3

3

3

Общее количество баллов

19

23,75

20,45

24

По результатам, полученным при исследовании можно сделать вывод о том, что большее затруднения дети испытывают при повторении предложений и при составлении предложений из слов и некоторые трудности при использовании предлогов.

III Результаты исследования словаря и навыков словообразования

Коли-чество детей

Навыки словооб-разования

Образование относительных прилагательных от существитель-ных

Образование количественных прилагательных от существительных

Образование притяжательных прилагательных от существительных

1

2

3

4

5

6

7

3,5

3,5

3

2,25

2,25

2,25

2

3,5

3,25

3

2

2,25

2,25

2

4

4

3

2,5

2,5

2,25

2,25

3,5

3,5

3

3

2,5

2,25

2

Общее количество баллов

18,75

18,25

20,5

19,75

По полученным данным видно, что у детей менее сформированы такие навыки словообразования:

образование относительных прилагательных от существительных

называние детенышей животных

образование притяжательных прилагательных от существительных

IV Результаты исследования связной речи /оценка по 30 балльной системе/

Количество детей

Смысловая целостность

Лексико – грамматическое оформление

Самостоятель- ность выполнения

Баллы по 3 критериям

1

2

3

4

5

6

7

5

5

5

2

2

2

2

5

5

5

2

2

2

2

10

10

5

2

2

2

2

20

20

15

9

6

6

6

Составление рассказа по серии сюжетных картинок “Бобик”

Пересказ прослушанного текста “Горошина”

Анализируя данное исследования связной речи можно сказать о том, что у детей в наибольшей степени наблюдаются:

затруднения в лексико — грамматическом оформлении высказывания

нарушения смысловой целостности высказывания.

Не один из семи первоклассников не набрал 30 баллов, что говорит об общем невысоком уровне развития связанной речи.

Таким образом, проведение обследования устной речи помогло выявить различные ее нарушения, а также те компоненты, которые не сформированы в большей степени. Суммируя все полученные данные, мы пришли к выводу, что у данной группы детей наиболее не сформированы фонематическое восприятие, звуко-слоговая структура слова, словарный запас, навыки словообразования и связанная речь, а страдает лексико-грамматический строй речи и звукопроизношение. Все нарушения речи имеют разную степень выраженности: у троих детей – ОНР III уровня, у одного – ФФН, у троих имеются нарушения речи по некоторым компонентам. Общим невысоким показателем обладает развитие связанной речи.

Глава Ш. Методика коррекционно-развивающей работы по профилактике нарушений чтения у первоклассников

3.1. Направления коррекционно-профилактической работы.

Проведение констатирующего эксперимента позволило выявить детей, предрасположенных к нарушениям процесса чтения, а также выявить своеобразие их речевого развития и ряда функций неречевого характера. С учетом полученных данных были определены направления коррекционно-профилактической работы. Необходимо отметить, что эта работа должна носить комплексный характер и объединять совместные усилия учителя, логопеда, психолога и родителей.

Направления работы по коррекции неречевых функций

Развитие и уточнение пространственно-временных представлений (И.А. Садовникова 1997г.).

Развитие зрительного, слухового восприятия и активного устойчивого внимания.

Развитие памяти.

Развитие словесно-логического мышления.

Направление работы по коррекции устной речи

Формирование звукопроизношения.

Развитие фонематического слуха, фонематического анализа и синтеза слов, фонематических представлений.

Развитие грамматического строя речи.

Расширение словарного запаса, обогащение активного словаря.

Формирование связной речи.

111111111111111111111111СКАН 1111111111111111111111111111111

Взаимосвязь работы логопеда и учителя

Нарушения чтения – серьезная проблема обучения, так как чтение является одним из основных средств для получения знаний.

В комплексной коррекционно-профилактической работе особенно важен контакт логопеда с учителем. Это необходимо для согласованности коррекционных занятий с программой школы, и наоборот, для внесения некоторых необходимых изменений в методику преподавания в классе.

Наша совместная работа с учителем проводилась в тесном и регулярном контакте. Учитель присутствовал на занятиях логопеда и знал, какие недостатки и нарушения речи есть у каждого ребенка, над чем в данный момент работает логопед. В свою очередь логопед посещала уроки чтения, наблюдала за успехами и неудачами детей, отмечала те моменты, которые необходимо отрабатывать на индивидуальных и фронтальных занятиях, учитывая при этом рекомендации учителя. Учитель по заданиям логопеда ежедневно проводил речевые пятиминутки, содержание которых было направленно на развитие фонематического восприятия, грамматического строя речи, словарного запаса и связной речи.

Большую помощь учитель оказывал в работе с родителями – устанавливала контакт, намечала объем помощи со стороны родителей.

Такой подход требует от учителя определенной дополнительной работы, но он является совершенно не обходимым условием для устранения серьезных проблем, связанных с нарушениями чтения.

3.2. Исследование процесса чтения (по Р. И. Лалаевой, 1999)

Исследование процесса чтения проводилось в конце букварного периода.

Задачи:

Определить характер чтения слогов (простых и со стечением гласных); слов (простых и сложных по звукослоговой структуре); предложений (простых и распространенных); текста.

Определить понимание прочитанных слов, предложений, текста.

Указать способ чтения (побуквенное, послоговое, целыми словами, словесно – фразовое).

Примерный речевой материал для чтения:

Слоги:

ма сю ас ям сто клю лье

бы цы ок ес вра пря фья

шо че уп ен гво сте тье

фу ря ип ящ жды зве рью

Слова:

том мыло ягоды

лес герой радуга

боль весна сенокос

юг ручьи дежурный

снег слезы коробка

дождь вьюга картофель

жаворонок сковорода

зеркало танкист

спички велосипед

Предложения:

Катя и Варя вышивают. Дети играют дружно. Дима ловил сачком бабочку. Девочка смотрит в зеркало. Осенью пожелтели листья.

Текст “Щенок”:

Плачет маленькая Оленька. У нее пропал щенок Булька. Щенок был маленький. Только ушки были черненькие. Оленька кормила его молоком. Через день нашла щенка под крыльцом. Оленька была рада.

Анализ исследования процесса чтения.

Из 15 обследуемых детей были выявлены дети с разными показателями по способам чтения (от буквенного чтения до чтения целыми словами); по технике чтения (от очень медленной до быстрой); по характеру допущенных ошибок.

6 детей из 15 владели синтетическим способом чтения, т. е. чтением целыми словами с пониманием прочитанного.

2 детей из 15 читают в основном целыми словами, и лишь отдельные слова по слогам, также с пониманием прочитанного.

3 детей из 15 читают по слогам, однослоговые слова целым словом, с пониманием прочитанного, иногда при чтении допускают такие ошибки: пропуски согласных при стечении, перестановки слогов, например:

своречник – скворечник

вывишают – вышивают

оказыется – оказывается

1 ребенок из 15 читает очень медленно, по слогам, допускает множество ошибок. Нарушено понимание предложений и текста. Видны постоянные замены близких по звучанию звуков (С – З, Ж — Ш, Ш — С, Т – Д) или схожих по начертанию букв (П — Т, Б – В, Х – Ж), искажение звуковой структуры, например:

д – д – у – ж – н — о – дружно

те – ти – дети

с – сы – мо – т – ит – смотрит

Один ребенок читает по слогам, часто повторяет прочитанное для того, чтобы понять смысл, чтение часто сопровождается комментариями (“а, не!”, “а я это уже читал!”, “я такого слова прочитать не могу”).

При чтении повторяет слоги ( мо – ло – мо – ло – ко), повторяет звуки ( то – ле – ль – ко – только), пропускает окончания, заменяет слова, добавляет звуки ( осенью были желтые листья – осенью пожелтели листья). Понимание сложных слов бывает затруднено.

У 2 детей из 15 – побуквенное чтение, затруднено слияние звуков в слоге, замена букв, имеющих одинаковые элементы ( вместо П читает Н или Т, вместо Ш – Щ ), замены звуков, сходных акустически и артикулярно ( Б – П, С – Ш, Ж – Ш ), замены звуков связанных с неправильным произношением отдельных звуков ( вместо Р – Й, Л – В). Как следствие этого – нарушение понимания смысла.

Таким образом, выявленными недостатками чтения (выраженными в разной степени) являются:

нарушение понимания прочитанного

побуквенное чтение, послоговое

пропуски согласных при стечении

пропуски слогов

замена звуков, сходных акустически и артикуляторно

замены букв, имеющих одинаковые элементы

замена звуков, связанных с неправильным произношением

При анализе результатов исследования процесса чтения было установлено, что из 15 первоклассников 8 человек имеют вполне сложившийся навык чтения.

У троих детей чтение близкое к норме, у 4 детей нет сложившегося навыка чтения. Т. е. эти дети входили в состав группы первоклассников, у которых были обнаружены предпосылки нарушения чтения и по итогам тестирования они имели самые низкие результаты. Но так как навык чтения только формируется (начало обучения в 1 классе) диагноз “дислексия” ставить нельзя. Но необходимо отметить, что эти дети представляют собой группу с повышенным риском возникновения дислексии.

Здесь также нужно отметить тот факт, что из 4 детей с предрасположенностью к дислексии, 3 не посещали дошкольное учреждение, а это является немаловажным фактором, так как большинство детей воспитывающихся дома, не получают необходимую подготовку к школе. Трое первоклассников не получили своевременной логопедической помощи (все они имеют диагноз ОНР – III уровня) и не освоили тот объем знаний, умений и навыков, составляющих базу для начала школьного обучения.

Анализ выполнения заданий методики А.Н.Корнева.

В результате повторной диагностики по методике А.Н.Корнева были получены следующие результаты:

Таблица.

Распределение учащихся по уровням выполнения субтестов методики А.Н.Корнева

Субтесты

Высокий уровень

Средний уровень

Низкий уровень
1 срез

1 срез

1 срез

2 срез

1 срез

2 срез
“Рядоговорение”

28,6%

28,6%

42,8%

57,1%

28,6%

14,3%
“Ритмы”

14,3%

28,6%

28,6%

28,6%

57,1%

42,8%
“Кулак-ребро-ладонь”

57,1%

57,1%

28,6%

42,8%

14,3%

0%
“Повторение цифр”

14,3%

28,6%

28,6%

57,1%

57,1%

14,3%

Итак, в результате проведенных коррекционно-профилактических мероприятий с учащимися 1 класса, мы отмечаем увеличение числа успешно справившихся с заданиями детей. Так, по субтестам “Рядоговорение”, “Кулак-ребро-ладонь” и “Повторение цифр” увеличилось количество детей со средним уровнем выполнения задания, и уменьшилось количество детей с низкими результатами.

Результаты выполнения тестовой методики экспресс – диагностики устной речи младших школьников Фотековой Т.А. и Переслени Л.И.

В ходе повторной диагностики по экспресс-диагностике устной речи нами были получены следующие результаты:

Таблица

Результаты исследования сенсомоторного уровня речи (средний балл)

Фонематиче-ское восприятие

Артикуля-ционная моторика

Звукопроиз-ношение

Сформированность звуко-слоговой структуры
1 срез

17,75

24,5

22,75

16,5
2 срез

23,6

28,6

51,63

47,1

Итак, мы отмечаем определенную положительную динамику по всем параметрам. Значительные улучшения тестовых показателей наблюдается в отношении звукопроизношения – у большинства детей к моменту окончания букварного периода все нарушенные звуки поставлены, многие находятся на этапе автоматизации. Совместная работа логопеда и учителя по развитию звукового и слогового анализа оказалась особенно эффективной а отношении умения детей анализировать звуко-слоговую структуру слова.

Таблица

Результаты исследования грамматического строя речи (общий балл по экспериментальной группе)

Повторение предложений

Верификация предложений

Составление предложений из слов

Добавление предлогов в предложение
1 срез

19

23,75

20,45

24
2 срез

25,6

31,2

34,5

28,1

По результатам, полученным при исследовании, можно сделать вывод о том, что в ходе занятий с логопедом у детей улучшилась слухо-речевая память, речевое внимание, дети стали более осознанно употреблять разнообразные грамматические конструкции, пользоваться предлогами.

Таблица

Результаты исследования словаря и навыков словообразования (общий балл по экспериментальной группе)

Навыки словооб-разования

Образование относительных прилагательных от существитель-ных

Образование количественных прилагательных от существительных

Образование притяжательных прилагательных от существительных
1 срез

18,75

18,25

20,5

19,75
2 срез

24,2

25,2

23,92

24,6

По полученным данным видно, что у детей улучшились показатели, отражающие уровень сформированности таких навыков словообразования, как:

образование относительных прилагательных от существительных

называние детенышей животных

образование притяжательных прилагательных от существительных

Таблица

Результаты исследования связной речи (средний балл по экспериментальной группе)

Смысловая целостность

Лексико – грамматическое оформление

Самостоятель- ность выполнения

Баллы по 3 критериям

1 срез

3,28

3,28

4,71

11,7
2 срез

4,11

4,2

6,17

14,48

Проведенная коррекционно-профилактическая работа была направлена и на развитие связной речи детей. Данное направление работы особенно эффективно в отношении развития таких ее компонентов как смысловая целостность и лексико – грамматическое оформление высказывания.

Итак, коррекционно-профилактическая работа логопеда , направленная на развитие и уточнение пространственно-временных представлений, развитие зрительного, слухового восприятия и активного устойчивого внимания, памяти и словесно-логического мышления способствовала развитию у детей экспериментальной группы предпосылок успешного овладения навыком чтения. Мы отмечаем увеличение числа успешно справившихся с заданиями детей. Так, по субтестам “Рядоговорение”, “Кулак-ребро-ладонь” и “Повторение цифр” увеличилось количество детей со средним уровнем выполнения задания, и уменьшилось количество детей с низкими результатами.

Коррекционная работа логопеда по формированию звукопроизношения, развитию фонематического слуха, фонематического анализа и синтеза слов, фонематических представлений, развитию грамматического строя речи, расширению словарного запаса, обогащению активного словаря и формированию связной речи была эффективна в отношении звукопроизношения – у большинства детей к моменту окончания букварного периода все нарушенные звуки поставлены, многие находятся на этапе автоматизации. Совместная работа логопеда и учителя по развитию звукового и слогового анализа оказалась особенно эффективной а отношении умения детей анализировать звуко-слоговую структуру слова.

По результатам, полученным при повторном исследовании, можно сделать вывод о том, что в ходе занятий с логопедом у детей улучшилась слухо-речевая память, речевое внимание, дети стали более осознанно употреблять разнообразные грамматические конструкции, пользоваться предлогами и развития смысловой целостности и лексико – грамматического оформления высказывания.

Список литературы.

Гвоздев А.Н. Вопросы изучения детской речи. М., 1961.

Гербова В.В. Занятия по развитию речи в старшей группе детского сада. М., 1984

Городилова В.И., Кудрявцева М.З. Чтение и письмо М., 1995

Дефектологический словарь. М.. 1970.

Дошкольное воспитание аномальных детей / Под ред. Л.П.Носковой. – М.: Просвещение, 1993.

Ефименкова Л.Н. Коррекция устной и письменной речи учащихся начальных классов. М, Просвещение, 1981.

Жинкин Н.И. Психологические основы развития речи. В защиту живого слова. —М., 1966

Жукова Н.С., Мастюкова Е.М., Филичева Т.Б. Преодоление общего недоразвития речи М., 1990

Завгородняя А.С., Никулина Е.А. Некоторые вопросы обучения детей дошкольного возраста с ОНР // Недоразвитие и утрата речи. М., 1985

Корнев А.Н. Дислексия и дисграфия у детей С Петербург 1995

Коррекционное обучение детей с нарушением речевой деятельности. // Под ред. Селиверстова В.И. М., 1983

Лалаева Р. И. Нарушения письменной речи. — М., 1989

Лалаева Р.И. Логопедическая работа в коррекционных классах. М, Владос, 1999

Левина Р.Е. О генезисе нарушений письма у детей с общим недоразвитием речи. Вопросы логопедии, Изд. АПН РСФСР, М. 1959

Левина Р.Е. Основы теории и практики логопедии М., 1968.

Логопедия Под ред. Л.С. Волковой — М.: Просвещение, 1995.

Лопатина Л.В., Серебрякова Н.В. Преодоление речевых нарушений у дошкольников. С-Пб, 2001

Методические указания по выявлению и коррекции дефектов звукопроизношения и связанных с ними нарушений письма. – Л., 1984.

Миронова С.А. Развитие речи дошкольников на логозанятиях. М., 1991

Никашина Н.А. Логопедическая помощь учащимся с речевым недоразвитием. Недостатки речи у учащихся. Под ред. Левиной Р.Е., -Москва, 1965.

Никашина Н.А. Логопедическая помощь учащимся с речевым недоразвитием. Недостатки речи у учащихся. Под ред. Левиной Р.Е., -Москва, 1965.

Новоторцева Н.В. Развитие речи детей, — Ярославль, “Академия развития”, 1996 г.

Обучение и воспитание дошкольников с нарушениями речи. Под ред. С.А.Мироновой, — Москва, 1987

Обучение и воспитание дошкольников с нарушениями речи. Под ред. Мироновой, — Москва, 1987

Основы теории и практики логопедии. Под.ред. Левиной Р.Е., -Москва, 1968.

Основы теории и практики логопедии. Под.ред. Левиной Р.Е., -Москва, 1968.

Павлова А. А. Диагностика и коррекция речевого развития детей // Современные модели психологии речи и психолингвистики. — М: 1990

Поддьяков Н. Н. Проблемы речевого и умственного развития детей дошкольного возраста // Проблемы изучения речи дошкольника / Под ред. О.С.Ушаковой. — М: 1994.

Понятийно- терминологический словарь логопеда. М., 1997.

Правдина О.В. Логопедия. — Москва, 1973.

Совершенствование методов диагностики и преодоления нарушений речи. Межвузовский сборник научных трудов. Ленинград, 1989

Сохин Ф.А. Развитие речи детей дошкольного возраста. М., 1984

Спирова P. Ф. Нарушение процесса овладения чтением у школьников. — М., 1983

Становление речи и усвоение языка ребенком. / Под ред. Рождественского Ю.В. МГУ , 1985.

Филичева Т.Б. Чиркина Г.В. Подготовка к школе детей с общим недоразвитием речи в условиях специального детского сада М.,1993.

Филичева Т.Б., Чевелёва Н.А., Чиркина Г.В. Основы логопедии М.,1989

Хватцев М.Е. Логопедия. — Москва, 1959.

Курсовая работа: Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Содержание

Введение

1 Описание объекта в области z-преобразований, переменных состояний

2 Синтез непрерывного регулятора

3 Синтез компенсатора

4 Синтез дискретного регулятора

5 Синтез дискретного компенсатора

6 Формирование интегрального квадратичного критерия

7 Синтез оптимального закона управления

8 Расчёт релейного регулятора

Заключение

Введение

Задача синтеза возникает при проектировании системы автоматического регулирования. Она заключается в таком выборе структурной схемы и технических средств ее реализации, при котором обеспечиваются требуемые динамические и эксплуатационные свойства всей системы в целом.

Синтез – лишь первый этап проектирования и создания системы.

В зависимости от вида исходных данных, принимаемых при проектировании системы, к задачам синтеза можно подходить с различных точек зрения. Если имеется возможность достаточно полной свободы выбора структуры и параметров в пределах физической реализуемости и с учетом наложенных ограничений, то решается задача синтеза оптимальной системы регулирования.

Оптимальность – наилучшие свойства системы в смысле некоторого критерия оптимальности (например, наилучшее быстродействие).

Задачи синтеза систем регулирования можно разбить на две группы. В задачах первой группы задается только объект управления и требуется определить закон функционирования регулятора в целом. При этом, обычно, предполагается, что полученные при расчетах свойства регулятора могут быть технически реализованы с необходимой точностью. Задачи подобного типа возникают при синтезе систем регулирования промышленных непрерывно функционирующих объектов (химических реакторов, электростанций и пр.).

В задачах второй группы в понятие синтеза вкладывается более узкий смысл. При этом рассматриваются задачи выбора и расчета параметров специальных корректирующих устройств, обеспечивающих заданные статические и динамические характеристики системы. При этом предполагается, что основные функциональные элементы системы (исполнительные, измерительные устройства) уже выбраны в соответствии с техническим заданием и вместе с объектом регулирования представляют собой неизменяемую часть системы. Подобная задача возникает чаще всего при проектировании различного рода следящих систем.

Разработано большое число в основном приближенных методов синтеза корректирующих устройств. Наибольшее распространение получили графоаналитические методы синтеза, основанные на построении инверсных и логарифмических частотных характеристик разомкнутой системы. При этом, используются косвенные оценки качества переходного процесса: запас по модулю, запас по фазе, частота среза, колебательность – которые можно непосредственно определить по частотным характеристикам.

К другой группе относятся аналитические методы синтеза. Для них находится выражение, аналитически связывающее качества с параметрами корректирующего устройства, и определяются значения параметров, соответствующих экстремальному значению функции. К этим методам относится синтез по интегральным критериям качества переходного процесса, а также по критерию среднеквадратичной ошибки.

Задача синтеза противоположна задаче анализа. Если при анализе структура и параметры заданы, а ищут поведение системы в заданных условиях, то в данной задаче задание и цель меняются местами.

Существуют методы синтеза, при которых задается кривая переходного процесса. Но реализация систем с переходным процессом, заданным чрезмерно жестко, как правило, оказывается довольно трудной: система получается неоправданно сложной и зачастую нереализуемой. Поэтому большее распространение получил метод задания более грубых качественных оценок (таких, как перерегулирование, время регулирования, колебательность), при которых сохраняется большая свобода в выборе детальной формы кривой переходного процесса.

Динамические характеристики объектов обычно могут быть аппроксимированы некоторыми типовыми зависимостями. Это позволяет все возможное разнообразие требуемых законов свести к нескольким типовым законам регулирования, которые используются на практике. Следовательно, задача синтеза системы регулирования сводится к выбору подходящего регулятора с типовым законом регулирования и определению оптимальных значений параметров настройки выбранного регулятора.

1. Описание объекта в области z-преобразований, переменных состояний

Анализ дискретных систем существенно упрощается, если величины, описывающие поведение системы, рассматриваются в дискретные моменты времени. Поэтому непрерывная функция времени может быть заменена дискретной, значения которой определены только в дискретные моменты времени.

Для таких функций времени может быть введено понятие дискретного преобразования Лапласа:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

которое называется z-преобразованием при подстановке Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом, и связывает изображение с оригиналом.

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 1. Структура системы управления

Преобразование системы в дискретную область и выбор периода квантования будем проводить с помощью Matlab’а.

Чтобы обеспечить заданную погрешность аппроксимации менее 10%, нужно выбрать период квантования так, чтобы он составлял не более 10% от постоянной времени Т.

Также, при выборе преиода квантования нужно учитывать значение запаздывания. Выберем период квантования, равным 0.5.

W1=tf([0.9],[20 1],’td’,1) % задаем передаточную функцию

W2=tf([1],[500 100 1],’td’,15) % задаем передаточную функцию

Wob=W1*W2 % общая передаточная двух последовательных частей системы

T=0.5 % время квантования

Wdiskr=c2d(Wob,T,’zoh’) % передаточная в дискретной области

Получим значение передаточной функции дискретной системы:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Найдем описание объекта в пространстве состояний с помощью Matlab’а.

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

W1=tf([0.9],[20 1],’td’,1) % задаем передаточную функцию

W2=tf([1],[500 100 1],’td’,15) % задаем передаточную функцию

Wob=W1*W2 % общая передаточная двух последовательных частей системы

[A, B, C]=ssdata(Wob) % матрицы в пространстве состояний

Получим значения матриц:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

2. Синтез непрерывного регулятора

На практике, применяются следующие регуляторы:

П-регулятор.

Регулятор перемещает регулирующий орган пропорционально отклонению регулируемой величины от заданного значения:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

k – коэффициент передачи П-регулятора.

И-регулятор.

Регулятор перемещает регулирующий орган пропорционально интегралу от отклонения регулируемой величины:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Коэффициент пропорциональности k, численно равный скорости перемещения регулирующего органа при отклонении регулируемой величины на единицу ее измерения, называется коэффициентом передачи И-регулятора.

ПИ-регулятор.

Эти регуляторы перемещают регулирующий орган пропорционально сумме отклонения и интеграла от отклонения регулируемой величины:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Постоянная времени Т – постоянная времени интегрирования (время изодрома).

В динамике, ПИ-регулятор соответствует системе из двух параллельно включенных звеньев: пропорционального и интегрирующего.

ПД-регулятор.

Рассматриваемые регуляторы перемещают регулирующий орган пропорционально отклонению и скорости изменения регулируемой величины:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Постоянная времени Т характеризует степень ввода в закон регулирования производной. Она называется постоянной времени дифференцирования (временем предварения регулятора).

В динамическом отношении, эти регуляторы подобны системе из двух параллельно включенных звеньев: безынерционного и идеального диффиренцирующего.

ПИД-регулятор.

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

В динамическом отношении, эти регуляторы подобны системе из трех параллельно включенных звеньев: безынерционного, интегрирующего и идеального дифференцирующего.

Структура и параметры настройки регуляторов выбираются исходя из динамических или математических моделей объектов.

При определении оптимальных параметров настройки регуляторов промышленных процессов в качестве показателя оптимальности системы регулирования обычно выбирается требование минимума того или иного критерия качества при действии на объект наиболее тяжелого возмущения (или изменении заданного значения регулируемой величины) с учетом добавочного ограничения на запас устойчивости системы.

При практических расчетах запас устойчивости удобно характеризовать показателем колебательности системы, величина которого в системах совпадает с максимумом амплитудно-частотной характеристики замкнутой системы регулирования.

Для заданной системы (Рис. 1.) нужно подобрать регулятор, обеспечивающий желаемый показатель колебательности.

Допустимое значение показателя колебательности М определяется на основании опыта эксплуатации систем регулирования. В хорошо демпфированных системах регулирования показатель колебательности не должен превосходить значений 1,1-1,5. Хотя в некоторых случаях допускается значение 2-2,5.

В нашем случае, М=1,25

Расчет регулятора сводится к следующей методике расчета:

Величина параметра регулятора, при которой амплитудно-фазовая характеристика разомкнутой системы будет касаться окружности с заданным М, определяется следующим образом:

1. Строится АФЧХ регулируемого объекта, и из начала координат проводится луч под углом к отрицательной вещественной полуоси.

2. Проводится окружность с центром на вещественной отрицательной полуоси, касающаяся одновременно АФЧХ регулируемого объекта и этого луча.

В качестве регулятора попробуем использовать ПИ-регулятор. Найдем его параметры с помощью Mat lab’а.

clc

clear

W1=tf([0.9],[20 1],’td’, 1) % задаем передаточную функцию

W2=tf([1],[500 100 1],’td’, 15) % задаем передаточную функцию

Wob=W1*W2 % общая передаточная двух последовательных частей системы nyquist(Wob)

M=1.25;

w=0.0001:0.0001:0.3;

s=i*w;

Kp=3.2;

Ki=0.03

Wob1=((0.9).*(Kp+(Ki./(s))))./(10000*s.^3+2500*s.^2+120*s+1);

re=real(Wob1);

im=imag(Wob1);

R=M/(M^2-1);

C=(M^2)/(1-M^2);

x=-1:0.00001:0.4;

y1=sqrt(R^2-(x-C).^2);

y2=-sqrt(R^2-(x-C).^2);

K=tan(asin(1/M));

y3=K*x;

plot(re, im, x,y1,x,y2,x,y3)

grid on

Изменяя значения Kp и Ki, подберем такие значения, при которых окружность одновременно касается АФЧХ и луча. Это достигается при:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 5. Расчет ПИ-регулятора

Промоделируем систему с Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом и Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис.6. Структура объекта с регулятором

Получим характеристику:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 7. Поведение непрерывного объекта с ПИ-регулятором

При использовании данного регулятора точность составит

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

что удовлетворяет заданному условию

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Следовательно будем использовать ПИ-регулятор с параметрами

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом и Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Передаточная функция такого регулятора имеет вид:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

3. Синтез компенсатора

Для того, чтобы добиться желаемого качества процесса управления или регулирования (требуемой точности системы и качества переходного процесса), можно изменить структуру системы, введя дополнительные звенья корректирующие устройства (компенсаторы).

Основная задача компенсаторов состоит в улучшении точности системы и качества переходных процессов.

Систему с компенсатором можно представить в виде:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 8. Система с компенсатором

Рассчитать компенсатор можно следующим образом:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Условие физической реализуемости компенсатора соблюдено – степень числителя не превышает степень знаменателя.

Промоделируем в Simulink систему без учёта компенсатора

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 9. Структура системы без компенсатора

Характеристика системы будет следующей

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 10. Поведение системы без компенсатора

Промоделируем в Simulink систему с учётом компенсатора

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 11. Структура системы с компенсатором

Характеристика системы будет следующей

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 12. Поведение системы с компенсатором

Характеристики систем

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 13.

Из Рис. 13 делаем вывод : компенсатор снизил возникшую при введении в систему внешнего воздействия ошибку.

4. Синтез дискретного регулятора

Предполагается, что ступенчатое изменение задающей переменной происходит в момент времени k=0:

ω(k)=1 для k= 0,1,2,… .

Так как время запаздывания не равно нулю (d≠0), то необходимо использовать следующую модель объекта:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом (2.1)

Коэффициенты этой модели удовлетворяют соотношениям:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом (2.2)

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

На процесс управления наложены теперь следующие ограничения:

y(k)=ω(k)=1 для k ≥ ν=m+d,

u(k)=u(m) для k ≥ m.

Тогда параметры регулятора:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом (2.3)

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Таким образом, получим передаточную функцию апериодического регулятора:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом (2.4)

Отсюда следует, что передаточная функция по задающему сигналу при использовании точной модели объекта будет равна:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом (2.5)

а ее характеристическое уравнение:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом (2.6)

что говорит об апериодическом характере переходного процесса.

Будем рассчитывать регулятор, включенный последовательно с объектом, с помощью Matlab’а.

W1=tf([0.9],[20 1],’td’, 1) % задаем передаточную функцию

W2=tf([1],[500 100 1],’td’, 15) % задаем передаточную функцию

Wob=W1*W2 % общая передаточная двух последовательных частей системы

T=1 % время квантования

Wdiskr=c2d(Wob,T,’zoh’) % передаточная в дискретной области

[Numer Denom]=tfdata(Wdiskr, ‘v’) % коэффициенты числителя и знаменателя

m=length (Numer)

Denom1=Denom(2:m)

Numer1=Numer(2:m)

q0=1/sum(Numer1)

for i=1:(m-1)

q(i)=q0*Denom1(i)

p(i)=q0*Numer1(i)

end

Q=[q0 q] % матрица коэффициентов числителя

P=[1 -p] % матрица коэффициентов знаменателя

Wr=tf(Q, P, T) % передаточная функция регулятора

Получим значение передаточной функции дискретного регулятора:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Посмотрим на поведение системы при использовании такого регулятора. Промоделируем поведение системы в Simulink’e.

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 12. Структура системы с дискретным регулятором

Получим следующий график:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 13. Поведение системы с дискретным регулятором

Как видно из полученного графика, установившаяся ошибка и время перерегулирования отсутствует. Время регулирования составляет 3 такта.

Таким образом, произведен синтез дискретного регулятора.

5. Синтез дискретного компенсатора

Систему с компенсатором можно представить в виде:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 14 Система с компенсатором

Таким образом, рассчитать компенсатор можно следующим образом:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рассчитаем дискретный компенсатор с помощью Matlab’а.

W1=tf([0.9],[20 1],’td’, 1) % задаем передаточную функцию

W2=tf([1],[500 100 1],’td’, 15) % задаем передаточную функцию

Wf=tf([0.7],[10 1]) % задаем передаточную функцию

Wob=W1*W2 % общая передаточная двух последовательных частей системы

T=1 % время квантования

Wdiskr=c2d(Wob,T,’zoh’) % передаточная в дискретной области

W1d=c2d(W1,T,’zoh’) % передаточная в дискретной области

W2d=c2d(W2,T,’zoh’) % передаточная в дискретной области

Wfd=c2d(Wf,T,’zoh’) % передаточная в дискретной области

[Numer Denom]=tfdata(Wdiskr, ‘v’) % находим числитель и знаменатель

m=length (Numer)

Denom1=Denom(2:m)

Numer1=Numer(2:m)

q0=1/sum(Numer1)

for i=1:(m-1)

q(i)=q0*Denom1(i)

p(i)=q0*Numer1(i)

end

Q=[q0 q] % матрица коэффициентов числителя

P=[1 -p] % матрица коэффициентов знаменателя

Wr=tf(Q, P, T) % передаточная функция регулятора

Wkomp=(Wfd)/(Wr*W1d) % передаточная функция компенсатора

[Nk Dk]=tfdata(Wkomp, ‘v’) % коэффициенты числителя и знаменателя

[Nf Df]=tfdata(Wfd, ‘v’) % коэффициенты числителя и знаменателя

[N1 D1]=tfdata(W1d, ‘v’) % коэффициенты числителя и знаменателя

[N2 D2]=tfdata(W2d, ‘v’) % коэффициенты числителя и знаменателя

Получим значение передаточной функции дискретного компенсатора:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Посмотрим на поведение системы при использовании такого компенсатора. Промоделируем поведение системы в Simulink’e.

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 15. Система без компенсатора

Получим следующую характеристику:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 16. Поведение системы без дискретного компенсатора

С дискретным компенсатором система примет вид:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 17. Система с компенсатором

И характеристика будет следующей:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 18. Поведение системы с дискретным компенсатором

Как видно из характеристик, полученный дискретный компенсатор достаточно хорошо компенсирует возмущение.

6. Формирование интегрального квадратичного критерия

Любой критерий оптимальности есть аналитическая оценка оптимизируемого качества системы, зависящая от её параметров, задающих x и возмущающих f воздействий на объект управления u. Таким образом, критерий оптимальности выражается в виде функционала J(u), зависящего от функции управления, а оптимальное управление Uопт определяется как функция, реализующая экстремум критерия качества, т. е. функционал J(u).

Изначально объект задан в виде:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рисунок 19 – Исходная модель объекта

Имеем систему, которая описывается моделью в области переменных состояния:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

A, B, S – постоянные матрицы;x – ошибка по каждой из координат и равна:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Необходимо построить систему, которая обеспечит стабилизацию этих координат Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом, т.е. сформировать оптимальный закон управления, минимизирующий функционал качества. Будем использовать квадратичный критерий вида:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Поскольку система имеет не первый порядок, то будем использовать квадратичный функционал, который примет вид:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

7.Синтез оптимального закона управления

Для начала необходимо перейти к модели переменных состояний. Для этого необходимо избавиться от запаздывания.

Разобьем запаздывание на 4 равных:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом.

Разложим экспоненту в ряд, ограничиваясь двумя первыми членами:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Таким образом, наше исходное запаздывание можно представить в виде четырех последовательно соединенных блоков и переходить в область переменных состояний от следующей модели:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис.20.Вариант системы с учетом возмущающего воздействия и запаздывания

Передаточной функцию второй части объекта, в знаменателе содержит полином второго порядка, представим его в виде произведения двух полиномов первого порядка:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Таким образом, наше исходное запаздывание можно представить в виде четырех последовательно соединенных блоков и переходить в область переменных состояний от следующей модели:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектомСинтез системы автоматического управления непрерывным объектом

На основе полученных дифференциальных уравнений запишем матрицы A,B,S.

A=Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектомСинтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

C, D – единичные матрицы, служат в качестве весовых коэффициентов. B – управляющего воздействия, S – матрица возмущающего воздействия.

Функцию φ примем в виде:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

где R– положительно определенная симметричная матрица

Воспользуемся уравнением оптимальности Беллмана:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом,

Подставляя производные от φ и Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом в формулу (4.9), получим:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Оптимальный закон управления, минимизирующий выражение в скобках, равен:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Подставляя полученный закон управления в функциональное уравнение Беллмана, и приравнивая коэффициенты при одинаковых степенях переменных состояния, находим уравнения для нахождения матриц Rи L:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Видно, что в первом уравнении системы неизвестной является только матрица R, после её нахождения, на основании второго уравнения системы, можно найти матрицу L, которая представляет собой матрицу коэффициентов обратной связи по возмущению.

И так рассчитаем оптимальный регулятор, для этой цели используем математический пакет MatLab.

clc,clear,echo on

clc,clear,echo on

% Расчёт оптимального регулятора

% задание матрицы коэффициентов при переменных состояния

clc

clear

A=[-0.045 0 0 0 0 0 0 0 0;1 -1 0 0 0 0 0 0 0;0 0 -0.07 0 0 0 0 0 0;0 0.01 0.01 -0.01 0 0 0 0 0;0 0 0 0.18 -0.18 0 0 0 0;0 0 0 0 0.26 -0.26 0 0 0;0 0 0 0 0 0.26 -0.26 0 0;0 0 0 0 0 0 0.26 -0.26 0;0 0 0 0 0 0 0 0.26 -0.26];

B =zeros(9)

B(1,1)=0.045;

C=eye(9);

S=zeros(9);

S(3,1)=0.07;

D=eye(9);

R=0.5*eye(9);

Q=R;

% решение уравнения Рикатти

[X,L,G,RR]=care(A,B,Q)

% матрица коэффициентов обратной связи по возмущению

L=G*S*(-G*B-A’)

В результате получаем коэффициенты обратной связи по переменным состояния:

G1= 0.5089 G5= 0.0139 G9= 0.0001

G2= 0.0175 G6= 0.0033

G3 = 0.0968 G7= 0.0012

G4= 0.6909 G8= 0.0003

Матрица L имеет вид

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом,

Построим модель для проверки работы рассчитанного регулятора.

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис.21. Модель системы с оптимальным регулятором

Получим следующий график переходного процесса:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис.22.

Из рисунка можно сделать заключение о том, что регулятор осуществляет качественное управление, так как обеспечивает незначительную статическую ошибку (ε = 0.03).

8. Расчёт релейного регулятора

Реальные автоматические системы требуют при рассмотрении учитывать всякого рода нелинейности. Для элементов, содержащих нелинейности, не выполняется принцип суперпозиции. Это, в свою очередь, ограничивает возможность применения преобразования Лапласа и Фурье.

Нелинейная система – система, содержащая хотя бы одно нелинейное звено, т. е. описываемое нелинейным уравнением. Особые свойства нелинейных систем широко используются в технике. На этих свойствах основано генерирование электромагнитных колебаний, выпрямление переменного тока, умножение и деление частот. По динамическим качествам нелинейные автоматические системы во многих случаях превосходят линейные системы.

Простейшим видом нелинейных корректирующих звеньев являются корректирующие звенья с нелинейной статической характеристикой.

Если пользоваться частотным описанием таких нелинейных динамических корректирующих звеньев (на основе гармонической линеаризации), то их назначение можно определить следующим образом. Во-первых, они применяются для получения определенной желаемой зависимости частотных характеристик от амплитуды сигнала и тем самым для получения различной реакции системы на воздействие разной величины или, наоборот, для устранения нежелательных таких зависимостей, обусловленных имеющимися в системе нелинейностями основных звеньев. Во-вторых, такие корректирующие звенья применяются для преодоления той жесткой зависимости между амплитудной и фазовой частотными характеристиками, которая существует в линейных системах, с целью независимой корректировки каждой из этих характеристик.

Расчет системы с учётом нелинейного элемента:

Заменим в системе ПИ-регулятор на нелинейный элемент. В качестве нелинейного элемента возьмём идеальное реле, статическая характеристика звена изображена на рисунке 23.

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис.23. Идеальное реле

Чтобы реализовать данный регулятор в заданной системе автоматического управления, требуется рассчитать значения параметра с.

Проанализируем работу системы с нелинейной характеристикой и без неё в Simulink, а затем найдём параметры которые наиболее оптимально обеспечивают качество переходного процесса. На вход системы будем подавать единичное ступенчатое воздействие:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис.24. Сравнение работы нелинейной системы с исходной

Получим следующие графики

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис.25. Работа системы с релейным регулятором и без него

Из переходных характеристик видно, что переходный процесс не выходит на установившееся значение равное единице. Следовательно надо подобрать значение параметра Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом, удовлетворяющее данному условию, а также учесть амплитуду автоколебаний возникающих при желаемом параметре Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом.

Для нахождения значений параметра Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом будем использовать графический метод гармонической линеаризации. Периодическое решение линеаризованной системы получается при наличии в характеристическом уравнении замкнутой системы пары чисто мнимых корней. Тогда в соответствии с критерием Найквиста можно записать:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Применительно к нашему нелинейному элементу передаточная функция, полученная путём гармонической лианеризации, будет иметь следующий вид:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

где Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом , а Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Построим амплитудно-фазовую характеристику заданной разомкнутой системы в комплексной плоскости. Графическую зависимость, которая соответствует идеальному релейному регулятору, можно и не строить, т.к. передаточная функция идеального реле не содержит мнимых составляющих. Следовательно графическая зависимость будет линейно проходить вдоль вещественной оси координат.

clc;clear;cla;

A=0:0.001:5;

C=0:0.001:5;

Wnon1=4*C./3.14.*A

Z=-1./Wnon1;

Re=real(Z);Im=imag(Z);

W1=tf([0.9],[20 1],’td’,1);

W12=tf([1],[500 100 1],’td’,15);

W2=W1*W12

figure(1);nyquist(W2);

hold on

figure(1);plot(Re,Im)

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис. 26 Анализ точки пересечения АФЧХ линейной и нелинейной части системы

Из рис 26. мы определяем координату по вещественной оси точки пересечения амплитудно-фазовой характеристики линейной части и графической зависимости нелинейной части системы управления:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

В соответствии с критерием Найквиста

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рассчитаем параметр с:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Амплитуду гармонических колебаний принимаем равным значению желаемой установившейся ошибки. После расчёта получаем значение параметра

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Построим в Simulink релейный регулятор с найденными параметрами Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

clc;

clear;

c=0.177;

C1=1/0.9+c;

C2=1/0.9-c;

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис.27. Моделирование нелинейного регулятора

Получим следующий график

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Рис.28. Переходный процесс при использовании нелинейного регулятора

Как видно из графика переходного процесса: имеют место устойчивые автоколебания, амплитуда которых не превышает значения установившейся ошибки равной 3%, заданной по заданию. Следовательно, полученный регулятор на основе нелинейного звена удовлетворяет заданным условиям.

Структура объекта с регулятором

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Структура системы без компенсатора

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Характеристика системы будет следующей:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Поведение системы без компенсатора

Структура системы с компенсатором

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Характеристика системы будет следующей:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Поведение системы с компенсатором

Структура системы с дискретным регулятором

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Получим следующий график:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Поведение системы с дискретным регулятором

Система без дискретного компенсатора

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Система без дискретного компенсатора

Получим следующую характеристику:

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Поведение системы без дискретного компенсатора

Система с дискретным компенсатором

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Характеристика будет следующей

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Поведение системы с дискретным компенсатором

Модель системы с оптимальным регулятором

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Получим следующий график переходного процесса

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Моделирование нелинейного регулятора

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Синтез системы автоматического управления непрерывным объектом

Переходный процесс при использовании нелинейного регулятора

Заключение

В данной курсовой работе был выполнен расчет дискретного регулятора, обеспечивающего максимальную скорость переходного процесса. Предварительно система была переведена в дискретный вид.

Далее был рассчитан дискретный компенсатор возмущающего воздействия. Для системы также был разработан оптимальный регулятор по переменным состояния и рассчитан наблюдатель состояния этих переменных.

Следует отметить, что оптимальные системы крайне чувствительны к возмущениям, кроме того, наблюдатель должен обладать быстродействием в 2-4 раза более высоким, чем остальная часть системы, что не позволяет реализовать его для высокоскоростных процессов. По этим причинам на практике оптимальные системы реализуются лишь частично.

Отметим также, что в настоящее время для целей синтеза систем автоматического регулирования используются электронные вычислительные машины, позволяющие производить полное или частичное моделирование проектируемой системы. Кроме того, все современные системы управления, в следствии всё возрастающих вычислительных и логических возможностей современных микропроцессоров, выполняются на останове цифровой техники.

Реферат: Операцианализация понятия интеллект

Контрольная работа
Студента 3 курса факультета социологии
Иванова М.С.

Интеллект – от лат. Intellectus — познание, понимание, рассудок), способность мышления, рационального познания в отличие от таких, например, душевных способностей как чувство, воля, интуиция, воображение и т. п.
Термин интеллект представляет собой перевод латинский перевод древне- греческого понятия нус (ум) и по своему смыслу тождественен ему. В схоластике он употреблялся для обозначения высшей познавательной способности. В обратном значении эти термины употреблены у Канта. Интеллект
( нем. Verstand рассудок)-как способность образования понятий, разум — как способность образования метафизических идей.
Интеллект – в широком смысле слова вся познавательная деятельность человека, в узком, процесс мышления, неразрывно связанный с языком как средством общения, обмена мыслями и взаимного понимания людей. В идеалистической психологии и философии интеллект отрывается от чувственного познания и практики превращения в самостоятельную духовную сущность.[1]
Способность синтезировать новые идеи.
Способность адекватно реагировать на окружающую среду.
Образовательный уровень.
Генетическая предрасположенность к мышлению.
Способность выбирать наиболее рациональные решения.
Потребность в исследовании и анализе окружающей среды.
————————
[1]БСЭ, том 18,стр 271

Реферат: Основные стадии создания автоматической системы управления

Основные стадии создания асу

Введение

Выделение отдельных стадий создания АСУ и определение содержания работ на каждой стадии имеет существенное значение для более четкого планирования, оперативного контроля и управления деятельностью коллектива разработчиков и отдельных исполнителей.

Создание эффективно действующей АСУ немыслимо без тесного взаимодействия и сотрудничества разработчиков системы и будущих ее пользователей. На разных стадиях это сотрудничество меняется по содержанию и объему, поэтому для каждой из них важно регламентировать права и обязанности заказчика и разработчика.

Специфика АСУ предопределяет некоторую размытость границ между стадиями, одновременное выполнение работ более ранних и более поздних стадий. В этих условиях регламентация становится особенно необходимой.

Наиболее существенное значение имеет выделение стадий разработки для крупных и не имеющих аналогов систем, где требуется выделение дополнительных стадий и введение различных методов декомпозиции системы для параллельного и взаимосвязанного проектирования отдельных ее частей.

1. Регламентация порядка разработки

Разработка новых и развитие действующих АСУ регламентируется общеотраслевыми руководящими методическими материалами (ОРММ), обязательными в части состава, содержания и порядка выполнения работ для всех организаций, разрабатывающих и внедряющих АСУ.

АСУ является сложной системой, состоящей из взаимосвязанных подсистем функционального и обеспечивающего назначения. Если на предприятии или в производственном объединении создается специализированная АСУ, например автоматизированного проектирования, и функционирует АСУ предприятием, то должно быть обеспечено их тесное взаимодействие. АСУ предприятием или производственным объединением также должна взаимодействовать с отраслевой АСУ в соответствии с подчиненностью, а также с АСУ тех предприятий и объединений, с которыми существуют производственные или иные связи. Взаимодействие предусматривает прежде всего функциональные связи по решаемым задачам, которые для отраслевых АСУ и АСУ предприятиями реализуются в рамках функциональных подсистем. Задачи, решаемые на уровне предприятия, выдают исходную информацию для решения аналогичных, но обобщенных задач на уровне отрасли. В то же время задачи отраслевого уровня создают управляющую информацию для задач предприятия. В «ручных» системах такие связи реализуются в виде документо-потоков, в наиболее развитых АСУ — по каналам связи между ЭВМ, что требует соответствующих технических средств, лингвистического и программного обеспечения.

АСУ производственным объединением создается, как правило, на базе собственного вычислительного центра (ВЦ) с разветвленной сетью терминалов различного типа. В соответствии с ОРММ разработчиком АСУ являются специализированные научно-исследовательские и проектные организации. Заказчиком таких работ являются производственные объединения и предприятия, для которых создается АСУ. В некоторых случаях предприятие или объединение создает АСУ самостоятельно, используя специальное подразделение ВЦ или вне его. В этом случае оно само получает права, обязанности и несет ответственность как разработчик.

Установлены следующие стадии создания АСУ: предпроектная, включающая разработку технико-экономического обоснования (ТЭО) и технического задания (ТЗ) на создание АСУ; разработки проектов, включающая разработку технического и рабочего проектов, а для небольших АСУ — единого технорабочего проекта системы; ввода в эксплуатацию, включающая проведение монтажных и пусконаладочных работ по технической части системы, завершение мероприятий по подготовке предприятия к внедрению АСУ, опытную эксплуатацию и приемо-сдаточные испытания системы.

Технико-экономическое обоснование является предпроектным документом, подтверждающим экономическую целесообразность и производственную необходимость создания АСУ. На основе сбора и анализа данных, характеризующих возможности повышения объема и качества выпускаемой продукции, снижения материальных, финансовых и трудовых затрат за счет создания АСУ, в ТЭО обосновываются основные решения по функциональным и обеспечивающим частям АСУ, приводится ориентировочный расчет затрат и экономической эффективности создаваемой АСУ. Возможны случаи, когда в процессе подготовки ТЭО выявляется нецелесообразность создания АСУ. Если справедливость такого заключения обоснована и подтверждена компетентными специалистами, дальнейшие работы по созданию АСУ следует прекратить до появления принципиально новых и (или) более дешевых средств вычислительной техники, расширения объемов производства, усложнения решаемых задач и т.п.

Техническое задание составляют на основании ТЭО. Для больших систем, создаваемых очередями, ТЗ составляется и утверждается на всю систему в целом, с выделением первой очереди системы. При этом допускается формулировать задание на всю систему в обобщенном виде с конкретизацией задач первой очереди, вплоть до составления и утверждения ТЗ на первую очередь, с указанием основных показателей развития системы в целом. На дальнейшее расширение или реконструкцию АСУ составляется и утверждается отдельное техническое задание. Разработку ТЗ на создание АСУ организует предприятие-заказчик с участием организации-разработчика. Фактически в большинстве случаев основная тяжесть разработки ТЗ ложится на сотрудников организации-разработчика, как более квалифицированных и подготовленных в области системного анализа и имеющих соответствующий опыт. Решения, принятые на этапе разработки ТЗ, во многом предопределяют качество и эффективность создаваемой АСУ, что настоятельно требует полноценного участия и взаимодействия наиболее квалифицированных сотрудников как заказчика, так и разработчика. Это должно быть обеспечено во всех случаях, независимо от того, какая организация взяла на себя основную долю разработки ТЗ.

В процессе разработки технического проекта иногда возникает необходимость дополнительно проработать некоторые варианты, не предусмотренные ТЗ, но по предварительным оценкам улучшающие технико-экономические показатели создаваемой АСУ. О такой возможности разработчик сообщает заказчику и в случае необходимости составляется дополнение к техническому заданию, на основании которого разрабатываются новые варианты решения функциональных задач.

В зависимости от конкретных производственно-технических условий, особенностей используемых методов и средств разработки и в соответствии с экономической целесообразностью создание АСУ осуществляется в виде последовательных очередей. На действующих предприятиях создание АСУ должно осуществляться не более чем в две очереди. В первой очереди должно быть предусмотрено регулярное решение задач технической подготовки производства, оперативного управления основным производством, технико-экономического планирования и материально-технического снабжения на уровнях общезаводского и внутрицехового управления. При этом комплекс задач первой очереди должен обеспечивать нормативный срок окупаемости затрат на создание АСУ и нормы загрузки ЭВМ. Для вновь строящихся и реконструируемых предприятий состав и последовательность очередей создания АСУ определяются планами строительства или реконструкции исходя из необходимости обеспечения максимальной эффективности вводимых в действие комплексов задач АСУ. Объем работ первой очереди АСУ устанавливается в соответствии с пусковым комплексом строящихся объектов.

При создании АСУ должны быть обеспечены опережающие разработка и внедрение классификаторов технико-экономической информации; информационной базы данных; технического и программного обеспечения для подготовки машинных носителей, загрузки и ведения информационной базы; мероприятий по вводу в эксплуатацию зданий и помещений ВЦ, монтажу и эксплуатации комплекса технических средств АСУ.

При разработке АСУ необходимо руководствоваться: действующими законодательными и нормативными актами по вопросам проектирования систем управления промышленными объектами; общеотраслевыми документами по основным направлениям разработки автоматизированных систем управления; нормативными документами, инструкциями, государственными и отраслевыми стандартами в области создания АСУ; документами по организации и управлению предприятиями соответствующей отрасли промышленности; каталогами типовых прикладных программных средств, вычислительной техники, средств связи и автоматики; установленными нормативами затрат ресурсов на разработку и внедрение АСУ и ценниками для определения сметной стоимости автоматизации.

В процессе разработки и внедрения АСУ создается различная предпроектная и проектная документация, предусмотренная государственными стандартами (см. гл. 9) и оформляемая в соответствии с ними.

Научно-методическое руководство созданием АСУ осуществляет главный конструктор проекта или лицо с теми же функциями, но иным официальным наименованием: главный инженер проекта, руководитель темы и др. Он несет ответственность за качество и сроки выполнения работ по созданию АСУ.

2. Предпроектная стадия создания АСУ

Предпроектная стадия включает комплекс научно-исследовательских работ и организационных мероприятий, цель которых – определить целесообразность создания АСУ и, в случае положительного заключения, разработать ТЗ.

Назначение предпроектной стадии – проведение обследования предприятия. Оно направлено на выявление, возможностей за счет повышения эффективности управления предприятием на базе использования средств вычислительной техники и современных экономико-математических методов увеличить объем и улучшить качество выпускаемой продукции как при существующих производственных мощностях, так и при их предполагаемом развитии, с одновременным снижением удельных затрат материальных, энергетических и трудовых ресурсов на производство.

Важнейшие условия начала работ по созданию АСУ — заинтересованность руководящего состава предприятия, в первую очередь директора; понимание трудности или невозможности дальнейшего управления предприятием «ручными» методами, в особенности при его развитии; готовность сотрудничать с разработчиками при преодолении неизбежных трудностей в процессе создания АСУ, особенно при освоении новых комплексов задач.

Обследование проводится по специальной программе, представляющей собой перечень вопросов, ответы на которые достаточно полно характеризуют производственно-хозяйственную деятельность предприятия и позволяют определить основные параметры будущей АСУ.

Должна быть проведена оценка уровня подготовленности предприятия к созданию АСУ – соответствие используемых в основном производстве технических средств и технологии современному уровню; наличие налаженного нормативного хозяйства, четкой системы технической подготовки производства, классификаторов и шифраторов и уровня общей культуры производства.

Полученные в результате обследования данные служат основой для разработки рекомендаций по совершенствованию организационной и функциональной структуры существующей системы управления; определения состава подсистем и комплексов задач в создаваемой АСУ и очередности их разработки; составления ТЗ на создание АСУ.

Обследование функциональной структуры заключается в выявлении перечня, содержания и периодичности выполнения функций управления на уровне заводских и внутрицеховых подразделений, по каждому подразделению и отдельным должностным лицам. По каждой функции управления определяют количество работников, участвующих в ее реализации, их образование, должностные оклады, затрачиваемое ими время; наличие и содержание формальных методов решения задач, связанных с выполнением этой функции; применяемые технические средства; должностные инструкции и положения, регламентирующие ход выполнения функции управления должностными лицами.

Обследование материальных потоков позволяет выявить характер и особенности производства, оказывающие влияние на требования к созданию эффективной АСУ. При этом определяется характер производственных операций в каждом цехе и на основных его участках; какие материалы, детали и узлы и в каком количестве получает и сдает каждое подразделение; точки учета движения промежуточной и готовой продукции; средства ее транспортировки, средства и формы складирования; периодичность и сроки сдачи продукции.

Обследование информационных потоков состоит в уточнении применяемой терминологии для обеспечения взаимопонимания персонала разработчика и заказчика; выявлении используемых на предприятии внешних и внутренних документов и составлении схемы документооборота; определении информационных связей предприятия и его подразделений. Схема документооборота составляется на таком уровне детализации, чтобы она была обозримой и в то же время достаточно информативной для определения требований к ее совершенствованию и автоматизации. При необходимости составляется несколько схем документооборота — укрупненная общая для предприятия и дополнительные на уровне цехов и отделов. Количественные характеристики информационных потоков позволяют определить объемы поступающей, обрабатываемой и выдаваемой информации подразделениями и предприятием в целом, а также изменения этих объемов во времени.

Изучение производства, методов планирования и учета проводится с целью определения требований к последним в условиях функционирования АСУ. Определяется тип основного производства – массовый, крупносерийный, серийный или индивидуальный, а также режим работы по числу дней в неделю и количеству смен. Выявляется номенклатура готовых изделий, трудоемкость, себестоимость и оптовая цена каждого из них, а также количество наименований и число входящих в каждое изделие деталей и узлов. Кроме того, определяется продукция, поставляемая по кооперации и в виде запасных частей. Фиксируется производственная программа в виде плана выпуска на текущий, прошлый и планируемый годы по номенклатуре, запасным частям и поставкам по кооперации, а также на весь товарный выпуск.

Характеристика предприятия включает также описание его структуры, представляемой в виде схемы, на которой указаны все подразделения с указанием административной подчиненности. При необходимости схема структуры сопровождается пояснительной запиской. Для сборочных цехов и участков составляется схема поступления на сборку узлов, деталей и комплектующих изделий из других цехов и со складов, с указанием откуда, что и в каком количестве поступает. Определяется загрузка сборочных цехов – темп выпуска и номенклатура изделий, одновременно собираемых на каждом сборочном конвейере. В характеристику предприятия входит также состав работающих в целом по заводу и с разбивкой по цехам. По каждой категории работающих приводится их число, для рабочих – с разбивкой на основное и вспомогательное производство. Приводится состав производственного оборудования – общее количество по цехам с выделением уникального оборудования. В заключительном разделе характеристики предприятия дается перспектива его развития на ближайшие пять лет – ввод новых производственных мощностей, существенные изменения технологии производства, освоение новых изделий.

Важной частью предпроектной стадии создания АСУ является анализ предприятия, направленный на выявление общих тенденций и факторов развития производства; целей и критериев эффективности функционирования и развития производства; факторов, препятствующих и способствующих достижению целей; общих и специфических характеристик развития предприятия, его роли и места в общем комплексе деятельности отрасли и в народном хозяйстве. Наиболее важным и наименее формализуемым является определение целей функционирования предприятия и критериев эффективности управления им. Для этого целесообразно использовать уже сформулированные цели и критерии вышестоящей системы управления, т.е. для предприятия производственного объединения, а для последнего – отрасли в целом. Если такие цели и критерии ранее не были сформулированы, следует самим разработчикам сделать, по крайней мере, обоснованную прикидку. Используя экспертные методы построения дерева целей, доходят до уровня исследуемого предприятия. Экспертами, оценивающими предлагаемые разработчиками формулировки, являются обычно сотрудники руководящего состава изучаемой и вышестоящей организации. Далее выявляются факторы, способствующие достижению цели. Фактически ими являются подцели, определяемые как следующий уровень ветвления дерева цели. Для промышленного предприятия, если целью является увеличение объема и повышение качества выпускаемой продукции, такими факторами могут быть совершенствование методов планирования и оперативного управления; улучшение использования оборудования и производственных мощностей; совершенствование производственной структуры; улучшение использования материалов; повышение квалификации персонала и совершенствование баланса рабочей силы и т.д.

Перечисленные факторы не предусматривают радикальных мероприятий, требующих существенных капиталовложений, таких, как полная или частичная реконструкция производства, замена оборудования или введение принципиально новой технологии. Ясно, что такие мероприятия, как проводимые сами по себе, так и в совокупности с перечисленными выше факторами, оказывают существенное влияние на объем и качество продукции. Однако предложения подобного типа, как правило, выходят за рамки компетенции разработчиков АСУ.

Для вновь строящихся и реконструируемых предприятий в последнее время создают автоматизированные технологические комплексы. Благодаря развитию микропроцессорной техники системы управления в таких комплексах встраиваются непосредственно в технологическое оборудование, образуя единое целое. Естественно, что в разработке таких автоматизированных технологических комплексов участвуют на равных как конструторы и технологи, так и специалисты по управлению. Однако на более высоких уровнях управления разработчики АСУ исходят из уже принятой технологии.

К факторам, препятствующим повышению эффективности производства, относят несбалансированность планов производства с планируемыми финансовыми, трудовыми, материальными и энергетическими ресурсами; недостаточный уровень технологической и трудовой дисциплины на производстве; наличие физически и морально устаревшего оборудования; нарушение обязательств поставщиками; внесение неоправданно частых изменений в планы производства, финансирования и снабжения; низкую финансовую дисциплину потребителей готовой продукции; недостаточный уровень производительности вспомогательных цехов, транспортного и складского хозяйства; низкий общий уровень культуры производственно-хозяйственной деятельности и т.п.

В результате анализа выявляют пути и возможности повышения эффективности производства на основе совершенствования управления, в том числе его автоматизации. Это позволяет наметить комплекс первоочередных задач управления, включаемых в состав АСУ. Одновременно вырабатывают общие рекомендации по улучшению управления предприятием независимо от применения вычислительной техники. Кроме того, подготавливаются обоснование очередности разработки задач и предварительные предложения по составу технических средств.

Завершающий этап предпроектной стадии – разработка технического задания; он предопределяет идеологию будущей АСУ. Определяется в основном состав и структура разрабатываемой АСУ, т.е. из каких подсистем она состоит, как они связаны между собой, какие комплексы задач и в каком порядке будут разрабатываться, их назначение. При этом не указывается, как эти задачи будут решаться, какие экономико-математические или иные методы будут использованы; не детализируются формы представления входной и выходной информации. Эти и другие аналогичные им вопросы о том, какими средствами и способами будет выполнять свои функции система, решаются на стадии проектирования. Образно говоря, ТЗ должно дать обоснованный ответ на вопрос, что должна делать разрабатываемая АСУ, а ТЭО — на вопрос, зачем она создается.

3. Стадия разработки проектов

На основе согласованного и утвержденного технического задания разрабатывается технический проект (ТП), а на его основе – рабочий проект (РП) АСУ. При наличии проверенных и показавших хорошую эффективность проектных решений, которые по своим характеристикам пригодны для применения в разрабатываемой системе, рекомендуется разработка единого технорабочего проекта, объединяющего разработку ТП и РП. Это позволяет существенно сократить сроки разработки АСУ и объем проектной документации.

Технический проект. На этапе разработки технического проекта заказчик обязан провести подготовку к вводу АСУ в эксплуатацию, что включает в себя подготовку информационного и технического обеспечения разрабатываемой АСУ, проведение организационных мероприятий и обучение персонала.

По информационному обеспечению заказчик обязан завершить под методическим руководством разработчика создание или приведение в порядок классификаторов готовых изделий, деталей и узлов, материалов, комплектующих изделий, установленного оборудования, структурных подразделений, персонала, нормативов затрат труда и времени по рабочим операциям, поставщиков и потребителей и др. Вся охватываемая перечисленными классификаторами и другая нормативно-справочная информация должна быть подготовлена для записи на машинные носители, проверена и откорректирована. Должны быть уточнены исходные данные в соответствии с рекомендациями разработчика по составу и структуре информационной базы системы, а также по составу и структуре данных и организации документооборота, предусмотренного в системе для решения комплексов задач управления.

По техническим средствам заказчик обязан на этапе разработки ТП, оформить заказные спецификации; заключить договоры на поставку средств вычислительной техники, передачи данных и другого оборудования и материалов; заключить договоры на выполнение строительно-монтажных и пусконаладочных работ, обеспечить качественное и своевременное их завершение.

Организационные мероприятия заказчика заключаются в составлении и согласовании с разработчиком плана-графика совместных работ; назначении руководителей и исполнителей, ответственных за подготовку информационной базы и реализацию автоматизированных функций управления; рассмотрении на научно-техническом совете, согласовании и утверждении технического проекта; подготовке предприятия к вводу АСУ в эксплуатацию.

Обучение персонала проводится по группам — управленческого персонала методам управления в условиях функционирования АСУ и персонала эксплуатации новых технических средств – их обслуживанию.

В свою очередь разработчик обязан: разработать технический проект в соответствии с утвержденным техническим заданием и включающий в себя экономико-математические модели и алгоритмы обработки данных; уточнить состав применяемых пакетов прикладных программ, порядок их настройки для решения предусмотренных ТЗ комплексов задач, а также алгоритмы тех задач, для которых будут разработаны оригинальные программы; обеспечить первоочередную разработку и утверждение комплекса технических средств, а также заказные спецификации на все виды оборудования; разработать и ввести в эксплуатацию у заказчика программы с соответствующей рабочей документацией на них по вводу и ведению информационной базы системы; принять участие в обучении персонала заказчика правилам эксплуатации технических средств, программного и информационного обеспечения, методам взаимодействия с ЭВМ и в условиях автоматизированного решения задач управления; осуществлять методическое руководство при создании заказчиком классификаторов и нормативно-справочной информации. В проекте должны быть разработаны принципиально новые методы решения задач, а возможно и задачи, не существующие в действующей системе.

Знания, полученные в результате предпроектного обследования действующей системы управления, не являются исчерпывающими, а ТЗ на АСУ обычно содержит лишь главные, а потому достаточно общие требования к разрабатываемой системе. Кроме того, за время предпроектной стадии и организации работ над техническим проектом меняется сама управляемая система. Эти и другие факторы приводят к тому, что изучение системы продолжается в течение всего процесса ее проектирования. Все выявленные при этом существенные изменения должны быть отражены либо в виде дополнений к техническому заданию, либо непосредственно в техническом проекте, если они не меняют принципиальных положений ТЗ.

Особенно это относится к разработке алгоритмов решения конкретных задач. По мере перехода от принципиальных решений к укрупненным схемам, а затем ко все более детальным шагам алгоритма следует непрерывно сопоставлять получаемые решения с эффектом от их практической реализации. Обычно можно представить эффект от решаемой задачи по разработанному алгоритму, вручную шаг за шагом выполняя все процедуры на специально подобранном контрольном примере небольшого объема. Такое прикидочное решение задачи часто требует дополнительного изучения действующей системы, но более целенаправленного и детального. В результате либо вносятся изменения в первоначальный алгоритм, что повышает его качество, либо меняется постановка задачи введением дополнительных ограничений или уточнением критериев оптимизации.

Вводя изменения в какие-либо задачи, надо внимательно следить, как это сказывается на других связанных с ней задачах. Обеспечение взаимосвязи и согласованности между всеми задачами разрабатываемой АСУ осуществляет главный конструктор проекта, либо, в больших проектах, руководитель группы разработчиков подсистемы в пределах своей компетенции. Принципиальные изменения, требующие дополнения или изменения ТЗ, согласовываются с заказчиком и утверждаются в установленном порядке.

Рабочий проект. Он разрабатывается на основании утвержденного технического проекта и утверждению не подлежит. Законченный рабочий проект содержит всю техническую документацию, необходимую для отладки АСУ в целом или соответствующей ее очереди, подготовки ее к вводу в эксплуатацию, проведения приемосдаточных испытаний и последующего нормального ее функционирования.

На этапе создания РП заказчик обязан завершить формирование и организовать ведение информационной базы или банка данных АСУ; ввести в промышленную эксплуатацию комплекс технических средств и вычислительный центр; ввести в повседневную деятельность методы планирования и управления производством в соответствии с принятыми в проекте АСУ решениями; разработать под методическим руководством и с участием разработчика и утвердить должностные инструкции для работы управленческого персонала в условиях функционирования АСУ; подготовить в соответствии с инструкциями разработчика контрольные примеры и организовать поэтапную приемку рабочих программ, проверяя их на контрольных примерах, обеспечив их использование в реальной работе по мере приемки; завершить обучение управленческого персонала и работников ВЦ работе в условиях функционирования АСУ, предоставить разработчику машинное время и необходимые материалы (магнитные диски, ленты и т.п.) для подготовки рабочих программ и их сдачи. Последнее условие в части информационной базы и банков данных желательно выполнить на этапе технического проектирования.

Разработчик на этом этапе обязан завершить разработку программного обеспечения создаваемой АСУ, в первую очередь отладку и сдачу заказчику рабочих программ информационной базы или банка данных; для пакетов прикладных программ выполнить генерацию необходимых рабочих программ и их стыковку с другими программами; осуществлять методическое руководство и помощь заказчику по формированию и ведению информационной базы и по разработке должностных инструкций управленческому персоналу и работникам ВЦ; завершить разработку рабочей документации по всем видам обеспечения; осуществить поэтапную сдачу заказчику рабочих программ на контрольном примере, документации рабочего проекта с оформлением актов сдачи-приемки АСУ в опытную эксплуатацию. На этапе рабочего проектирования особенно возрастает значение согласования и координации деятельности всех участников разработки.

При подготовке программ часто возникает желание усовершенствовать в той или иной степени отдельные алгоритмы, внести изменения в структуру информационной базы, форму входных или выходных документов и т.п. Внесение таких изменений недопустимо, если даже они несколько улучшают характеристики отдельных задач системы. В противном случае одни изменения будут накладываться на другие, и в лучшем случае срок подготовки программного обеспечения недопустимо растянется, а в худшем – система просто выйдет из-под контроля и уже никто не будет знать, что, когда и почему она делает. Все предложения по совершенствованию и корректировке алгоритмов и программ следует накапливать до полного завершения комплекса программ по одной или нескольким задачам. Когда будет завершена их системная отладка, следует рассмотреть все накопленные предложения, отобрать заслуживающие реализации и однократно внести соответствующие изменения. Исключения из этого правила могут быть сделаны лишь в чрезвычайных случаях, например, если на стадии программирования выяснится полная неработоспособность алгоритма. Подобные случаи подлежат разбору у главного конструктора проекта, который и принимает необходимые решения.

Приемка комплекса задач в опытную эксплуатацию заключается в решении контрольного примера, специально подготовленного заказчиком. Контрольный пример решается в присутствии представителей заказчика и разработчика и при успешном его решении оформляется акт сдачи-приемки. Состав и содержание технического и рабочего проектов приведены в гл. 9.

4. Стадия ввода в эксплуатацию

В отличие от технических систем, которые вводятся в эксплуатацию одномоментно, всей системой сразу, для АСУ и ее подсистем ввод в эксплуатацию означает постепенный переход от существующих методов управления к использованию функциональных комплексов задач или отдельных задач создаваемой системы. Ввод в эксплуатацию той или иной задачи или комплекса задач определяется только степенью их готовности и может быть осуществлен сразу после утверждения технического задания, независимо от степени готовности технического или рабочего проекта. Это означает, что ввод в эксплуатацию всей АСУ или одной из ее очередей совпадает с вводом последнего из установленных техническим заданием комплексов задач.

Если существует пакет прикладных программ, который легко адаптируется к условиям конкретной создаваемой АСУ, нет смысла откладывать его использование до завершения разработки технического и рабочего проектов. В то же время некоторые задачи могут оказаться настолько сложными, что алгоритм их решения может быть получен только в результате специальных научных исследований.

Возможность начала ввода в эксплуатацию комплекса задач определяется наличием технических средств, включая ЭВМ, обеспечивающих нормальное функционирование задач на реальной информации и в заданном режиме; готовностью отлаженных и проверенных рабочих программ с соответствующей документацией; рабочим состоянием информационной базы или ее части, соответствующей данному комплексу задач; обученным персоналом и подготовленным к эксплуатации объектом. Состав и сроки выполнения работ определяются согласованными между заказчиком и разработчиком планами-графиками.

На стадии ввода АСУ в эксплуатацию заказчик обязан завершить организационно-технические мероприятия по подготовке предприятия к внедрению; внести предусмотренные проектом АСУ изменения в организационную структуру предприятия и обеспечить выполнение персоналом предприятия должностных и технологических инструкций; завершить опытную эксплуатацию комплексов задач и прием их в промышленную эксплуатацию; проверить эффективность реализованных проектных решений в условиях промышленной эксплуатации; подготовить по согласованию с разработчиком программу приемосдаточных испытаний; организовать работу приемочной комиссии и провести предусмотренные программой испытания.

Разработчик на стадии ввода в эксплуатацию обязан по результатам опытной эксплуатации скорректировать техническую документацию; осуществлять методическое руководство и принимать участие в сдаче задач или комплексов задач в промышленную эксплуатацию; принимать участие в разработке программы приемо-сдаточных испытаний и в работе комиссии по приему АСУ в промышленную эксплуатацию.

Опытная эксплуатация. Начало опытной эксплуатации комплекса задач или задачи определяется приказом заказчика, согласованным с разработчиком. Этим же приказом определяются сроки опытной эксплуатации и состав комиссии по приемке комплекса задач. К приказу прилагается согласованная с разработчиком программа, в которой определяются условия и число расчетов задачи, порядок проверки технических средств и устранения выявленных при опытной эксплуатации недостатков. Если в процессе опытной эксплуатации у заказчика возникают дополнительные требования, не предусмотренные в техническом задании и техническом проекте, то они не являются основанием для отрицательной оценки результатов опытной эксплуатации. Такие требования могут быть удовлетворены по дополнительному соглашению в согласованные сроки, для чего составляется дополнение к ТЗ.

Промышленная эксплуатация. После приема АСУ в промышленную эксплуатацию ответственность за ее работу несет заказчик. Практически любая функционирующая АСУ требует так называемого сопровождения, под которым понимается внесение изменений, вызванных как стремлением совершенствовать систему, так и неизбежными изменениями в управляемой системе или ее внешней среде. Эти изменения разрабатывают и внедряют либо персонал заказчика, либо разработчики по дополнительному соглашению.

Для более четкого проведения приемо-сдаточных испытаний регламентирован ряд положений.

Установлено, что ответственность за организацию и проведение приема АСУ в промышленную эксплуатацию несет заказчик. Перед этим должен быть завершен прием заказчиком всех комплексов задач, предусмотренных техническим заданием, в промышленную эксплуатацию. Если заказчиком были самостоятельно разработаны и введены в эксплуатацию дополнительные комплексы задач, отдельные задачи и технические средства, не предусмотренные ТЗ, то они могут быть включены в состав принимаемой АСУ только по согласованию с разработчиком и после внесения их в ТЗ в качестве дополнений.

Для приема в промышленную эксплуатацию АСУ предприятием распоряжением министерства или ведомства, которому подчинен заказчик, по согласованию с министерством, которому подчинен разработчик, назначается приемная комиссия. Заказчик предъявляет АСУ приемной комиссии и обязан обеспечить ей нормальные условия работы по принятой программе. Проект программы проведения испытаний и приема АСУ в эксплуатацию готовит заказчик совместно с разработчиком и передает приемной комиссии для рассмотрения и утверждения. Для решения организационных вопросов, возникающих в процессе приема АСУ в эксплуатацию, разработчик приказом руководителя назначает ответственного представителя.

Комиссия в соответствии с программой проверяет функционирование комплексов задач, входящих в принимаемую АСУ, а также условия эксплуатации и режим работы технических средств. Для проверки отдельных подсистем комиссия организует рабочие группы. Кроме проверки функционирования комплексов задач комиссия проверяет представленную ей документацию, расчет экономической эффективности создания АСУ и подготовленность персонала, ответственного за функционирование АСУ. По результатам приема составляется акт, дата подписания которого комиссией считается датой ввода АСУ в эксплуатацию.

Реферат: Развитие психологии в России

Развитие психологии в России

Социокультурные корни

Духовная жизнь русского общества была тесно связана с общим ходом развития западной культуры. Вместе с тем она отражала своеобразие социального и исторического пути развития России, оказывая существенное влияние на формирование отечественной науки. Шестидесятые годы XIX века – один из самых знаменательных этапов в русской истории и русской науке. Ослабление цензурного гнета, открытие многих либеральных изданий, возобновление университетских курсов по философии и психологии пробудили надежды прогрессивной части общества на то, что и в России наконец произойдет реформирование уклада, просвещение.

Шестидесятые-семидесятые годы XIX века остались в эмоциональной памяти поколений как годы освобождения, причем имелась в виду не только отмена крепостного права, но и общее духовное раскрепощение человеческой личности. Реформы давно ожидались и требовались мыслящей частью общества, как вполне созревшая народная потребность, как историческая необходимость. Трудность преобразователей была в том, что они не находили и не могли найти готовых исторических указаний, на которые могли бы опереться в своей деятельности. Оказавшись на перепутье реформа-Россия должна была решить, как ей двигаться дальше, какой путь соответствует русскому характеру.

Изменение социальной ситуации в России в шестидесятые годы привело к определенности, осознанности смутного до того переживания своей самобытности. Процесс реформирования затрагивал практически все общественные группы, стремление к самопознанию, описанию своих национальных психологических качеств существовало во всех слоях общества, т.е. это был тот редкий момент, когда национальная идея становится идеей всего общества, хотя и не всеми в достаточной степени осознается. Таким образом, резкое изменение социальной ситуации, связанное с коренными реформами жизни народа, кардинальное изменение его уклада, быта с необходимостью заставило образованную часть общества задуматься и осмыслить свою историю, понять истоки традиций, былин и мифов, понять происхождение своих положительных и отрицательных качеств. Эти проблемы и стали центральными не только для социологии, философии и юриспруденции, но и для психологии того времени.

Так как просвещение, т.е. распространение знаний, происходило в России главным образом при помощи журналов, то становится ясной их исключительная роль в развитии отечественной науки и культуры. Центром либеральной интеллигенции стал журнал «Вестник Европы», с которым сотрудничали ведущие ученые и писатели того времени – И.С.Тургенев, Л.Н.Толстой, И.А.Гончаров, И.М.Сеченов, К.Д.Кавелин, А.Н.Пыпин, Н.И.Костомаров и другие. Под руководством ученого и публициста М.М.Стасюлевича этот журнал превратился в литературно-политический сборник и являлся одним из центров культурной жизни, по редакционным статьям и хроникам которого можно судить о развитии общественного сознания в России во второй половине XIX века.

Для психологии это было связано с тем, что параллельно возникло и стремление к осознанию русского менталитета, к выделению и описанию психологических особенностей русского народа, или, по терминологии того времени, к изучению «национального характера», «народной души», под которыми подразумевались главным образом установки, ценности, верования, общие для всех членов общества. В понятие «народной души» часто включали и язык, являющийся родным для представителей данной нации, а также наиболее распространенные мифы, легенды, пословицы, традиции.

Первая попытка осмыслить национальный характер русских людей не умозрительно, но опираясь на конкретные сведения о нем, принадлежала философу Н.И.Надеждину. В 30-х годах XIX века он издавал журнал «Телескоп», где опубликовал взбудоражившее общество «Философическое письмо» Л.Я.Чаадаева. Полное негодования против национального самодовольства и духовного застоя, оно имело и для издателя журнала, и для автора письма печальные последствия. Чаадаева объявили сумасшедшим, Надеждина выслали.

Работая в Русском географическом обществе, Надеждин предложил программу широкомасштабного описания силами самих русских людей «наблюденных и замеченных» особенностей народа всюду, «где только чуется Русь». При этом имелись в виду «разбор и оценка удельного достоинства ума и народной нравственности, как оно проявляется в составляющих народ личностях». Программа была разослана по различным губерниям, и добровольные собиратели сведений из числа учителей, лекарей, чиновников, священников направляли в Общество сотни рукописей, описывающих умственные и нравственные особенности жителей великой империи. В числе материалов были характеристики языка, быта, особенностей материальной культуры, в которых осели сведения о психическом складе русского человека, о его «идолах и идеалах».

Отечественная психологическая наука во второй половине XIX века

Середина века. В середине XIX века, в период, связанный с формированием собственных взглядов на человека и его роль в обществе, а главное – с развитием рефлексии своей самобытности, своих научных и психических особенностей, начала формироваться и самобытная отечественная психология, начался поиск путей ее построения, ее методологии и собственно предмета, ее отличий от других наук и различий с европейской психологией.

Это были годы расцвета естественных наук в России, на которых сосредоточился главный интерес общества и где происходили основные научные достижения. Это наложило естественнонаучный, материалистический отпечаток и на развитие психологии. В то же время как естественные, так и гуманитарные науки того времени имели тенденцию к созданию универсальных теорий, каждая из которых претендовала на открытие основных закономерностей развития человека и общества. Этот подход виден в концепциях А.В.Веселовского, А.А.Потебни, И.М.Сеченова, К.Д.Кавелина и других ученых того времени. Однако дело не только в том, что ученые этого периода занимались широким кругом вопросов, так как широта охвата возможна и при систематизации изучаемого материала. Но бывают эпохи, когда научное мышление проявляет широту в открывании новых перспектив, в создании новых точек зрения, не только объединяющих и систематизирующих уже открытые, известные факты, но и проливающих на них новый свет, ставящих новые задачи не только перед данными исследователями, но и перед учеными следующих поколений. Именно такими и были 60-80-е годы XIX века, таким ученым был Сеченов, такими были и Кавелин, и Веселовский, и Потебня.

Два направления в проблеме человека. Прежде всего необходимо было разработать методологию новой науки, понять, какой ей надлежит быть – естественной или гуманитарной. Из ответа на этот вопрос вытекало и то, на основе такой науки следует формировать психологию – на основе философии, с которой она и была связана главным образом до того времени, или на основе физиологии, как того требовали новые веяния науки и общественные предпочтения. Практически было предложено две концепции построения психологии.

У истоков каждой из них стояли выдающиеся мыслители. У первой – Николай Чернышевский, у второй – Памфил Юркевич и Владимир Соловьев. Они заложили в России традиции человекопознания исходя из противостоявших друг другу способов осмысления природы личности. На взрыхленной каждым направлением почве рождались в дальнейшем учения, развивавшие их исходное идейное содержание в новых социокультурных условиях и соответственно запросам логики научного творчества.

К антропологическому принципу Чернышевского восходит русский путь в науке о поведении – от И.М.Сеченова до И.Л.Павлова и А.А.Ухтомского. К теологическому принципу В.С.Соловьева восходит апология «нового религиозного сознания» в трудах Н.А.Бердяева, С.Н. и Е.Н.Трубецких, С.Л.Франка и др. И новое учение о поведении, и апология «нового религиозного сознания» являлись плодами русской мысли, двух ее мощных течений – естественнонаучного и религиозно-философского.

Динамика обоих течений пронизывала представления о человеке, складывавшиеся в этот период в русском общественном сознании. Те, чьей интеллектуальной активностью строился этот образ, прежде чем занять собственную, противостоящую другой идейную позицию, испытали неудовлетворенность этой другой.

Антропологический принцип в философии П.Г.Чернышевского. Предпосылкой понимания природы человека согласно этому принципу является отклонение дуализма. «Никакого дуализма в человеке не видно. Если бы человек имел, кроме реальности своей натуры, другую натуру, то эта другая натура непременно обнаружилась бы в чем-нибудь, а так как она не обнаруживается ни в чем, так как все происходящее в человеке происходит по одной реальной его натуре, то другой натуры в нем нет», – полагал Чернышевский.

Идея единства человеческого организма обосновывалась и онтологически (он является сгустком природных сил и элементов, присущих мирозданию в целом), и гносеологически (он познается тем же способом, как и остальные реалии этого мироздания). Соответственно и психика, как один из жизненных процессов этого организма, не является самостоятельной сущностью и не требует, чтобы быть познанной, иных средств, чем те, которыми наука добывает истину о других вещах.

П.Д.Юркевич о душе и внутреннем опыте. Первым оппонентом Чернышевского выступил философ П.Д.Юркевич. Главным его аргументом против идеи единства организма служило учение о «двух опытах». «Сколько бы мы ни толковали об единстве человеческого организма, писал Юркевич, – мы всегда будем познавать человеческое существо двояко: внешними чувствами – тело, его органы и внутренним чувством – душевные явления».

Юркевич отстаивал «опытную психологию», согласно которой психические явления принадлежат к миру, лишенному всех определений, свойственных физическим телам, и познаваемы в своей сущности только субъектом, который непосредственно их переживает.

Слово «опыт» давало повод говорить, что психология, использующая этот внутренний опыт, является эмпирической областью знания и тем самым обретает достоинство других строго опытных наук. Антропологический принцип Чернышевского отвергал этот эмпиризм, создавая философскую почву для утверждения взамен субъективного метода – объективного. Этот же принцип, постулируя единство человеческой природы во всех ее проявлениях (стало быть, и психических), отвергал прежнюю, восходящую к Декарту концепцию рефлекса, согласно которой организм расщеплялся на два яруса – автоматических телесных движений (рефлексов) и действий, управляемых сознанием и вслед.

Противники Чернышевского полагали, что имеется только одна альтернатива этой «двухъярусной» модели поведения, а именно – воззрение на это поведение как чисто рефлекторное. Человек, тем самым, обретал образ нервно-мышечного аппарата. Поэтому Юркевич требовал остаться на том пути, который был указан Декартом.

По Чернышевскому же, следует идти другим путем: признавая родство телесных и психических явлений, использовать достижения физиологии для раскрытия своеобразия последних.

Обращаясь к спору между Чернышевским и Юркевичем, захватившему в начале 60-х годов русскую печать, мы оказываемся у истоков всего последующего развития русской психологической мысли. Идеи антропологического принципа привели к новой науке о поведении. Она строилась на объективном методе в противовес субъективному (который, как мы видели, определил программы разработки психологии на Западе). Наука о поведении использовала открытое физиологией детерминистское понятие о рефлексе, чтобы преобразовать его в целях объяснения психических процессов на новой основе, сохранившей по завету антропологического принципа организм как целостность, где телесное и духовное нераздельны и неслиянны.

Опираясь на положения, высвеченные конфронтацией двух направлений русской философско-психологической мысли, Сеченов предложил свой подход к разработке коренных проблем психологии (отличный от изложенного в те же годы Вундтом).

К.Д.Кавелин о культурной детерминации психики. Константин Дмитриевич Кавелин был профессором права Московского и Петербургского университетов. Основной темой его научных исследований была проблема нравственности в разных ее аспектах. В концепции Кавелина зарождаются контуры отечественной психологии личности, так как в его работах на первый план выдвигается прежде всего идея самоценности личности, ее свободы и независимости от давления общества. В своей работе «Задачи этики» (1887) он доказывал, что нравственная личность человека является «живым двигателем» всей индивидуальной и общественной жизни людей. Он также считал, что эта нравственная личность имеет объективные моральные основы, которые руководят ее деятельностью. Поэтому важнейшими чертами как философии, так и психологии, правоведения и других наук являются, с его точки зрения, антропологизм и этическая направленность. Эта позиция Кавелина в дальнейшем была развита мыслителями 90-х годов – такими как Л.М.Лопатин, Н.О.Лосский, Н.А.Бердяев.

В работе «Задачи психологии» Кавелин писал, что роль психологии состоит в том, чтобы вооружить общество знаниями о психических явлениях и о законах деятельности души, направить развитие нравственности, морального поведения человека. Большое внимание Кавелин уделял исследованию культуры – как ее этическим аспектам, так и ее национальным особенностям.

Этнопсихологическая проблематика была одной из важнейших в его творчестве. Этнографические исследования привели его к мысли о том, что анализ продуктов народного творчества может являться методом изучения национальной психологии так же, как и анализ продуктов индивидуального творчества способствует изучению индивидуальной психики. Таким образом, он приходит к выводу о возможности объективного опосредованного исследования психики, так как психическая жизнь оставляет во внешнем мире следы, представляющие собой знаки и символы, т.е. продукты культуры. Свойства национальной психики проявляются и в науке, и в религии. Таким образом, в своих этнографических и этнопсихологических исследованиях Кавелин, независимо от Вундта и Тейлора, пришел к сходным выводам.

Применение этого метода к анализу пути развития российской науки позднее даст возможность Кавелину исследовать ее особенности, вычленив те черты, которые впоследствии были приняты многими исследователями как основные и характерные. Это этическая проблематика, или вопрос о свободе воли, который являлся центральной проблемой для большинства русских психологов и философов. По Кавелину, суть цивилизации – в умственном и нравственном развитии отдельной личности, и, таким образом, именно личность, а не коллектив является юновой общественного развития. Таким образом, он формулирует и свой принцип культурного прогресса – он возможен лишь там, где есть развитая личность. Исторические и этнографические исследования привели Кавелина к убеждению, что культуру нельзя изучать только физиологическим методом, а личность человека является результатом не только физиологии, но и истории и культуры.*

* Подробно о дискуссии между Кавелиным и Сеченовым по поводу предмета и задач психологии см.: Ярошевский М.Г. Сеченов и мировая психологическая мысль. М., 1981.

Кавелин утверждал, что психология – та наука, в которой должны соединиться физиология и философия, так как в отдельности они не могут объяснить всей сложности человеческой природы, в том числе и такую важнейшую проблему, как творчество. Утверждая, что психику нельзя свести к физиологии, так как физиология – лишь условие возникновения психических явлений, Кавелин доказывал, что психическое, как несводимое к материальному, не может и подчиняться материальным законам и, главное, закону причинности, т.е. детерминизму, отрицающему свободу воли человека. По Кавелину, без свободы воли нет личности, так как она формируется в борьбе с внешними обстоятельствами. Он считал, что душа есть живая психическая реальность, вырабатывающая из себя под влиянием окружающего материального мира особый нравственный порядок, служащий образцом для преобразования материальных сочетаний. Это взаимоотношение двух порядков – материального и психического не определяется законом причинности, а потому и возможна свобода воли, свобода человеческой деятельности. Таким образом, не отрицая в принципе необходимость физиологических исследований психического, Кавелин выступил против понимания психологии только как естественной науки, доказывая необходимость ее связи с философией.

А.А.Потебня: язык народа как орган, образующий мысль. Как помнит читатель, психологизм был присущ возникшему в середине XIX века в Германии направлению, выступившему под именем «психологии народов». Психология народов притязала на изучение народного, а не индивидуального сознания. В своем проекте психологии как самостоятельной науки Вундт предусматривал два раздела: физиологическую психологию, объектом которой служит индивид, и этническую, исследующую по продуктам культуры (языку, мифу) душу творящего их народа. Ни в одном, ни в другом Вундт не был оригинален. Физиологическая психология опиралась на лабораторные опыты, открывшие закономерности работы органов чувств. Что же касается психологии народов (этнопсихологии), то первыми ею занялись гербартианцы Штейнталь и Лазарус, издававшие специальный журнал «Психология народов и языкознание». Издатели руководствовались идеей о том, что первоэлементы психики (согласно Гербарту, ими служат представления) объясняют «дух народа», каким его запечатлевают язык, обычаи, мифы и другие феномены культуры.

Это и был путь психологизма. В научный оборот вошли факты, которые не интересовали физиологическую психологию. Однако опора на гербартианскую концепцию «статики и динамики представлений», уходящую корнями в индивидуалистическую трактовку души, не могла объяснить, каким образом факторы культуры формируют психический склад народа.

Радикально иную позицию занял русский мыслитель Александр Афанасьевич Потебня. В своей книге «Мысль и язык» он, следуя принципу историзма, анализировал эволюцию умственных структур, которыми оперирует отдельный индивид, впитывающий эти структуры благодаря усвоению языка. Творцом языка является народ как «один мыслитель, один философ», распределяющий по разделам плоды накопленного в ходе истории общенационального опыта. Мыслящие на этом языке индивиды воспринимают действительность сквозь призму запечатленных в нем внутренних форм.

Потебня тем самым стал инициатором построения культурно-исторической психологии, черпающей информацию об интеллектуальном строе личности в объективных данных о прогрессе национального языка как органа, образующего мысль.

Вопрос о «духе народа», о национальном своеобразии его психологического склада рассматривался исходя из запечатленных в языке свидетельств исторической работы этого народа.

Изменение социальной ситуации в конце XIX века. Социальная ситуация, сложившаяся в русском обществе в 90-х годах XIX века, привела к изменениям в идеологических и научных установках ученых. В России XIX века образовалось по крайней мере две группы интеллигенции, которая занималась проблемами гуманитарных наук. Обе группы имели ярко выраженную идеологическую, ценностную окраску. Эта идеология, выработанная на основе разного понимания исторического развития и значения того или иного исторического периода, влияла и на становление методологических основ формирующейся психологической науки. В 60-70-е годы большее распространение имели либерально-народнические взгляды, ориентирующие Россию на общечеловеческий, с европейским уклоном, путь развития. Привлекательность этой позиции постепенно снижалась начиная с 80-х годов, и к концу века на первый план вышла противоположная позиция, в которой превалировали охранительные тенденции, нацеливающие Россию на поиски самобытных, присущих только ей путей развития.

Анализируя причины неудачи общественной мысли и самостоятельной общественной деятельности, Стасюлевич справедливо замечал, что поиск этих причин является задачей прежде всего психологии. Разочарование в положительной науке и поворот к религии, к мистике, характерные для этого периода, явились закономерным процессом, следствием чрезмерных ожиданий, возлагаемых на естествознание и другие положительные науки. Невозможность получения немедленного результата бросила многих ученых в другую крайность – к полному отказу от объективного исследования психики и к интерпретации получаемых данных в терминах чувства и веры, а не логики и знания. В то же время усиливался и интерес к искусству, которое в конце XIX – начале XX века достигло в России небывалого расцвета во всех областях. В принципе можно сказать, что в то время общество развивалось по закону компенсации, т.е. упадок общественной жизни, потеря веры в положительное научное знание, неуверенность в собственном завтрашнем дне как бы компенсировались, изливались в искусстве.

Эти социальные и мировоззренческие изменения привели к тому, что в психологии произошла перемена курса с психологии материалистической, ориентированной на естествознание, на, психологию идеалистическую, связанную преимущественно с философией и социологией. После господства материализма и позитивизма и увлечения естественными науками начинается возрождение интереса к философии.

Кроме мировоззренческих, были и чисто научные причины произошедших изменений. С одной стороны, развитие психологии показало невозможность применения к ней естественнонаучных методов в полном объеме, в особенности к исследованию явлений гипнотизма, бессознательных структур психики. С другой стороны, успех философии А.Шопенгауэра и Э.Гартмана, нашедших себе в России многочисленных поклонников, доказал недостаточность объяснительных принципов позитивизма, особенно для раскрытия специфики познавательных процессов. Это заставило не только философов, но и естествоиспытателей, стремящихся к цельному мировоззрению, вновь обратиться к философии. Интересно, что вышедшая в 1881 году книга Н. И. Пирогова «Вопросы жизни из дневника врача», в которой он обосновывает свою телеологическую точку зрения и обнаруживает себя как глубокий и самостоятельный религиозный мыслитель, была очень тепло и сочувственно встречена в обществе. В то же время подобные книги, появившиеся в 60-70-х годах, неизбежно отвергались как научным, так и вообще общественным мнением. Характерный поворот мнений в естествознании виден и в книге 1906 года «Сборник по философии естествознания», хотя не исчезла и ориентация психологов на естественные науки, стремление к построению объективной психологии, исследующей поведение человека и животных, основы которой были заложены Сеченовым. В новых условиях идеи И.М.Сеченова разрабатывались И.П.Павловым, В.М.Бехтеревым, В.А.Вагнером и другими исследователями.

Университетские профессора

Университетскае психологические школы. В 1863 году после долгого перерыва было возобновлено преподавание философии в Российских университетах, при этом в курс философии вошли психология и логика, которые хотя и не были до того запрещены, но находились в забвении. Конечно, длительный перерыв не мог не сказаться на уровне преподавания этих наук, поэтому прежде чем оказать заметное влияние на русское общество гуманитарные науки, психология в их числе, должны были организоваться и упрочиться. Достаточно долго, пока новые университетские школы приобретали влияние, научные идеи возникали и распространялись в обществе как бы сами собой. Поэтому психология длительное время развивалась вне академического русла и вне академических идеалов, формируясь преимущественно в общественных кружках и в публицистике. Это привело к формированию одного из важнейших отличий русской психологии: ее развитие направляется не кафедрой, как на Западе, а литературой.

Однако эта ситуация изменяется к концу XIX века, когда во всех крупных университетах России появляются кафедры психологии (приписанные, как правило, к филологическому и историческому отделениям). На этих кафедрах и формируется новая отечественная психология, здесь появляются ученые, составившие цвет российской психологической науки и определившие почти на тридцать лет путь ее развития.

В Московском университете профессором философии с 1863 года по 1874 год был П.Д.Юркевич, о выступлении которого против антропологического принципа Чернышевского и, тем самым, против естественнонаучного объяснения психики уже было сказано. Это выступление, скорее всего, и побудило московское университетское начальство пригласить Юркевича из Киевской духовной академии.

Отстаивая версию о вечности и неизменности идей (в духе платонизма), Юркевич соединял с этим учение о том, что постижение истины не является чисто познавательным актом, а сопряжено с религиозными убеждениями человека, с его верой и любовью к Богу.

Юркевич оказал большое влияние на студента физико-математического факультета Владимира Соловьева, который одно время был завзятым материалистом и поклонником Бюхнера, объяснявшего душу движением молекул. После смерти Юркевича на освободившуюся кафедру претендовали его ученик В.С.Соловьев и профессор Варшавского университета Матвей Михайлович Троицкий. Последний был назначен ординарным профессором, а Соловьев – доцентом.

Троицкий в свое время, будучи слушателем Киевской духовной академии, также обучался философии у Юркевича. Это было в начале 50-х годов. С тех пор многое изменилось в русском обществе, и чуждая Юркевичу идея связи психологии с быстро развивавшимися естественными науками приобрела у молодого поколения аксиоматический характер. Это сказывается на дальнейшей работе Троицкого. Он, воспитанный на психологических концепциях Бенеке, Гербарта, Дробиша и других немецких авторитетов, склонных к построениям, чуждым методологии естественных наук, делает выбор в пользу английских психологов. Преимущество их позиции он видит в опоре на индукцию как способ обобщения частных фактов в противовес умозрительному выведению фактов из метафизических постулатов о душе и ее свойствах.

Первой книгой Троицкого, которую он представил в качестве своей докторской диссертации, было сочинение «О немецкой философии в текущем столетии», где он противопоставлял английскую психологию немецкой. Он поддерживал индуктивный метод и английский ассоцианизм и резко критиковал Канта и всю немецкую линию в философии и психологии. В то время в России как раз была популярна немецкая психология Гербарта и Вундта, поэтому-то диссертация Троицкого и подверглась в Москве резкой критике. Троицкий и в следующих своих работах развивает идеи ассоцианистической психологии, доказывая, что все психические процессы формируются благодаря различным законам ассоциаций: смежности, сходства, контраста. Интересно, что в своих трудах он, в традициях отечественной психологии, большое внимание уделяет проблеме нравственности и практическому использованию психологических знаний.

Образование Московского психологического общества, во главе которого встал Троицкий, как и издание первого научного психологического журнала «Вопросы философии и психологии», тесно связаны с мыслями о пользе и просвещении, т.е. с основными идеями народничества, воодушевлявшими тогда отечественную интеллигенцию.

Апология опытного познания в противовес метафизическим системам воспринималась как нечто еретическое, хотя «опыт» в понимании Троицкого означал нечто иное, чем понимали под ним Сеченов и другие естествоиспытатели. Имелось в виду изучение того, что говорит субъекту наблюдение за собственными состояниями сознания, иначе говоря – прямые свидетельства интроспекции. Это была линия позитивизма, которую Троицкий первым проводил в русской психологии в противовес доминировавшей до него на университетских кафедрах философии метафизической и схоластической трактовке психических явлений. Тем не менее, позитивистский подход сохранял принцип противопоставления душевных явлений телесным, которые трактовались в качестве «внешних для нашего сознания» и потому не входящих в предметную область психологии. Эта установка руководила пером Троицкого, когда он писал второй свой большой труд «Наука о духе» (в 2-х т., 1888). Хотя Вл. Соловьев замечал, что по этой книге «никакой западный европеец ничему не научился бы», для русского читателя книга содержала свежие идеи, близкие представлениям Вена и Спенсера, вносившим, в частности, в психологию принцип развития.

Если Троицкий стремился в своей психологической теории разграничить области знания и веры, то другой московский психолог – К.Ф.Самарин, наоборот, считал, что такое разграничение в принципе невозможна. Самарин также отрицал зависимость поведения от внешних условий, доказывая, что такое подчинение свидетельствуете пассивности души, об отсутствии у нее свободы воли. Естественно, что при таком подходе он практически отвергал психологию как объективную науку, доказывая, что ни психология, ни философия не могут ни понять душу человека, ни выработать в ней нравственные начала. Это дело только религии, к которой и должны обратиться люди и которая единственно может дать им идеалы.

По взглядам на роль психологии и ее место в системе гуманитарных наук близко был к Самарину и А.А.Козлов, который в своей книге «Философские этюды» писал, что в России философские знания могут приобрести характер верховной истины, которая обнимет результаты всех наук, в том числе и психологии. Основу развития отечественной психологии Козлов видел в распространении психологических знаний в обществе, прежде всего взглядов немецких ученых. Представляет несомненный интерес попытка Козлова соединить рационалистический характер теории Лейбница с традициями российской науки. Так, он доказывал, что именно монадология, где ученый рассматривает активность монады в стремлении к истине, отвечает характеру российской науки, объясняет ее стремление к абсолютному знанию. При этом Козлов, как и Самарин, исходил из мысли о приоритете цельного, интуитивного знания над логическим. Эти идеи развивал в дальнейшем и ученик Козлова Н.О.Лосский.

Ценность научной деятельности Козлова была прежде всего в ее просветительском характере, так как он старался познакомить своих читателей и слушателей с последними новинками европейской науки. Для российской интеллигенции 70-80-х годов критические статьи ученого, его обстоятельные и живые изложения различных взглядов были весьма ценны. В то же время его собственные взгляды, особенно оформившиеся в конце жизни, не имели такого отклика. И только в начале XX века, в работах Н.О.Лосского и С.Л.Франка, его мысли о субстанциональности человеческой души, ее цельности и активности получили общественное признание.

Вл.С.Соловьев: неохристианская концепция души. Владимир Сергеевич Соловьев (1853-1900) является одной из центральных фигур в российской науке XIX века как по значительности того, что им сделано, так и по тому огромному влиянию, которое он оказал на взгляды многих современников и которое заметно не только в работах ученых – Бердяева, Булгакова, Лосского, Лопатина, но и в художественной литературе, прежде всего в поэзии символистов. Окончив с отличием Московский университет, он в 1874 году уезжает в Петербург, где защищает свою магистерскую диссертацию «Кризис западной философии». Она вызвала большой резонанс не только в науке, но и в широких кругах петербургской и московской интеллигенции, так как Соловьев выступил против позитивизма, который господствовал в то время в России. После зарубежной стажировки он получает должность профессора в Московском университете, где вскоре защищает и докторскую диссертацию.

Хотя Соловьев не оставил законченной научной системы, а скорее только план ее, ряд не всегда согласующихся друг с другом эскизов или особых приемов для разрешения отдельных проблем, тем не менее именно его искания во многом сделали проблему нравственности, формирования личности человека, проблему воли одной из центральных для психологии того времени. Соловьев был основателем направления, получившего название христианской философии, однако его система была совершенно лишена того догматизма, который она приобрела у некоторых его последователей. Он считал ложной идею разделения христианства на католическое и православное и был одним из основателей экуменизма.

Теория Соловьева фактически обозначила кульминационную точку того поворота в мышлении, который произошел в конце 80-х годов XIX столетия и знаменовал собой признание религиозной жизни и некоторое разочарование в единодержавии науки, в особенности естествознания. При этом в его философии рационалистические элементы сознательно соединялись с мистическими. Стремление к активности и универсализму объединяли Соловьева с шестидесятниками, так как духовная структура знаменитой реформаторской эпохи была ему присуща в значительной степени. По многим проблемам Соловьев является антагонистом Л.Н.Толстого. Оба мыслителя уделяли большое внимание проблеме взаимосвязи науки и веры, но в то время как западник-рационалист Толстой отрицал науку, мистик Соловьев признавал ее права, что подчеркивает парадоксальность русской мысли.

Проблема религиозной этики стояла в центре внимания обоих мыслителей, но этика рационалиста Толстого привела его к отрицанию государства и анархизму, к учению о непротивлении злу, в то время как понимание этической задачи, возложенной на человека, повело Соловьева по другому пути. Свою философию он называл мистицизмом, т.е. таким воззрением, которое признает недостаточность эмпиризма и рационализма и, не отвергая их относительной истинности, требует пополнения их другими источниками знаний, имеющимися в цельном разуме. Этот иной источник есть вера, свидетельствующая нам о существовании трансцендентального мира, к которому неприменимы признаки, заимствованные из мира явлений. Он считал, что трансцендентальный мир (всеединое целое, или Бог) имеет непосредственное отношение к человеку, который занимает среднее положение между безусловным началом, или всеединым целым, и преходящим миром явлений, не заключающим в себе истины. Из этого понимания места и роли человека в теории Соловьева вытекает и психологическая концепция Франка и Лосского, которые дополняют и развивают его главные мысли.

Одним из наиболее ценимых Соловьевым философов, особенно в конце жизни, был Платон с его стремлением к созданию системы объективного идеализма и с его разочарованием (как и у Соловьева в его последние годы) в возможности идеей воспламенить или переделать человека. Платоновская концепция мира видоизменена Соловьевым в двух отношениях: дуализм Платона примирен у него, во-первых, с идеей постепенного развития бытия в пяти царствах, идеей постепенного возвышения, начиная от мертвой материи и кончая разумным и нравственным царством, во-вторых, с христианским пониманием положения человека и смысла истории. В центре истории стоит божественная личность Христа, победившая смерть и таким путем приобщившая мир преходящих явлений к вечной жизни, к безусловному началу. Появление Христа в середине исторического процесса дает определенный смысл этому процессу, долженствующему завершиться царством Божиим, победой любви над смертью – ибо Бог есть любовь. Эта концепция возлагает на человека очень важную и сложную задачу, ибо через него идет путь развития бытия.

Соловьев считал, что мертвая материя, пройдя через среду человеческую, одухотворяется, становится живой. Прогресс человеческого духа совершается только по одному пути, по пути личного нравственного совершенствования, ради которого свободная воля должна делать постоянные усилия. Эти усилия становятся реальной силой, если к ним присоединяется воздействие свыше, т.е. то, что в религиозной жизни именуется благодатью. Это положение было очень важно именно для российских ученых, так как их концепции были, как правило, антропологичны, ориентированы на человека.

Таким образом. Соловьев первым осознал новые приоритеты и в философии, и в психологии и разработал новый подход к исследованию человека, его души и его предназначения на Земле, подход, который стал господствующим в конце XIX – начале XX века в России.

Л.М.Лопатин: психическая жизнь как духовное творчество. Одним из наиболее близких друзей и соратников Соловьева был Лев Михайлович Лопатин (1855-1920), профессор философии Московского университета. Отстаивая центральное место психологии в системе других наук, он видел ее как методологию всех наук о человеке. В своей книге «Положительные задачи философии» (1911) Лопатин писал о значении немецкой научной школы для отечественной психологии, обосновывая положительную роль метафизики в науке того времени. С его точки зрения, гносеологию построить невозможно без признания некоторых метафизических предпосылок, а именно без признания чужого одушевления и внешнего мира. Все реальное – духовно, считал Лопатин, и в активности нашего Я и раскрывается настоящая реальность. Мир, таким образом, есть система живых центров, единых в своей основе, в абсолюте, в личном Боге. Лопатин исходил из того, что все в мире связано и обусловлено друг другом. Поэтому так важен для него был тезис о прямом и непосредственном знании внутреннего мира: познанию достаточно иметь хоть одну твердую точку, в которой оно видит истинную действительность, чтобы постигнуть и всю остальную реальность в ее основных очертаниях. Не отрицая значения эксперимента и физиологии для психологии, Лопатин все же считал ее по преимуществу философской, а не естественной наукой, причем главное связующее звено между психологией и философией он видел в теории познания. В своем «Курсе психологии» (1903) он писал, что всякая теория познания (философская) вырастает на психологическом фундаменте и, наоборот, психологическое исследование мышления соединяется или переходит в философскую теорию познания.

Одно из центральных мест в психологической системе Лопатина занимала воля, с помощью которой происходит объективация явлений внутреннего мира, так же, как и осознание реальности внешнего мира. С его точки зрения, стремление к чему-то происходит от нас, от наших желаний, в то время как остановка, препятствие в реализации наших стремлений происходит от внешнего мира. Поэтому, сознавая свое стремление, мы сознаем и препятствие, мешающее его реализации: они оба реальны для нас, и таким образом происходит осознание субъектом реальности внешнего мира.

Особое внимание Лопатина к проблеме воли вытекало и из того, что свободу воли он связывал с развитием нравственности, а саму этическую проблематику, как и большинство российских ученых, рассматривал как одну из главных для психологической науки. Доказывая, что свобода воли не противоречит закону детерминации, ученый считал: моральная свобода человека заключается в том, что мы сами творим в себе свой нравственный мир и изменяем его своими усилиями, т.е. подлинная свобода заключается вовсе не в том, чтобы действовать без мотивов, но в том, что мы поступаем по мотивам, а не по внешним толчкам. Важной является и мысль о том, что свобода духа выражается в творчестве, которое простирается и на область нравственных действий.

Влияние идей Соловьева проявляется не только в этом положении Лопатина, но и в его утверждении о том, что не только сознание, но все проявления духа – от простейших ощущений до логических размышлений – проникнуты творчеством. Заложенному в ней стремлением к творчеству душа и отличается от физического мира, где действительно нового ничего не возникает, в то время как жизнь состоит в постоянном раскрытии новых проявлений, новых актов. Таким образом, вся психическая жизнь есть порождение духовного творчества, а нравственное добро является высшим проявлением сознательного личного творчества.

Лопатим был также одним из основателей журнала «Вопросы философии и психологии» и председателем психологического общества после смерти Николая Яковлевича Гротов 1899 году.

Н.Я.Грот: личность и свобода воли. Н.Я.Грот (1852-1899) был сыном ученого-филолога Я.К.Грота. После окончания историко-филологического факультета Петербургского университета и стажировки за границей он защищает магистерскую, а затем докторскую диссертацию, где развивает свою концепцию логики и эмоций. Именно проблема эмоционального развития становится одной из важнейших в творчестве Грота.

В 1886 году М. М. Троицкий передает ему заведование кафедрой Московского университета, а с 1887 года он возглавляет и Московское психологическое общество, которым руководил десять лет. Развивая свою программу построения психологии, Грот исходил из того, что она должна быть объективной естественной экспериментальной наукой, что именно психология должна лежать в основе наук о человеке. Он был активным сторонником практического использования психологии, ее связи с педагогикой, медициной и юриспруденцией. В своей работе «Основания экспериментальной психологии» (1896) Грот писал, что развитие экспериментальной психологии имеет большое значение не только для будущего развития психологии, но и для всех гуманитарных наук, что новое развитие психологической науки связано с объединением, конвергенцией разных психологических теорий на основе эксперимента.

Особое внимание в своих работах Грот обращал на развитие эмоций и чувств, связывая их не только с мыслями, но и с ощущениями, т.е. говоря об «эмоциональном тоне ощущений». Одна из его первых книг так и называлась – «Психология чувств», в ней он пытался применить законы дифференциации и интеграции, открытые в физиологии, к психологии. Книга появилась в 1880 году и была одним из первых отечественных экспериментальных исследований эмоций. В качестве основной единицы душевной жизни Грот выделял «психический оборот», который состоял из четырех основных моментов – ощущений, чувствований, умственной переработки и волевого решения, переходящего в действие. Таким образом, именно Грот заложил основы отечественной психологии эмоций, доказав их значение для развития познания и личности человека.

Значительное место в его исследованиях, как и у большинства психологов того времени, занимала проблема свободы воли. Оспаривая популярный тогда взгляд Шопенгауэра, который писал, что сферою свободы воли является сфера внеиндивидуальная, Грот вводил эти отношения внутрь человека, а для объяснения их действия использовал распространенную в то время теорию сохранения энергии, рассматривая се в качестве основы баланса психических и биологических сил человека. Он считал, что в человеке существует два основных стремления: отрицательное, которое заключается во влечении к чувственному, материальному существованию, – и положительное, которое состоит в стремлении к вечности. В норме эти идеальные стремления и являются высшими человеческими чувствами, а свобода личности выражается в осознании возможности и падения личности (к жизни только материальной) и возрождения (к жизни в вечности). Таким образом, проблема свободы воли может быть понята и решена лишь на основе самосознания человека, на основе осознания свободы выбора той или иной формы деятельности.

По выражению Вл. Соловьева, Грот был «многодум», т.е. не мог остановиться на одной точке зрения, последовательно переходя к другим, более глубоким и содержательным.

Большое значение придавал Грот просветительской деятельности, распространению психологических знаний в обществе. Сознавая, что университетская наука в России еще молода и эти знания доступны небольшому слою людей, он, как и многие профессора Московского и Петербургского университетов, стремился к чтению открытых лекций, созданию общедоступных курсов. Это, в частности, привело его к работе в Московском психологическом обществе, к созданию вместе с Вл.Соловьевым журнала «Вопросы философии и психологии», редактором которого он являлся в течение семи лет, проявив себя в журнале как собиратель русской философской мысли. И общество, и журнал просуществовали до 1918 года, сыграв большую роль в формировании психологической науки в России.

Н.О.Лосский: теория интуитивизма и идеал-реализма. Последователем Соловьева считал себя профессор Петербургского университета Николай Онуфриевич Лосский (1870-1965), хотя в его теории интуитивизма концепция Соловьева претерпела значительные трансформации. На взгляды Лосского большое влияние оказал и его учитель Козлов. Лосский доказывал, что знание является переживанием, сравнимым с другими переживаниями. В книге «Обоснование интуитивизма» (1906) он раскрывал сущность своего подхода: переживание отражает сущность объектов-окружающего мира прямо и непосредственно. Объектами знаний-переживаний, с его точки зрения, являются прежде всего эстетические, религиозные, нравственные и правовые нормы, т.е. то, что непосредственно связано с эмоциями.

Пытаясь решить проблему свободы воли на основе интуитивизма, Лосский в работе «Основные учения психологии с точки зрения волюнтаризма» (1903) утверждал, что волевая активность является своеобразным видом творчества, точнее – своеобразным видом творческой энергии, так как воля сила, которая создает какое-то новое явление. Как и одушевленность, волевую активность можно прямо и непосредственно ощутить, а потому существование специфического волевого элемента (как и наличие души у человека) не нуждается в каких-то дополнительных доказательствах. Свободу воли Лосский связывал со своей теорией идеал-реализма, доказывая, что человек как носитель конкретно-идеального бытия стоит выше законов природы и проявления его собственной духовной силы осуществляются только сообразно его интересам и потребностям. В теории идеал-реализма Лосский хотел соединить два противоположных стремления – и к абсолютному, идеальному, и к реальному, связанному с практической жизнью. Индивидуалистическое мировоззрение сводит цель жизни человека к самосохранению, но такие люди, стремясь к одной цели, становятся все более похожими друг на друга. С точки зрения Лосского, крайний индивидуализм в итоге приводит к утрате самой идеи индивидуума. Сохранить и развить понятие личности можно только в учении идеал-реализма, которое сочетает индивидуальное с универсальным, соединяя человека с другими людьми в их переживаниях.

Значительное место в психологических исследованиях Лосского занимал и вопрос о специфике ментальности, «русского характера», которую он проанализировал в книге «Характер русского народа». Эта работа представляет значительный интерес как по количеству собранного материала, так и по описанию выбранных качеств, хотя анализ психологических причин их формирования и развития субъективен.

С.Л.Франк: душа человека. С многими положениями концепции идеал-реализма Лосского был согласен профессор Московского университета Семен Людвигович Франк (1877-1950).

Его наиболее значительной психологической работой явилось сочинение «Душа человека» (1917). Главная идея этого произведения – в стремлении вернуть в психологию понятие души взамен понятия душевных явлений, которые, с точки зрения Франка, не имеют самостоятельного значения и потому не могут быть предметом науки. Он считал, что основой психологии является и должна являться философия, а не естествознание, ибо психология изучает не реальные процессы предметного бытия в их причинной или другой естественной закономерности, а дает «общие логические разъяснения идеальной природы и строения душевного мира и его же идеального отношения к другим объектам бытия». Доказывая необходимость и возможность исследовать душу. Франк ссылается на интуитивизм Лосского: при помощи озарения, интуиции мы можем мгновенно познать состояние своей души, ее глубину и целостность в единстве связи с прошлым и будущим.

Франк в своей работе разводил такие понятия как душевная жизнь, душа и сознание. В аномальных случаях, подчеркивал он, душевная жизнь как бы выходит из берегов и затопляет сознание. Именно по этим случаям и можно дать некоторую характеристику душевной жизни как состояния рассеянного внимания, в котором соединяются предметы и смутные переживания, связанные с ними. Приходя фактически к тем же выводам, что и психоанализ. Франк пишет о том, что под тонким слоем затвердевших форм рассудочной культуры тлеет жар великих страстей, темных и светлых, которые в жизни и отдельной личности, и народа в целом могут прорвать плотину и выйти наружу, сметая все на своем пути, ведя к агрессии, бунту и анархии.

Таким образом, с точки зрения Франка, главным содержанием души является слепая, хаотическая, иррациональная душевная жизнь. При этом – опять-таки в унисон с психоанализом – он доказывает, что в игре и в искусстве человек выплескивает наружу эту свою смутную, неосознанную душевную жизнь и тем самым дополняет узкий круг осознанных переживаний. Именно бессознательное является, по Франку, главным предметом психологических исследований, так как главными характеристиками душевной жизни являются ее бесформенность, слитность, т.е. непротяженность и вневременность. В душе происходит объединение многообразных разнородных и противоборствующих сил, формирующихся и объединяющихся под действием чувственно-эмоциональных и сверхчувственно-волевых стремлений, которые и образуют таким образом как бы два плана, или два уровня, души. Смутная душевная жизнь, связанная с эмоциями и чувствами, является низшим уровнем души, который связывается с телом. Предметные знания, самосознание являются как бы промежуточным слоем, отделяющим бессознательную душевную жизнь от жизни духовной, которая и является центром души. Духовная жизнь не зависит от тела и его ограничений, так как несет на себе отпечаток Бога. Таким образом, душа является промежуточным началом между временным потоком эмпирического телесно-предметного мира и актуальной сверхвременностью духовного бытия, другими словами – как бы промежуточной инстанцией между землей и небом. Поэтому истина всегда есть понятие абсолютное, религиозно-трансцендентальное, так как она отражает связь личного духа с мировым целым, или слияние души человека с душой мира.

Психология, разрабатывавшаяся Франком и Лосским, предлагала свое понимание отечественной науки, подразумевая, что русская душа и русская наука самым тесным образом связаны именно с христианскими ценностями, а потому отечественная философия и психология и должны развиваться как интуитивные и христианские. Догматический характер эта философия имела преимущественно у светских философов, в то время как христианские философы-богословы Алексей Введенский и позже Павел Флоренский старались примирить светскую и христианскую идеологию, соединить христианство с реальной жизнью, ввести его в мир. Пытаясь объяснить этот факт, Алексей Введенский писал: светским ученым кажется, что для развития религии недостаточно веры – надо обратить ее в знание. Но люди истинно верующие не пытаются сделать это, так как уверены в силе самой веры, в то время как светские философы, в глубине души не уверенные в силе веры, хотят подкрепить ее знанием.

Против слияния веры и знания, лишающих психологию ее объективного, экспериментального основания, выступали и профессора Петербургского университета Владиславлев и Введенский.

М.И.Владиславлев: соединение этики и эстетики. Михаил Иванович Владиславлев (1840-1890) был не только профессором, но и ректором Петербургского университета.

Благодаря ему психология в этом учебном заведении стала одной из ведущих дисциплин. Он не только переводил и популяризировал взгляды немецких психологов, прежде всего Канта (как впоследствии и его ученик Введенский), How разрабатывал собственный курс опытной психологии, центральное мостов котором занимали проблемы воли и нравственности.

В своей теории Владиславлев стремился соединить эксперимент с идеалистическим взглядом на душу. Применив энергетический закон к психологии, что было новинкой в 70-80-е годы XIX века, Владиславлев пытался связать энергетическую теорию с забыванием и воспроизведением, считая, что бессознательные состояния и забывание характеризуются минимумом энергии. Он разделял волюнтаристский подход Вундта, причем своеобразие психологических взглядов самого Владиславлева, изложенных в его учебнике «Психология» (1881), проявляется именно в трактовке воли и ее роли в психическом развитии человека, в формировании его этических и эстетических идеалов. Это соединение этики и эстетики не случайно и является одной из основных отличительных черт его психологии. Исходя из своей концепции психики, Владиславлев рассматривал искусство как практическую психологию и как школу нравственности. Он дал детальное описание разницы эмоционального воздействия живописи, музыки, поэзии и прозы, представляющее и сегодня значительный интерес.

А.И.Введенский: знание и вера. Учеником Владиславлева был Александр Иванович Введенский (1856-1925), который преподавал философию в Петербургском университете, занимая должность профессора. Под руководством Введенского в 1897 году было образовано Философское общество при Петербургском университете (по аналогии с Московским обществом), которое просуществовало до 1917 года. Введенский доказывал, что психика может быть экспериментально исследована (с помощью как измерительных приборов, так и естественных неизмерительных методов), и стремился сделать ее теоретической, а не прикладной наукой, проверяя все психологические постулаты логикой. Таким образом, в отличие от Лосского и Франка, он рассматривал психологию как рациональную, а не интуитивную науку.

Введенский хотел приблизить отечественную психологию к европейской, не лишая ее, однако, собственного лица. С его точки зрения, это было тем более возможно, что критическая философия, разработанная Кантом, последователем которого являлся Введенский, несла на себе отпечаток морализаторства, нравственного императива. Как и для российской науки, главным для нее был вопрос не только познания, но и развития нравственности, что являлось основой для взаимного сближения.

Формирование современной объективной психологии было основной целью, которой посвящены практически все сочинения Введенского. Главный свой труд он так и назвал – «Психология без всякой метафизики» (1917), подчеркивая этим и необходимость, и возможность построения объективной психологии. Основным положением своей психологической теории ученый считал «психофизический закон Введенского» или закон всеобщих признаков одушевленности, который был изложен в работе «О пределах и признаках одушевления» (1892). Он считал, что одушевленность или неодушевленность не может быть объективно доказана и потому является метафизическим понятием.

Исследуя проблему мышления, Введенский разделял понятия интуитивного мышления и интуитивизма. Интуитивное мышление, считал Введенский, безусловно существует. Однако он резко критиковал такое понятие, как интуитивизм, не относя его к мышлению, так как это, с его точки зрения, скорее не мысль, а чувство, возникающее без опоры на знание.

Одной из центральных психологических проблем для Введенского было соотношение знания и веры. Он считал, что метафизика должна быть оставлена вере, в то время как науке позволительно пользоваться ею только в виде рабочих гипотез. Этим своим утверждением Введенский как раз и становился в оппозицию по отношению к концепциям Франка и особенно Лосского, резкая полемика с которым продолжалась до 20-х годов.

Работы Введенского имели большое значение для отечественной психологии, соединяя воедино европейскую и российскую традиции в понимании задач и предмета психологии, а также различных способов исследования психики – субъективных и объективных.

На рубеже веков в развитии гуманитарных наук в России под влиянием принципа антропологизма получили распространение идеи психологизации культурно-исторических проблем. Наибольшее влияние теория психологизма оказала на литературоведение и юриспруденцию. В литературоведении психологическое влияние связано прежде всего с именем Д.Н.Овсяника-Куликовского и его теорией психологии творчества. В юриспруденции психологизм проявился главным образом в работах Л.И.Петражицкого, посвященных развитию нравственных и правовых чувств.

Д.Н.Овсянико-Куликовский: психология творчества. Изменение научных приоритетов в начале XX века выразилось не только в появлении новых концепций личности, рассматривавших ее в русле философских и религиозных детерминант, но и в обращении к проблемам психологии творчества. Соединение этих двух тенденций было не случайно, так как, с точки зрения ученых, исследовавших проблему творчества, оно могло быть продуктом только личной, а не коллективной деятельности.

Одним из основателей нового направления стал Дмитрий Николаевич Овсянико-Куликовский. В отличие от своего учителя А.А.Потебни он не смог преодолеть психологизм в трактовке социально-культурных процессов. Овсянико-Куликовский пытался объяснить процесс художественного творчества, исследуя механизм его появления из глубин индивидуальных переживаний и понимая это возникновение как самопорождение, саморазвитие духа. Он считал науку, искусство, религию разновидностями «отвердевшего» индивидуального духа, поэтому доказывал, что для их понимания надо подняться к истокам творческой деятельности, которая всегда индивидуальна. Для исследования этой индивидуальной психической деятельности он применяет закон сохранения энергии, называя его законом сохранения, экономии умственных сил, а также вводит в психологию творчества идеи эксперимента и наблюдения, разделяя творцов на субъективных наблюдателей и объективных экспериментаторов. Овсянико-Куликовский выделил в субъекте постоянное, неустанное активное начало, которое и реализуется, проявляется в творчестве. В объекте же он видел ту же самую деятельность, но уже кристаллизовавшуюся, застывшую в своем результате. Из такого взгляда следовало, что главным объектом анализа творчества является не содержание, а форма художественного произведения. Это совпадало и с общей тенденцией развития не только эстетики, но и всего мировоззрения общества, уставшего от народнической социальной ангажированности, утилитарности искусства и потянувшегося к «чистому искусству», т.е. искусству формальному. Новым социальным установкам соответствовало и то, что в центре внимания психологии творчества оказывалась национальная и индивидуальная особенность субъекта, – а не идеология определенной социальной группы. Психология творчества поднимала важнейшие для отечественной науки проблемы, связанные с развитием в человеке личностного начала, проявлениями которого являются нравственность и творчество.

Л.И.Петражицкий: правовые и нравственные чувства. Лев Иосифович Петражицкий (1867-1931), развивая теорию психологизма, связывал психологию с юриспруденцией. В своих работах, посвященных развитию нравственных и правовых чувств, он доказывал, что право есть психический фактор общественной жизни и потому оно действует изнутри, через психику, а не извне, через давление общества. Таким образом, право (как и наука, и искусство) существует только в переживаниях отдельных людей и является кристаллизованной формой индивидуально-психической деятельности. Действие права состоит, доказывал ученый, во-первых, в возбуждении или подавлении мотивов к разным действиям и воздержанию от них и, во-вторых, в укреплении и развитии одних склонностей и черт человеческого характера и искоренении других, т.е. в воспитании народной психики. Первое Петражицкий называл мотивационным, или импульсивным, действием права, а второе – педагогическим действием. Таким образом, Петражицкий пересмотрел современные ему взгляды на предмет права, исследуя прежде всего способы формирования правовой и нравственной мотивации.

Исследования Петражицкого показывали, что колебания правового сознания у народа не являются какой-то врожденной особенностью национального духа, а отражают влияние культуры и социального окружения. Такой подход дал ему возможность прийти к важному положению своей теории – обоснованию роли мотивов и эмоций в процессе социализации человека, в процессе усвоения. Им нравственных и правовых норм.

Некоторые итоги. Описанные теории дают возможность выделить несколько основных свойств, характерных для большинства отечественных психологических концепций. К этим свойствам относятся антропологизм российской науки, ее стремление все исторические и социальные изменения рассматривать с точки зрения человека, его практической пользы. Отсюда ориентация научного знания на практику, на реальную пользу, а также преобладание нравственных, этических проблем в российской психологии. При этом отечественные исследователи стремились не только к решению этических вопросов, но и к изучению их истории, динамики развития. В отличие от европейской психологии, в которой сверхличным объединяющим началом было признано мышление, рациональное в душе человека, отечественная психология, не отрицая сверх-личных элементов сознания, видела их прежде всего в нравственности, также разрабатываемой не отдельными личностями, а целыми народами, нациями.

Список литературы

М.Г.Ярошевский, Т.Д.Марцинковская. Развитие психологии в России

Курсовая работа: Автоматическое управление плотностью бумажной массы

Введение

Автоматика, отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения систем управления, действующих без непосредственного участия человека; в узком смысле — совокупность методов и технических средств, исключающих участие человека при выполнении операций конкретного процесса.

Автоматическое управление в технике, совокупность действий, направленных на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта без непосредственного участия человека в соответствии с заданной целью управления. Автоматическое управление широко применяется во многих технических и биотехнических системах для выполнения операций, не осуществимых человеком в связи с необходимостью переработки большого количества информации в ограниченное время, для повышения производительности труда, качества и точности регулирования, освобождения человека от управления системами, функционирующими в условиях относительной недоступности или опасных для здоровья. Цель управления тем или иным образом связывается с изменением во времени регулируемой (управляемой) величины — выходной величины управляемого объекта. Для осуществления цели управления, с учётом особенностей управляемых объектов различной природы и специфики отдельных классов систем, организуется воздействие на управляющие органы объекта — управляющее воздействие. Оно предназначено также для компенсации эффекта внешних возмущающих воздействий, стремящихся нарушить требуемое поведение регулируемой величины. Управляющее воздействие вырабатывается устройством управления (УУ). Совокупность взаимодействующих управляющего устройства и управляемого объекта образует систему автоматического управления. Система автоматического управления (САУ) поддерживает или улучшает функционирование управляемого объекта. САУ играют важную роль в пищевой и легкой промышленности, например для поддержания плотность и других характеристик сырья.

Целью данной работы является исследование системы управления, а также синтез последовательное корректирующее звено для получения в нашей системе следующих показателей качества(перерегулирование 15%, время переходного процесса 1с)

Для достижения цели планируется провести ряд действий:

— исследование принципов работы системы и построение её функциональной схемы;

— разработка модели системы в пакете MATLAB;

— анализ частотных и временных характеристик одного из звеньев системы управления;

— анализ устойчивости системы (методами Михайлова и логарифмического частотного критерия устойчивости);

— анализ качества;

— применение одного из методов повышения точности;

— последовательного корректирующего звена.

1. Описание работы системы

Бумага представляет собой многокомпонентную систему, состоящую, в основном, из специально обработанных растительных волокон, тесно переплетенных мeждy собой и связанных химическими силами сцепления различного вида. Это капиллярно-пористый материал. Помимо волокнистых компонентов, формирующих структуру бумаги, а, следовательно, и ee основные свойства, в состав бумаги мoгyт вводиться минеральные наполнители, так называемые проклеивающие вещества, красители и дpyгиe специальные добавки. Основными волокнистыми полуфабрикатами являются: древесная целлюлоза, получаемая химической обработкой древесины, и древесная масса, то ecть механически измельченная древесина — дешевый и широко используемый компонент бумаги. Особое место занимает бумага из хлопковых и синтетических волокон.

Конечно, за мнoгиe столетия развития бумажного производства, технология изготовления бумаги претерпела значительные изменения, хотя принципы формирования бумажного полотна не изменились. Революционным явилось изобретение милования бумаги — покрытия бумажной основы специальной пастой на основе каолина.

1.1 Схема производства бумаги

Производство бумаги можно разделить на три основных этапа:

1 этап. На первом этапе производится предварительная обработка древесного сырья. Еловая древесина распиливается на слесарных столах дисковыми пилами на мерный баланс длиной 1,2 м, освобождается от коры (окаривается) в окорочных барабанах сухим способом (без подачи воды в барабан). Часть окоренного баланса измельчается до получения технологической щепы в рубильных машинах. 2 этап. На втором этапе происходит производство полуфабриката — древесной массы и термомеханической массы. В древесно-массном цехе получают древесную массу, путем механического истирания мерного баланса в дефибрерах. В шахту дефибрера загружаются балансы, по всей длине прижимаются к вращающемуся керамическому камню, в результате чего происходит разделение древесины на волокна. Древесная масса проходит сортирование, очистку, сгущение и отбелку. В цехе термомеханической массы из технологической щепы получают термомеханическую массу путем двухступенчатого размола под давлением пропаренной щепы. Она также проходит сортирование сгущение и отбеливание.

3 этап. Третий этап — производство бумаги. Бумажная масса после предварительного сортирования, очистки, деаэрации и тонкого сортирования поступает на бумагоделательную машину, где в сеточной части происходит формование бумажного полотна, обезвоживание его под давлением прессовых валов, сушка в процессе прохождения через сушильные цилиндры, обогреваемые изнутри паром, повышение гладкости при прохождении бумаги между каландровыми валами и намотка готовой бумаги на вал наката. Затем на продольно-резательном станке бумага разрезается на рулоны требуемых форматов, упаковывается и складируется. Отгрузка бумаги осуществляется железнодорожным, автомобильным и водным транспортом.

1.2 Устройство бумагоделательной машины

Бумагоделательная машина состоит из сеточной, прессовой, сушильной, отделочных частей и привода. Кроме того, к ней относятся машинный бассейн для аккумулирования бумажной массы и подачей ее на машину, оборудование для рафинирования, помола и очистки массы, насосы для подачи воды, вакуумные насосы, устройства для переработки брака, бассейны оборотной массы воды, приточно-вытяжная вентиляционная система, регулирующие и контрольно-измерительные приборы.

Сеточная часть предназначена для формования и обезвоживания бумажного полотна и включает напорный ящик и сеточный стол. Напорный ящик предназначен для равномерного и непрерывного напуска массы на сетку по всей ширине. Бумажная масса на сетку выливается при помощи напускного устройства, обеспечивающего выход с одинаковой скоростью и в одинаковом количестве по всей ширине сетки, подачу массы спокойным потоком, без перекрещивания струй, завихрений и хлопьеобразования.

Сеточный стол представляет собой горизонтальную плоскость, образованную сеткой, натянутой между грудным валом и отсасывающим гаучвалом. Под верхней ветвью сетки, по направлению ее хода последовательно от грудного до гаучвала, расположены: формующая доска, гидропланки или регистровые валики, отсасывающие ящики. Основное назначение этих элементов — формование бумажного полотна за счет создания режима обезвоживания бумажной массы на сетке.

Прессовая часть служит для дальнейшего механического обезвоживания полотна бумаги после сеточного стола и состоит из двух или трех двухвальных прессов. В каждом прессе имеется сукно, охватывающее один из валов. Основное назначение сукон — предохранение структуры полотна бумаги от раздавливания во время прессования, впитывания влаги, транспортирования слабого сырого полотна в прессе и его передача в следующий пресс.

Сушильная часть служит для окончательного обезвоживания полотна бумаги испарением влаги. Сушильная часть состоит из сушильных цилиндров, расположенных в два яруса в шахматном порядке. Сушильный цилиндр — это полый стальной цилиндр диаметром 1500 или 1800 мм, изнутри обогреваемый паром. Поверхность цилиндров, как и прессовых валов, имеет высокую степень обработки — она отшлифована и отполирована. Число цилиндров зависит от вида вырабатываемой бумаги и скорости машин, например, для выработки газетной и мешочной бумаги число цилиндров доходит до 50 или 80. Отделочная часть состоит из машинного каландра и наката. Установленный между сушильной частью и накатом машинный каландр служит для повышения лоска, гладкости и объемной массы бумаги. Каландр состоит из 5 — 8 горизонтально расположенных один над другим валов, приводящихся в движение от нижнего вала. После машинного каландрирования бумага поступает на накат, где наматывается в рулон.

Привод бумагоделательной машины предназначен для привода в движение всех частей бумагоделательной машины. Он обеспечивает плавное изменение скорости отдельных частей в определенных пределах, строгое постоянство скорости приводимых частей при установившемся режиме работы машины. Установленная мощность электродвигателей привода составляет величину 10-20 тыс. кВт для различных типов машин.

1.3 Подача массы на бумагоделательную машину

По выходе из машинных бассейнов масса дозируется и направляется в бумагоделательную машину. Перед поступлением на машину она разбавляется оборотной водой, очищается от посторонних загрязнений. Формирование бумажного листа на сетке бумагоделательной машины. Бумажная масса, разбавленная до необходимой концентрации и очищенная от посторонних включений, поступает в напорный ящик бумагоделательной машины. Необходимая степень разбавления массы для отлива бумаги на сетке бумагоделательной машины зависит от массы 1 м2 бумаги, рода волокна и степени помола массы.

Напуск массы на сетку. Эта операция осуществляется при помощи напускного устройства — напорного ящика. Для нормальной работы машин при скоростях 450-500 м/мин требуется напор массы в напорном ящике 2,5-3 м, при скорости 600 м/мин — около 4,2 м и т. д.

Напускное устройство обеспечивает напуск бумажной массы на бесконечную сетку, движущуюся в направлении от грудного к гаучвалу, с одинаковой скоростью и в одинаковом количестве по всей ширине сетки. Напуск массы осуществляется почти параллельно сетке без всплесков.

Формирование бумажного листа (отлив). Формирование, или отлив, бумажного листа представляет собой процесс объединения волокон в листовую форму с созданием определенной объемной капиллярно-пористой структуры. Этот процесс осуществляется на сеточной части бумагоделательной машины постепенным и последовательным удалением воды из бумажной массы (обезвоживанием).

Режим обезвоживания, начинаемый в начале сеточного стола и заканчиваемый сушкой бумаги в сушильной части, на всех этапах технологического процесса оказывает существенное влияние на качество бумаги и производительность машины. Слой суспензии, транспортируемый бесконечной сеткой, последовательно проходит над регистровыми валиками или гидропланками, где постепенно обезвоживается. По мере удаления воды слой суспензии сгущается, образуется определенная структура бумажного полотна в виде слоя волокнистой массы на сетке концентрацией 2-4%. Обезвоживание такого слоя с помощью вакуума, создаваемого регистровыми валиками или гидропланками, затрудняется. Поэтому дальнейшее обезвоживание проводят с помощью отсасывающих ящиков, в которых создается вакуум с помощью вакуум-насосов, причем от первого к последнему ящику вакуум повышается. Разряжение в ящиках устанавливают в зависимости от вида вырабатываемой бумаги, оно находится в пределах 2-3 кПа. После отсасывающих ящиков сухость бумажного полотна составляет 8-10%. Затем полотно бумаги обезвоживается в конце сеточного стола на гаучвале под действием вакуума в отсасывающей камере.

1.4 Прессование, сушка, отделка бумаги

Прессование. После обезвоживания в сеточной части бумажное полотно поступает в прессовую, состоящую обычно из нескольких прессов, на которых оно последовательно обезвоживается до сухости 30-42%. Во время прессования бумажное полотно не только обезвоживается, но и уплотняется. При этом увеличиваются площадь контакта и силы сцепления между волокнами. Кроме того, изменяются свойства бумаги: растет объемная масса, снижаются пористость, воздухопроницаемость, впитывающая способность, увеличивается механическая прочность на разрыв и продавливание, повышается прозрачность и т. д.

Сушка. В сушильной части бумагоделательной машины бумажное полотно обезвоживается до конечной сухости. В процессе сушки удаляется 1,5-2,5 кг воды на 1 кг бумаги, что примерно в 50-100 раз меньше, чем на сеточной и прессовой частях машины. При сушке одновременно происходит дальнейшее уплотнение и сближение волокон. В результате повышается механическая прочность и гладкость бумаги. От режима сушки зависят объемная масса, впитывающая способность, воздухопроницаемость, прозрачность, усадка, влагопрочность, степень проклейки и окраска бумаги. Сухость бумажного полотна после нахождения в сушильной части составляет 92-95%, а температура 70-900С. Для обеспечения высококачественного каландрирования и хорошей намотки полотна в конце сушильной части устанавливают холодильные цилиндры, охлаждаясь на которых, бумажное полотно впитывает влагу и увлажняются на 1-2%.

Отделка. После сушки бумажное полотно с целью уплотнения и повышения гладкости проходит через машинный каландр, состоящий из расположенных друг над другом 2-8 валов. Полотно, огибая поочередно валы каландра, проходит между ними при возрастающем давлении. Пройдя каландр, бумажное полотно непрерывно наматывается на тамбурные валы в рулон диаметром до 2500 мм. Перезаправка с одного тамбурного вала на другой осуществляется при помощи специальных механизмов и устройств. Пройдя бумагоделательную машину бумага поступает на резательный станок и далее к упаковочной машине.

Основные параметры, характеризующие бумагоделательную машину — ширина вырабатываемой бумаги (в мм) и скорость (в м/мин). Эти два параметра, а также масса 1 м2 полотна определяют производительность машины (т/ч, т/сут и тыс.т/год).

1.5 Управление плотностью бумажной массы

При производстве бумаги очень важно поддерживать постоянную плотность исходной массы перед тем, как она поступает на укладку, сушку и протяжку. На рисунке приведена схема управления плотностью бумажной массы. Плотность определяется количеством добавляемой в смеситель воды.

Рисунок 2.1 – Схема управления плотностью бумажной массы

Далее рассмотрим структурную схему данной системы:

Рисунок 2.2 – Структурная схема управления плотностью бумажной массы

На этой схеме:

Gc(s)-регулятор.

Передаточная функция регулятора:

Предположим, что k=10, тогда:

G(s)-исполнительный механизм.

Передаточная функция исполнительного механизма:

Предположим, что H(s)=1;

2. Разработка модели системы в MatLab

Проанализировав функциональную схему системы, перейдем к структурной, модель которой построим в пакете Matlab:

Рисунок 3.1 – Структурная схема

Рисунок 3.2 – Переходной процесс

3. Определение передаточной функции разомкнутой и замкнутой системы

Передаточная функция разомкнутой системы равна:

.

Передаточную функцию замкнутой системы можно получить при помощи передаточной функции разомкнутой системы:

Запишем характеристический полином системы (он равен знаменателю передаточной функции замкнутой системы):

D(s)=32·s2+12s+11.

4. Описание динамических характеристик звена системы

Передаточная функция элемента имеет вид:

.

4.1 Временные характеристики

4.1.1 Переходная характеристика

Переходная характеристика звена – это реакция звена на единичный скачок. Она находится по формуле:

,

где L— – оператор обратного преобразования Лапласа. Тогда

Рисунок 5.1 — Переходная характеристика элемента

4.1.2 Импульсная (весовая) характеристика

Импульсная (весовая) характеристика – это реакция звена на

d-функцию Дирака.

,

Рисунок 5.2 — Импульсная характеристика элемента

4.2 Частотные характеристики

Представим передаточную функцию звена комплексной частотной передаточной функцией [3], заменив s на jw:

Образ W3(jw) на комплексной плоскости – это амплитудно-фазовая частотная характеристика (АФЧХ) звена.

Рисунок 5.3 — АФЧХ элемента

Строим ЛАЧХ.

20 lgK=20 lg10 =20;

Сопрягающая частота:

Рисунок 5.3 — График логарифмической амплитудно-частотной характеристики (ЛАЧХ)

5. Анализ устойчивости системы

Понятие устойчивости системы регулирования связано со способностью возвращаться в состояние равновесия после исчезновения внешних сил, которые вывели ее из этого состояния.

Для устойчивости линейной системы необходимо и достаточно, чтобы все корни лежали слева от мнимой оси плоскости корней. Если хотя бы один корень окажется справа от мнимой оси, то система будет неустойчивой. Таким образом, мнимая ось представляет собой граничную линию в плоскости корней, за которую не должны переходить корни характеристического уравнения. Вся левая полуплоскость представляет собой при этом область устойчивости.

Общее условие устойчивости говорит о том, что линейная непрерывная система будет устойчива, если вещественные части корней характеристического уравнения замкнутой системы будут отрицательны. Чтобы упростить задачу анализа устойчивости, в ТАУ используются критерии, которые позволяют судить об устойчивости системы, не рассчитывая корней характеристического уравнения.

5.1 Проверка устойчивости критерием Гурвица

Согласно критерию Гурвица, чтобы все корни характеристического полинома имели отрицательные вещественные части (т.е. система была устойчива), необходимо и достаточно, чтобы все определители Гурвица были больше нуля при положительном коэффициенте при старшей степени.

Рассчитаем устойчивость нашей системы критерием Гурвица :

При анализе по критерию Гурвица нам необходимо знать характеристический полином нашей системы.

Характеристический полином:

D(s) = .

Для системы второго порядка: чтобы система была устойчива, необходимо и достаточно чтобы коефициенты характеристического уравнения были больше 0.

Все коефициенты оказались больше нуля, значит, наша система устойчива.

5.2 Проверка устойчивости критерием Михайлова

1 Формулировка критерия Михайлова: Чтобы характеристический полином не имел корней в правой полуплоскости необходимо и достаточно, чтобы полное приращение фазы , при изменении частоты от 0 до было равно , где n – порядок систем .

2 Формулировка критерия Михайлова: Чтобы система была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы при изменении частоты от 0 до ∞, годограф Михайлова должен последовательно проходить N – квадрантов и в N-том уходить в бесконечность.

3 Формулировка критерия Михайлова: Чтобы система была устойчива, необходимо и достаточно чередование нулей мнимой (сначала) и действительной части характеристического уравнения при изменении частоты от 0 до .

Рассчитаем устойчивость нашей системы методом Михайлова :

Запишем характеристический полином системы:

.

Перейдем к комплексным переменным :

Выделим действительную и мнимую части:

Чтобы система была устойчива за Михайловым, нужно чтобы частоты росли а нули чередовались, т.е. было истинно следующее выражение :

Как видим из данной записи, наша система устойчива.

5.3 Предельный коэффициент усиления

Предельный коэффициент усиления системы – эт`о такой коэффициент усиления, при котором система находиться на границе устойчивости – т.е. переходной процесс, характеризующий систему, имеет вид колебательной кривой.

Характеристический полином:

D(s) =

Чтобы система была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы

Из этого следует, что система устойчива при любых k.

6. Анализ качества системы

Под качеством САУ понимают показатели качества переходного процесса и ошибку в установившемся состоянии. К показателям качества переходного процесса относятся:

— время установления tуст – это промежуток времени, за который переходной процесс впервые достигает установившегося значения;

— время регулирования tп.п (переходного процесса) – время, за которое переходная характеристика становится и остается по абсолютной величине меньше наперед заданной величины перерегулирования s.

Рисунок 7.1 — График показателей качества

находим:

hmax=1,22; hуст=0.907; tуст=3,41; tпп=13,6;

Вычислим перерегулирование:

.

7. Вычисление установившейся ошибки

Точность САУ определяется видом входного воздействия, параметрами и структурой системы. Ошибку системы в установившемся режиме можно вычислить, используя передаточную функцию по ошибке.

.

Передаточная функция по ошибке:

.

Коэффициенты ошибок:

8. Методы повышения точности

К числу общих методов повышения точности систем автоматического регулирования относятся:

1) увеличение коэффициента разомкнутой системы;

Рисунок 9.1 – Схема системы с увеличенным коефициентом усиления разомкнутой системы.

Рисунок 9.2 – Ошибка системы после использования 1го метода повышения точности

.

Передаточная функция по ошибке:

.

2) включение в систему изодромного звена;

Рисунок 9.3 – Схема системы с использованием изодромного звена.

Рисунок 9.4 – Ошибка системы после использования 2го метода повышения точности

Передаточная функция изодромного звена имеет вид:

.

Передаточная функция по ошибке:

.

3) ПИД регулятор:

Рисунок 9.5 – Схема системы с использования ПИД регулятора

Рисунок 9.6 – Ошибка системы после использования 3го метода повышения точности

9. Синтез САУ с применением последовательного корректирующего звена

Задача синтеза последовательного корректирующего устройства (ПКУ) заключается в следующем. Имеется исходная система автоматического управления, структура и параметры элементов которой известны. Требуется определить передаточную функцию ПКУ, включение, которого в систему обеспечит получение нужных показателей качества: величины перерегулирования, времени регулирования, ошибки в установившемся режиме.

Алгоритм синтеза последовательного КУ

  1. построение ЛАХ исходной разомкнутой системы;

  2. построение желаемой ЛАЧХ по заданным показателям качества (время регулирования, запас устойчивости по амплитуде и фазе, степень астатизма, коэффициенты ошибок, коэффициент усиления);

  3. определение передаточной функции корректирующего устройства:

На основании приведенного алгоритма синтезируем корректирующее устройство для приведенной выше системы.

Построение исходной ЛАЧХ

  1. на частоте откладываем значение

L=20*lgK=20*lg10=20

  1. определяем частоты сопряжения

:

,

  1. через точку , под наклоном 0 ДБ/декаду, так как в исходной системе нет астатизма (нет свободной s в знаменателе), проводим линию до пересечения с линией ;

  2. так как выражение стоит в знаменателе, то дальше кривая пойдет под наклоном –20ДБ/декаду до пересечения с линией ;

  3. выражение стоит в знаменателе, поэтому, начиная с частоты и до , кривая пойдет под наклоном –40ДБ/декаду.

Построение желаемой ЛАЧХ

Прежде, чем приступить к построению желаемой ЛАЧХ, необходимо задаться желаемыми показателями качества:

— перерегулирование ;

— время регулирования ;

— порядок астатизма ;

— коэффициент ошибки по скорости ;

По заданным показателям качества ЛАЧХ строится в такой последовательности:

  1. Определяем коэффициент добротности по скорости

Откладываем на оси частот величину и через эту точку проводим прямую под наклоном –20ДБ/декаду, так как степень астатизма желаемой системы .

  1. Определяем частоту среза. Для этого по известному значению определяем величину , а по величине определяем величину

.

Отсюда вычисляем значение частоты положительности

Тогда частота среза выбирается из диапазона . В нашем случае

wср=(0,6ё0,9)wп=0,8·wп=0,8·9,425=7,54.

  1. Определяем сопрягающие частоты. По зависимости значения перерегулирования от запаса устойчивости по модулю определяем значение запаса устойчивости по модулю

Через точку проводим линию под наклоном –20ДБ/декаду.

Следующий этап построения – сопряжение частот, которое проводится по типовым наклонам характеристик:

При этом желательно, чтобы в области больших частот желаемая ЛАЧХ была аналогична исходной (ее наклон).

Высокочастотный участок образуется асимптотой с наклоном (-40)дБ/дек, что соответствует наклону исходной ЛАХ в этой области. Это делается для того, чтобы желаемая ЛАХ как можно меньше отличалась от исходной, то есть для упрощения корректирующего устройства.

ЛАХ желаемой системы построена по типовым наклонам 20-40-20-40

Частоты w*1 ,w*2 ,w*3 ,w*4 определяем графически:

w*1=0,125; w*2=1,13; w*3 =30.

Для ЛАХ запишем:

Передаточная функция корректирующего устройства запишется следующим образом:

,

где

Все построения приведены ниже.

Моделируем систему в среде MatLab:

Рисунок 10.2 – Модель системы в среде MatLab

Рисунок 10.3 – Переходной процесс скорректированной системы

Рассмотрим переходные процессы исходной и усовершенствованной систем. Очевидно, что введение ПКУ существенно улучшило показатели качества САУ. Перерегулирование не превышает 13% (хотя в исходной САУ – 22%), время регулирование – 0,25с (в исходной САУ – 13,6с), время установления – 0,1с (в исходной САУ – 3,41с).

Заключение

В данной курсовой работе был рассмотрен пример синтеза системы. Построив функциональную схему системы и проанализировав звенья, вошедшие в её состав, мы получили структурную схему САУ и построили её модель в среде разработки MatLab. В ходе исследования свойств системы, мы рассчитали её устойчивость и проанализировали качество и точность. Для улучшения показателей полученных в результате расчетов качества системы, был применен метод синтеза САУ с применением последовательного корректирующего звена. Это позволило добиться следующих показателей качества скорректированной системы: время переходного процесса уменьшилось с 13,6с до 0,25с, перерегулирование – со значения 22% понизилось до 12%.

Таким образом, можно сделать вывод, что спроектированная в данной работе САУ отвечает требованиям по устойчивости, точности в установившемся режиме и требованиям к качеству переходных процессов.

Реферат: Социологические концепции менеджмента

Министерство науки и образования Украины

Донецкий национальный технический университет

Реферат

по социологии

на тему:

«Социологические концепции менеджмента»

Выполнила:

студентка гр. ЭФ-06 А

Шелестюк О.

Проверила:

Кокорева П.Г.

Донецк, 2009

Содержание

Вступление

1. Социальный аспект управления

2. Основные социологические концепции менеджмента

2.1 «Классическая» школа

2.2 Школа «человеческих отношений»

2.3 Эмпирическая школа управления

Заключение

Литература

Вступление

Управление существовало всегда. Деятельностью управленцев наполнена вся человеческая история: кесари и императоры, полководцы и градоначальники, князья, цари, вожди, предводители. Цезарь и Макиавелли, Македонский и Наполеон. Вся история – это во многом жизнеописание деятельности управленцев и достигнутых ими результатов. Управление существовало всегда, но теория научного управления и социологические концепции менеджмента сформировались не так давно.

Существует взгляд, что современные социологические концепции менеджмента, хотя исторически и связаны с «классическими» теориями, все же представляют собой совершенно особые подходы, поскольку развивают новые, зачастую противоречащие «классикам» теории. Но, несмотря на огромное количество исследований, постановку новых проблем и пересмотр некоторых устаревших положений, основные концепции «классической» школы не претерпели коренных изменений и на них по-прежнему базируется управление в крупнейших государственных, производственных и коммерческих организациях. Несомненным является то, что «классическая» школа позволила глубже подойти к пониманию феномена организации и оказала значительное влияние на формирование многих теорий организации, всех остальных направлений в теориях менеджмента. Не менее важную роль в истории социологии менеджмента сыграла доктрина «человеческих отношений», которая сформировалась в полемике с постулатами «классической» школы. В рамках доктрины развернулся поиск новых организационных структур, форм труда и методов мотивации работников.

Актуальность темы состоит в том, что в начале ХХІ в. начался переход к новому укладу общественного производства – постиндустриальному или информационно-научному), в котором достижения научно-технической революции соединяются с социально ориентированным рыночным механизмом. В связи с этим все большее внимание уделяется управлению в организациях. Без рассмотрения социологических концепций менеджмента нельзя получить полное представление о развитии теорий управления и специфических особенностях их отдельных направлений, о возможностях реализации тех или иных положений в реальных ситуациях.

Таким образом, целью данной работы является рассмотреть основные социологические концепции менеджмента и взгляды в рамках данных концепций. Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи: 1) раскрыть суть основных концепций «классической» школы; 2) рассмотреть содержание основных концепций школы «человеческих отношений» и принципов эмпирической школы управления; 3) проследить процесс эволюции основных социологических концепций менеджмента.

1. Социальный аспект управления

Управление как понятие имеет различные толкования. Это и наука об управлении, и процесс взаимодействия в природе и обществе. Управление может рассматриваться как единовременное случайное влияние и как целостная система воздействий, как совокупность социально-исторических принципов иерархических взаимоотношений. Управление включает цели, методы, прямые и косвенные результаты, личностные и социальные характеристики и многие другие очень и не очень значимые элементы и их проявления. Часто для характеристики управления используется один из этих элементов. Тогда суть самого процесса управления ускользает от внимания исследователя и наблюдателя.

Например: «Управление – это институционально закрепленная власть меньшинства над большинством». Вовсе не обязательно, ведь управление может осуществляться и без институционального выражения, и без формального закрепления в качестве власти, и большинством.

Или включаются в определение такие понятия, как «обязательная эффективность», хотя и управление может оказаться абсолютно неэффективным.

Наиболее сдержанным является определение управления как процесса воздействия и влияния, но и оно не вполне, по мнению некоторых авторов, выражает сущность управления, тем более того, которое должна и может изучать социология.

Управление как предмет социологического исследования представляет собой социальный процесс целенаправленного взаимодействия нескольких элементов, различных в целях, в распределении результатов ее достижения, полномочий, средств, функций, составляющих целевую деятельность [2].

Большая часть вопросов, связанных с тем, что значит управлять и как правильно управлять, решается в рамках общей теории управления или менеджмента. Но традиционная наука управления оставляет «за кадром», как якобы априори известные, многие социально-философские, социально-психологические и собственно социальные проблемы.

Так в какой же степени допустимо социальное управление, управление обществом и не противоречат ли используемые здесь методы идеалам социального самоуправления?

Профессиональный управленец подходит к управляемому объекту с позиций наиболее эффективного достижения оптимального результата. Для этого ему нужно сократить ресурсоемкость производства, повысить производительность труда, мобилизовать имеющиеся трудовые ресурсы. Но отвечает ли интенсивность использования трудовых ресурсов их собственным интересам, являются ли применяемые критерии эффективности управления сопоставимыми с социальными издержками? Каковы могут быть социальные последствия дальнейшего развития теории управления? Не окажутся ли они еще более опасными, чем, например, развитие ядерной физики?

К началу ХХІ в. человек открыл дорогу к познанию мира и себя, стал информированнее, могущественнее в результате научно-технического прогресса, в том числе – в управлении, но стал ли он счастливее?

Как интересно современному читателю воображать прогрессивность современного ему янки при дворе короля Артура, но стали бы реальные рыцари средневековья преклоняться перед сегодняшними машинами, приборами и знаниями? Если да, то почему же варвары не пощадили Рим? Он и прогресс Римской империи не соблазнил их. Идеалы цивилизации не соответствовали их представлениям о счастье. И они пали. Но разум человеческий возвел их вновь в надежде улучшить общество и мир. И, когда человеку казался достигнутым пик научно-технического могущества, жизни, явились абсолютно идеально управляемые тоталитарные общества. Явились в строгом соответствии с демократическими нормами: где-то в результате общих выборов, где-то в результате революционной борьбы. И эти системы взяли на вооружение самые современные технические и гуманитарные знания. Они были предельно рациональны – счастья большинству за счет ущемления некоторого меньшинства. Такой подход гарантирует победу большинства.

И экономические критерии могут свидетельствовать о росте общественного производства, но соответствует ли это истинным потребностям общества? Каковы, опять же, эти потребности?

Управление в своем развитии обеспечивает рост производительности и эффективности общества, но делает ли оно его счастливее? Прогрессивен ли «прогресс человечества» в области социального управления?

Управление вообще и социальное управление или управление в социальных системах всегда наталкивалось на вопрос возможности искусственного улучшения общества.

О. Конт исходил из возможности оптимизации социальных процессов посредством целенаправленной деятельности. Управление, в его трактовке, – искусство использования научной теории для практических целей, должно переустраивать общество для достижения более справедливого порядка. Той же идеи придерживались и многие исследователи общественных процессов: А. Смолл, К. Маркс, Д. Кейнс.

Однако следует помнить, что были Г. Спенсер и А. Смит, скептически оценивающие перспективы централизованной системы управления; анархисты, отвергавшие управление человеком; религиозные движения, не признавшие над человеком ничьей власти, кроме Божьей.

2. Основные социологические концепции менеджмента

2.1 «Классическая» школа

Родоначальником науки управления считают американского инженера и ученого Фредерика Тейлора (1856 – 1915). Именно ему принадлежит заслуга технического совершенствования организации труда на предприятии. Он внедрил плановое бюро, новые методы работы, эффективные приемы резания металла, инструкционные карточки для рабочих и многое другое.

Тейлор выдвинул четыре научных принципа управления: внедрение экономных методов работы, профессиональный подбор и обучение кадров, рациональная расстановка кадров, сотрудничество администрации и работников. Их внедрение позволяет резко (в 2-3 раза) повысить производительность труда. Руководство он понимал как важнейшее искусство и точную науку одновременно. Расчет и интуиция – залог успеха. Тейлор разработал две концепции – «достигающего рабочего» и «достигающего руководителя».

Согласно концепции «достигающего рабочего», человеку надо поручить такое задание, которое требовало бы максимума усилий, но не вредило бы при этом здоровью. После того как он освоил простой урок, ему следует поручить более сложное задание. Таким способом человек постепенно достигает потолка своих творческих возможностей. Трудолюбивых и инициативных переводят на более интересную работу. Тейлор классифицировал все виды работ по содержанию, сложности и характеру труда, установив для каждой группы премиальную вилку. Прежде чем принять на работу и дать трудное задание, людей необходимо тщательно протестировать, изучить их физические и психологические характеристики. Так появилась идея профотбора. Ее дополнила концепция профессионального обучения, которое состояло из системы педагогических приемов: обучения навыкам, расширения знаний, тренировки и самостоятельного изучения своей работы. В обучении людей требуется постепенность. Мастер должен быть настолько квалифицированным, чтобы сам мог встать к станку и продемонстрировать наилучшие приемы труда. Если многочисленные уроки не помогали, то начинала действовать штрафная система санкций. Она тоже применялась постепенно – от самых легких наказаний (выговор) до самых сильных (штраф, а затем – увольнение). Такова дисциплинарная, или штрафная, система, которая дополнила дифференциальную систему оплаты труда Тейлора, основанную на принципе индивидуального вклада: больше выработал – больше заработал.

Согласно концепции «достигающего руководителя», одного мастера, отвечавшего в цехе за все, заменяла «функциональная администрация», состоявшая из восьми узко специализированных (выполнявших какую-то одну функцию) инструкторов. Если раньше рабочий обо всем заботился сам, то теперь администрация заранее обязывалась обеспечить его документацией, сырьем, инструментами. Рабочему оставалось только хорошо трудиться. Таким образом, менеджер должен быть не только техническим специалистом, но и социальным инженером: знать личные качества подчиненных, разрешать конфликты, заботиться о своем лидерском стиле. Тейлор считал: прежде чем требовать от подчиненных хорошей работы, администрация сама должна начать трудиться лучше.

Идеи и опыты Ф. Тейлора оказали революционное влияние на всю науку управления, а внедрение его теории изменило культуру труда в американской промышленности.

Одним из выдающихся теоретиков менеджмента начала XX в. был французский инженер и предприниматель Анри Файоль (1841 – 1925). В своих работах он одним из первых сделал попытку разработать общие принципы управления и провести анализ различных обязанностей, выполнение которых и составляет суть деятельности руководителя компании. Файоль создал так называемую административную теорию управления. Он утверждал: управлять – значит вести предприятие к определенной цели, извлекая максимум из имеющихся в распоряжении ресурсов. Управление включает следующие виды деятельности: техническую, коммерческую, финансовую, защитную, бухгалтерскую и административную.

Теория Файоля состоит из двух частей – функций управления и принципов управления. Функции отвечают на вопрос, что делает руководитель, а принципы – как он это делает. Функций всего пять: планирование (прогнозирование), организация, координация, командование и контроль. Файоль положил начало структурно-функциональному подходу, названному так потому, что все функции были расписаны по уровням управления – каждому свои и в разном объеме. Существующую до него линейную структуру управления предприятием Файоль дополнил функциональными службами. Тем самым он стал родоначальником самой распространенной системы – линейно-штабной структуры.

Файоль выделил 14 принципов управления: разделение труда, власть, дисциплина, единство командования, единство руководства, подчинение индивидуальных интересов общей цели, вознаграждение, централизация, иерархия (скалярный принцип), порядок, равенство, стабильность персонала, инициатива, корпоративный дух. Если функции составляют «науку администрирования», то принципы – «искусство администрирования».

Не все принципы одинаково важны. К главным Файоль причислял единство командования и единство руководства. Согласно первому принципу, работники не должны получать потенциально противоречащие друг другу распоряжения из двух разных источников. Раскрывая содержание второго, Файоль часто прибегал к биологическим аналогиям, рассматривая организацию в качестве организма, который не может иметь две головы. К двум главным принципам Файоль присоединял принцип власти и принцип разделения труда, задававшие характер структуры управления. Разделение труда предполагало дифференциацию и специализацию трудовой (исполнительской и управленческой) деятельности, вычленение в рамках сложной деятельности более частных видов деятельности, выделение специализированных устойчивых трудовых функций и функциональных областей, а также профессионализацию групп, специализирующихся в определенной области, обособление и организационное оформление структурных подразделений. Применительно к руководству принцип разделения труда требовал специализации руководителя на узком круге задач. Вместе с тем, Файоль он верил в эффективность разделения труда лишь в определенных границах, за пределами которых, по его мнению, производительность падает. Власть Файоль рассматривал, как право командовать и возможность заставлять других подчиняться. Чем выше уровень власти, тем шире объем знаний (компетенция) и больше ответственности. И наоборот. Файоль различал два типа власти: институционализированную (формальную) и персональную (неформальную). Первая проистекает от должности, вторая – от индивидуальных качеств. Сегодня подобный принцип принят на вооружении в социологии организаций.

Усилиями Ф. Тейлора, А. Файоля и знаменитого немецкого социолога, историка и экономиста Макса Вебера (1864-1920) был заложен фундамент так называемой «классической» теории организаций. Окончательное завершение она получила в работах Л. Гьюлика, Дж. Муни, Л. Урвика, А. Рейли, М. Фоллетт, Ч. Бернарда, Г. Саймона и некоторых других. Их деятельность приходится на середину ХХ в. и вносит заметный вклад в современное понимание структуры социальной организации и деятельности руководителя.

Большинство ученых, принадлежащих к этому направлению, отстаивали принципы единоначалия, специализации деятельности и разделения труда, жесткой иерархии. Верховным законом являлся принцип координации, обязывающий согласовывать должностные функции как по горизонтали, так и по вертикали. Координацию осуществляет лидер. Для кратковременных и простейших работ подойдет неформальный лидер. Для долговременных скоординированных усилий сотен людей нужен формальный лидер (руководитель), приказы которого принимают законную, благодаря формальной структуре власти, силу. Лидер в организации не может обойтись без делегирования – одного из важнейших принципов современного управления. Делегирование предполагает передачу вышестоящим руководителем части своих прав помощникам или подчиненным. Отсутствие делегирования оборачивается чрезмерной загрузкой руководителя мелочными вопросами, а излишнее делегирование чревато отказом от власти. Эффективный менеджер должен решать вопросы, доверяя другим решение второстепенных. Скалярный (от лат. scalaris – ступенчатый) принцип провозглашал необходимость иерархического, многоуровневого строения организационной структуры, основывающегося на делегировании и распределении властных полномочий и авторитета. Функциональный же принцип предполагал, что должностные обязанности на каждой ступеньке управления должны быть определены настолько детально, насколько это возможно, а к управлению следует привлекать исключительно высококвалифицированных специалистов, имеющих узкую специализацию.

Иначе звучал файолевский принцип порядка. Теперь он предполагал соответствие людей структуре. Сегодня менеджеры думают иначе: структуру организации надо создавать под людей. Иными словами, если нашелся хороший специалист, то под него необходимо создать отдел, лабораторию, сектор. В одной компании такая политика оправдывает себя, а в десятках других – нет. Во времена господства «классической» школы рассуждали по-другому: строить организацию под людей – значит, консервировать их недостатки. Формальная логика требует, чтобы вначале создавалась продуманная структура, где нет дублирования функций и лишних уровней управления, а затем уже подыскивались подходящие люди. Многие современные организации, добившиеся успеха, именно так и поступают.

Принцип единоначалия в «классической» теории подразумевал, что, во-первых, только одно лицо в организации несет всю полноту ответственности за результаты деятельности и социальных процессов, происходящих в ней; во-вторых, каждый подчиненный получает указания лишь от одного начальника, которому непосредственно подчинен. Наконец, принцип диапазона контроля предполагал, что директор крупного предприятия не должен иметь более 3-6 подчиненных. При арифметическом росте числа подчиненных количество возможных связей между ними, которые приходится контролировать руководителю, возрастает в геометрической прогрессии (Л.Урвик). Сегодня мы имеем дело с более точными цифрами: при физической работе число подчиненных не должно превышать 30, а при умственной – 8 человек (Р. Дэвис).

Согласно положениям классической теории организации и управления, успешные менеджеры должны придерживаться и принципа соответствия, который гласит: на всех уровнях управления власть и ответственность должны совпадать, быть равными. Когда власть велика, а ответственность мала, наступает произвол. Противоположный вариант ведет к нерезультативности действий.

Ответственность лиц, наделенных значительной властью, абсолютна лишь в известных границах, обозначенных статусом и полномочиями данной должности.

В рамках своих полномочий руководитель несет всю полноту личной ответственности за действия подчиненных ему людей.

Подводя итог, можно сказать, что в рамках «классической» теории менеджмента впервые были поставлены вопросы о роли и природе социальной организации в управленческих системах, сформулированы принципы формальной организации в административных системах. Человек здесь рассматривался как специфический и ценный для управленца социальный ресурс, хотя ему и отводилась роль социального механизма в сложной организационной машине. Созданная представителями этой теории модель рациональной административной организации основывалась на принципах формализации отношений и, как правило, на иерархических механизмах власти. Иначе говоря, сторонники «классической» теории полагали, что эффективность управления определяется его формальной структурой, координацией и детализированным контролем, строгим соблюдением дисциплины, величиной индивидуального вознаграждения, узкой специализацией задач, единоначалием, авторитарными методами управления, правильным подбором кадров и орудий труда, соответствием людей структуре.

Во второй половине 1920-х – начале 1930-х гг. резко усилилась критика «классических» концепций, обвиняемых в ограниченности, механистическом характере, ложной оценке социологических и психологических аспектов поведения человека в организации. Постепенно классическим теориям управления начинает противопоставляться новое направление менеджмента, получившее название «гуманистического вызова».

2.2 Школа «человеческих отношений»

Одним из критиков старого и одновременно родоначальником нового направления в социологии менеджмента считается американский философ, политолог и психолог Мэри Паркер Фоллетт (1868 – 1933).

В изучение предприятий и менеджмента Фоллетт привнесла концепции, разработанные ею на основе знаний политологии и личного практического опыта, приобретенного во время работы в сфере общественной деятельности.

Особое внимание она уделяла проблеме разграничения «власти» и «авторитета». Власть, считала Фоллетт, есть имманентно присущая управлению функция. Авторитет в отличие от власти отчуждаем, им можно наделять определенных лиц, учитывая при этом, что авторитет любого руководителя проистекает из функции, которую он осуществляет, а также из изменяющихся условий, в которых действует данное лицо. Фоллетт доказывала, что по мере укрупнения организации на смену прежним концепциям «окончательного» или «центрального» авторитета приходят теории «функционального» или «плюралистического» авторитета.

В своих работах она предлагала пересмотреть концепцию ответственности, которую дала ей «классическая» школа. Подчеркивая, что ответственность обусловлена самой функцией, выполняемой данным сотрудником в организации, Фоллет считала, что каждый работник должен задавать себе вопрос: «За что я отвечаю?», а не «Перед кем я отвечаю?». Она вводит понятие «кумулятивной ответственности», показывая, что та является неизбежным следствием диффузии функций в системе организации. Кумулятивная ответственность обеспечивает взаимное согласование работы различных людей и подразделений. Отдельные функции не существуют изолированно друг от друга. Следовательно, каждый администратор, выполняя свою функцию, должен нести ответственность за интеграцию своей работы с другими администраторами, а не просто за передачу координационных обязанностей вышестоящим по иерархии инстанциям.

Фоллет одной из первых выдвинула идею «участия рабочих в управлении». Она была убеждена, что рабочие неизбежно принимают участие в управлении, решая, как им следует выполнять приказы. Прогрессивное руководство должно развивать у рабочих чувство не только индивидуальной, но и совместной ответственности. Фоллет призывала создавать на предприятиях атмосферу подлинной общности интересов, на основе которой можно было бы обеспечить максимальный вклад как рабочих и служащих в эффективность организационной деятельности.

Она выступала против решения проблем организационной деятельности и осуществления руководства подчиненными с позиции силы. Признавая, что полностью избавиться от элемента принуждения невозможно, Фоллет тем не менее настаивала на необходимости выработки некоей «совместной», «не принуждающей власти», которая опиралась бы на взаимодействие всех членов организации. Либеральные элементы ее теории согласуются с признанием основной посылки «классической» концепции организации и управления: беспрекословное выполнение приказов. Речь идет лишь о психологической интерпретации этого положения. Фоллет обращала внимание на важность учета таких факторов, как время, место и обстоятельства, в которых отдаются приказы. Она полагала, что отдаленность исполнителя от инстанции, от которой исходит приказ, снижает эффективность последнего, поскольку действенность положительной реакции на приказы обратно пропорциональна расстоянию, которое они проходят. Особое внимание Фоллет уделяла учету психологической реакции лиц, получающих приказы, подчеркивая, что как свидетельствуют наблюдения, невозможно заставить людей выполнять работу удовлетворительно, если ограничится только требованиями и приказами. Ответной реакцией на превалирование приказной формы управления становится своеобразное сопротивление. Фоллет указывала, что эту проблему нельзя решить посредством искусства убеждения, так как и убеждение может рассматриваться подчиненными как проявление давления и завуалированная форма приказа.

Значимое место в работах Фоллет занимала проблема организационных конфликтов. В частности, она одной из первых выдвинула идею «конструктивного конфликта» и определила три типа разрешения конфликтов: «доминирование» – победу одной стороны над другой, «компромисс» – соглашение, достигнутое за счет взаимных уступок, «интеграцию» – наиболее конструктивное применение противоречий, при которых ни одна сторона ни чем не жертвует, и обе стороны выигрывают.

В 30-е годы ХХ в. в социологии организаций постепенно набирает силу, а затем становится господствующим новое направление – доктрина «человеческих отношений». Основной вклад в ее развитие внесли Э. Мэйо, Д. Макгрегор, А. Маслоу, Р. Лайкерт, Ф. Херцберг, Ф. Ротлисбергер, К. Арджирис.

Родоначальником нового направления считается американский социолог и психолог, австралиец по происхождению, исследователь проблем организационного поведения и управления в производственных организациях, а также один из основоположников индустриальной социологии Эльтон Мэйо (1880-1949). Критикуя классическую теорию организации и управления за упрощенный взгляд на природу человеческого поведения в организации, стремление минимизировать роль «человеческого фактора», ориентацию на приоритет формализации отношений и иерархического строения организации, Мэйо подверг сомнению эффективность бюрократической формы управления и выдвинул задачу внедрения методов обращения с работником как «социально-психологическим» существом.

В ходе пятилетних опытов ученые из Гарвардского университета доказали, что на производительность труда влияют не только технико-экономические, но социально-психологические факторы (сплоченность группы, взаимоотношения с руководством, благоприятная атмосфера на рабочем месте, удовлетворенность трудом и т.п.).

В целом суть доктрины «человеческих отношений» может быть сведена к следующим положениям:

— человек – «социальное животное», которое может быть свободно и счастливо только в группе;

— труд человека – если он интересен и содержателен – может приносить ему не меньше удовольствия, чем игра;

— средний человек стремится к ответственности, и эти качества должны быть использованы на производстве;

— роль экономических форм стимулирования труда ограничена, они не являются единственными и теми более универсальными;

— производственная организация – это в том числе сфера удовлетворения социальных потребностей человека, решения социальных проблем общества;

— для повышения эффективности деятельности организации необходимо отказаться от принципов управления, основанных на постулатах о властных отношениях, иерархии, жестком программировании и специализации труда.

Несмотря на различия во взглядах, сторонники данного подхода были едины в одном: жесткая иерархия подчиненности, формализация организационных процессов несовместимы с природой человека. Наиболее активный поиск новых организационных структур, форм труда и методов мотивации работников вели Д. Макгрегор, А. Маслоу, Р. Лайкерт, Ф. Херцберг.

Первым, кто осознал законы построения человеческих потребностей, был американский психолог, один из основателей гуманистической психологии Абрахам Маслоу (1908-1970). Впервые он опубликовал свою концепцию в 1943 г.

Маслоу признавал, что люди имеют множество различных потребностей, которые можно разделить на пять основных категорий:

— физиологические (витальные) потребности – потребности в воспроизводстве людей, пище, дыхании, физических движениях, одежде, жилище, отдыхе;

— экзистенциальные потребности, или потребности в безопасности существования. Они бывают двух видов – физические и экономические. Физическая безопасность – это, например, потребность в сохранении здоровья, в отсутствии насилия над личностью и жизнью человека. Экономические потребности обретаются в сфере труда: гарантия занятости, страхование от несчастных случаев, желание иметь постоянные средства существования (заработок);

— социальные потребности проистекают из нашей коллективной природы. Мы жаждем дружбы и привязанности, принадлежности к группе, общения, участия в формальной или неформальной организации, заботы о другом и внимания к себе;

— престижные потребности – потребности в уважении со стороны «значимых других», служебном росте, достижениях, высоком статусе, независимости и признании. Их ещё называют потребностями в оценке, или эгоистическими потребностями, ибо они ориентированы на самого себя;

— духовные потребности – потребности в самовыражении через творчество. Речь идёт о потребности реализовать всё, на что способен человек.

Таковы основные потребности, которые по мере взросления человека и по мере реализации их в качестве необходимых условий существования, следуют друг за другом. Физиологические и экзистенциальные потребности А. Маслоу называл первичными (врождёнными), социальные, престижные и духовные – вторичными (социально приобретёнными); процесс возвышения потребностей представляет собой процесс замены первичных потребностей вторичными.

Однако сама по себе классификация мотивационных факторов не является самой ценной и интересной находкой А. Маслоу. Подобные попытки предпринимались и другими учёными. Достоинство концепции А. Маслоу в её «двигательной пружине» – принципе иерархии: потребности каждого нового уровня становятся актуальными (насущными) лишь после того, как удовлетворены предыдущие запросы. А. Маслоу предположил, что удовлетворение потребностей служит мотивом или побуждением.

Только неудовлетворённая потребность организует поведение индивида, заставляя его предпринимать действия, необходимые для её удовлетворения.

Низшие потребности независимы не только друг от друга, но и от высших потребностей. Напротив, высшие потребности зависят от низших. Кроме того, высшие потребности в отличие от низших никогда нельзя удовлетворить полностью, ведь человек постоянно совершенствуется.

Если низшие потребности присущи всем людям в равной мере, то высшие – в неодинаковой степени.

Высшие потребности выступают средством дифференциации людей. Кроме того, они в большей степени, чем другие потребности, влияют на формирование личности человека. В свою очередь, чем выше потребности, тем значительнее роль самого человека в их формировании. Получается взаимонаправленный процесс: потребности движут человеком, а он формирует их.

Хотя теория А. Маслоу не получила достаточного эмпирического подтверждения относительно приоритета одних потребностей перед другими, она может быть полезна в качестве описательной модели личности. Наряду с работами таких авторов как Д. Макгрегор, Р. Лайкерт труды А. Маслоу послужили возникновению школы «поведенческих наук», главным постулатом которой является повышение эффективности отдельного работника и организации в целом на основе поведенческих наук. Кроме того, он пролил свет на отношения между потребностями и ценностями, описывая динамику изменения ценностей зависимости от удовлетворенности (или неудовлетворенности) потребностей.

Идеи А. Маслоу получили дальнейшее развитие в двухфакторной теории мотивации, разработанной в 1950 г. американским психологом, исследователем проблем организационного поведения, трудовых отношений и управления Фредериком Херцбергом (1923-2000).

Предложенная Херцбергом теория мотивации, называемая также теорией факторов «актуализации атмосферы», рассматривает факторы, влияющие на удовлетворенность и неудовлетворенность от выполнения рабочих заданий, и основывается на иерархическом подходе к потребностям человека.

Херцберг обнаружил факторы двух типов: факторы актуализации (или мотиваторы) – труд и все получаемые благодаря ему формы признания, и факторы атмосферы (или гигиенические факторы), к которым относятся условия работы и окружающая среда. Факторы актуализации связаны непосредственно с содержанием трудового процесса: достижением успеха, признанием заслуг, служебным продвижением, интересом к работе, ответственностью, возможностью роста. Использование этих факторов позволяет добиться глубокого и устойчивого во времени изменения индивидуального поведения человека в процессе труда. Иными словами, если они присутствуют в трудовом процессе, то придают ему сильные мотивационные стимулы, результатом чего становится хорошее исполнение работы. Таким образом, удовлетворение от работы является следствием действия факторов актуализации.

Внешние, или атмосферные, факторы более многочисленны. К ним относятся вознаграждение (зарплата), гарантии занятости, политика и деятельность компании, условия труда, статус, технический надзор, межличностные отношения с начальниками, коллегами и подчинёнными, безопасность труда, факторы личной жизни. Внешние факторы способны ослабить внутреннюю напряжённость в организации, но их влияние носит краткосрочный характер и не может привести к глубоким изменениям в поведении работников.

Согласно Херцбергу, при отсутствии или недостаточной степени присутствия гигиенических факторов у человека возникает чувство неудовлетворённости работой. Однако если они достаточны, то сами по себе не вызывают удовлетворения работой и не могут мотивировать человека на что-либо. В отличие от этого отсутствие или неадекватность мотиваций не приводит к неудовлетворённости работой. Но их наличие в полной мере вызывает удовлетворение и мотивирует работников на повышение эффективности деятельности.

Научные выводы Херцберга разрушали многие устоявшиеся предрассудки, которыми руководствовались в своей деятельности администраторы и бизнесмены. Несомненная ценность его научного вклада была связана с отрицанием господствовавших ранее базовых представлений о человеческой натуре. Херцберг настойчиво напоминал, что не «хорошая зарплата», а интерес к работе и вовлечённость в трудовой процесс являются для рабочего наиболее сильными стимулами эффективного выполнения производственных операций; что рабочий не является машиной и с трудом переносит те организации, которые отчуждают его от результатов труда.

В работах Херцберга речь шла не только о роли денег в мотивации поведения. Другой важный результат его деятельности заключается в модификации понятия разделения труда и неограниченной командной власти менеджмента. По недоразумению многие менеджеры относят специализацию только к условиям труда. Однако она влияет и на содержание работы. Чрезмерно расчленяя работу на дробные операции и частные задания, менеджеры лишают человека ощущения завершенности, полноты работы. В результате снижается уровень ответственности, подавляются действительные способности работника, возникает чувство бессмысленности труда и падает удовлетворенность работой. Обнаружив, что результаты его труда не получают признания, или что он не способен ни на что влиять, работник теряет вкус к работе. Не человека следует приспосабливать к работе, а работа должна отвечать индивидуальным способностям человека. Настаивая на возвращении работникам автономии, предоставлении им дополнительных возможностей для организации своей деятельности за счёт контроля и технического обслуживания оборудования, Херцберг стал инициатором создания более адаптивных и гибких организаций, а также так называемых сетевых компаний.

Несмотря на отдельные критические замечания, выказываемые в адрес двухфакторной теории мотивации, рекомендации Ф. Херцберга применяли и применяют сотни американских (и не только) компаний. Его идеи используются в новейших системах повышения производительности труда и улучшения поведения людей в организации, способствуя развитию движения в поддержку реорганизации труда, преобразований внутри компаний и изменений в трудовых отношениях в большинстве промышленно развитых стран мира.

Не менее широкую известность приобрели теории, разработанные американским социологом и психологом, специалистом по проблемам управления и организационного поведения, профессором школы индустриального управления Массачусетсткого технологического института Дугласом Макгрегором (1906-1964), впервые использовавшим представления психологов о мотивации человека в теории управления персоналом организации. В своем главном труде The Human Side of Enterprise («Человеческая сторона предприятия», 1960) Макгрегор заявил, что любому управленческому решению или действию предшествуют те или иные предложения относительно человеческой природы и поведения, являющиеся ключевым моментом, определяющим индивидуальный стиль руководства конкретного менеджера. Эти предположения подразделялись им на две категории – «теорию X» и «теорию Y», ассоциируемые с идеями классической школы и школы человеческих отношений соответственно. В основе этого деления лежало различение по форме получения заданий, степени свободы в способах и сроках их выполнения, методам контроля их исполнения, степени включенности исполнителя в процесс принятия решений, дистанцированности руководителя от подчиненного и формализации их отношений, концентрации управленческих функций в руках руководителя.

«Теория X» представляла собой авторитарный взгляд на регуляцию организационного поведения работников, согласно которому:

• люди изначально не любят трудиться и при любой возможности избегают работы;

• у них нет честолюбия, а посему они стараются избавиться от ответственности, предпочитая, чтобы ими руководили;

• больше всего люди хотят защищенности;

• чтобы заставить людей трудиться, необходимо использовать принуждение, контроль и угрозу наказания.

Исходя из этих предположений, считал Макгрегор, руководители авторитарного типа как можно больше централизуют полномочия, структурируют работу подчиненных и почти не дают им свободы в принятии решений. Во имя обеспечения выполнения работы они могут оказывать на работников психологическое давление и даже угрожать им.

Альтернативная концепция, обозначенная Макгрегором как «Теория Y», концентрировалась на создании среды, благоприятствующей возникновению преданности организационным целям и предоставляющей возможность для максимального проявления инициативы, изобретательности и самостоятельности при их достижении. Иными словами, речь шла о демократическом стиле руководства, предполагающем использование творческих способностей подчиненных, гибкий контроль, отсутствие принуждения, стремление к ответственности, моральные стимулы, заинтересованность в труде, участие в управлении. Основой «Теории Y» выступали следующие утверждения:

• затраты физических и умственных усилий в процессе труда так же естественны, как при игре или отдыхе (если условия благоприятны, люди не только примут на себя ответственность, но и будут стремиться к ней);

• меры внешнего контроля не являются единственными средствами мотивации: при выполнении порученных ему задач человек осуществляет саморегуляцию и самоконтроль, направленные на достижение цели, относительно которой он принял на себя определенные обязательства;

• приобщение является функцией вознаграждения, связанного с достижением цели;

• способность к творческому решению проблем встречается часто, а интеллектуальный потенциал человека используется в условиях современного индустриального общества лишь частично.

Благодаря подобным предположениям демократичный руководитель предпочитает такие механизмы влияния, которые апеллируют к потребностям более высокого уровня (потребности в принадлежности, высокой цели, автономии, самовыражении и т.п.), и избегает навязывать подчиненным свою волю. Организация деятельности, предусмотренная в модели «Y», основывается на принципах делегирования и децентрализации полномочий и ответственности использования творческого потенциала работника, поощрения его инициативы. Подчиненные принимают активное участие в принятии решений и пользуются широкой свободой в процессе выполнения заданий. Назначение труда управленца видится, прежде всего, в формировании человеческих отношений, что предполагает обогащение содержания работы, ориентацию на вознаграждение, а не наказание работника, учет всего спектра его потребностей и ожиданий для стимулирования мотивации. Более того, теория «Y» возлагает ответственность за лень и индифферентность работников на руководство, избравшее ошибочные методы организации и контроля.

Выделив два противоположных стиля управления, Д. Макгрегор, по существу, описал прошлое и настоящее менеджмента.

Одна из самых характерных черт заключается в том, что теории Макгрегора не могут служить основой для научного исследования, ибо носят сугубо рекомендательный оттенок и говорят лишь о том, что и как нужно делать.

Макгрегор указывал на то, что лидерам необходимо адаптировать допущения его теории выборочно, учитывая уровень зрелости и зависимости ведомых. Незрелые или зависимые сотрудники нуждаются в более строгом контроле: к ним подходит большая часть допущений, составляющих «теорию X». Зрелые и независимые подчиненные не нуждаются в столь жестоком контроле, и допущения «теории Y» относятся в первую очередь к ним.

Современная социология организаций подчеркивает отсутствие одного единственного правильного стиля лидерства (руководства), подходящего ко всем ситуациям. Скорее, считает она, таких стилей множество.

В 1958 г. американские ученые Роберт Танненбаум и Уоррен Шмидт попытались проранжировать все многообразие стилей и получили своего рода «шкалу руководства», крайние точки которой обозначали:

1) лидера авторитарного типа, ориентированного на задачу, максимально использующего свою власть и минимально – свободу подчиненных;

2) лидера демократического типа, ориентированного на коллективное принятие решений, допускающего максимум свободы при минимуме власти.

Между ними на континууме располагались все другие стили поведения руководителей, адекватность использования которых зависела от ситуации и особенностей работников (рис. 1).

Социологические концепции менеджмента

Факторами, определяющими стиль управления, назывались:

— индивидуальные характеристики руководителя: система его ценностных ориентаций, уверенность в своих подчиненных, индивидуальные предпочтения в области руководства, чувство безопасности в неопределенной ситуации;

— характер и поведение подчиненных. Как правило, руководитель дает своим подчиненным больше свободы в тех случаях, когда они: 1) имеют относительно высокую потребность в независимости; 2) готовы принять на себя ответственность за принимаемые решения; 3) сопротивляются неопределенности; 4) заинтересованы в решении проблемы; 5) понимают цели организации; 6) обладают необходимыми знаниями и опытом; 7) привыкли участвовать в принятии решений;

— ситуационные факторы: тип организации, эффективность рабочей группы, характер проблемы и ограниченность времени.

Менеджер принимает решение и объявляет его. Начальник определяет проблему, рассматривает альтернативные варианты ее решения, выбирает один из них, а затем докладывает о принятом решении своим починенным, которые должны его выполнить. Иногда для выполнения решения руководитель может прибегнуть к принуждению.

Менеджер «продает» свое решение. Руководитель берет на себя ответственность за определение проблемы и принятие решения. Однако он не просто объявляет о нем, а предпринимает ряд шагов для того, чтобы убедить подчиненных согласится с ним.

Менеджер знакомит с идеями, поощряет вопросы. Руководитель, принимающий решения, ищет поддержку своих идей, а потому предоставляет подчиненным возможность подробно познакомиться с его идеями и намерениями.

Менеджер представляет пробное решение, которое можно изменить. Этот тип поведения позволяет подчиненным влиять на принимаемое решение. Инициатива определения и диагностики проблемы остается за руководителем. Перед тем как встретиться с персоналом, он тщательно обдумывает проблему и принимает пробное решение. Для того чтобы принять окончательное решение, он выносит свои наработки на обсуждение коллектива и наблюдает за реакциями тех людей, которых это решение затрагивает.

Менеджер представляет проблему, рассматривает предложения, принимает решение. В этом случае подчиненные имеют возможность первыми предложить возможное решение проблемы. Изначальная задача руководителя – определить ее. Задача группы – расширить представление менеджера, предложив ему несколько возможных вариантов, из которых он сможет выбрать наиболее подходящий.

Менеджер определяет границы и просит группу принять решение. В этом случае менеджер передает группе право принимать решение, а иногда и сам становится ее членом. Однако прежде чем сделать это, он указывает, какую именно проблему следует решать, а также определяет границы, в рамках которых должно находиться принимаемое решение.

Менеджер позволяет группе принимать решение в определенных границах. Подобная ситуация характеризует крайнюю степень групповой свободы, которая встречается в формальных организациях достаточно редко (например в научно — исследовательских группах). Группа менеджеров или специалистов определяет проблему, проводит ее диагностику, разрабатывает альтернативные методы решения и выбирает из них один или несколько. Единственные ограничения, налагаемые на группу со стороны организации, определяются вышестоящим руководством менеджера группы.

В результате проведенных исследований Танненбаум и Шмидт пришли к двум выводам:

— успешным может считаться лишь тот руководитель, который в процессе работы учитывает факторы, определяющие модель его поведения в конкретный период времени (собственные характеристики, особенности индивидов и групп общения, цели компании, а также специфику внешнего социального окружения);

— успешный руководитель способен модифицировать свое поведение, действовать с учетом вышеупомянутых факторов и принимать решения, которые, по его мнению, наиболее уместны в данной ситуации.

Танненбаум и Шмидт подчеркивали, что важными характеристиками эффективного руководителя являются восприимчивость и гибкость в подходах к решению проблем и поведении. Они утверждали, что нельзя с уверенностью сказать, что успешным руководителем может быть только авторитарный или исключительно демократичный менеджер. Скорее, им может считаться тот, кто выбирает «золотую середину», тщательно оценивая и учитывая ситуационные факторы, определяющие наиболее правильное поведение в конкретный момент времени, и ведет себя в соответствии с ними.

В 1973 г. Танненбаум и Шмидт представили модифицированную модель шкалы лидерского поведения. Объясняя необходимость этого, авторы упоминали многочисленные изменения, произошедшие как в самих организациях, так и в окружающей их среде.

В новой модели Танненбаум и Шмидт учитывали влияние на стиль руководства внутренней среды организации, а также внешней социальной среды. Если изначально менеджер рассматривался как основное действующее лицо, определяющее функции группы, ответственное за их выполнение, осуществляющее контроль, а починенные – как индивиды, пользовавшиеся властью исключительно по воле руководителя, то теперь подчеркивалось, что баланс во взаимоотношениях между менеджером и его подчиненными – а вернее, рядовыми сотрудниками – достигается путем прямого или опосредованного взаимодействия двух сторон. Новый континуум показывал, что степень свободы руководителя и рядового сотрудника все время меняется в зависимости от их взаимоотношений и внешних воздействий.

Шкала лидерского поведения стала классической схемой. Она очень удобна и наглядна, поэтому часто применяется на практике. Социолог получает данные, указывающие, что делает лидер (руководитель) в группе, как он принимает решения, на какой стиль руководства ориентируется, и определяет, к какой позиции на шкале его следует отнести. Если он принимает решения единоначально, то речь идет об авторитарном лидере; если он только обозначает границы недопустимого, а во всем остальном предоставляет подчиненным полную свободу действий – он демократ.

Сторонник доктрины «человеческих отношений», коллега Херцберга и Макгрегора, американский психолог, исследователь проблем организаций, организационного поведения и управления Ренсис Лайкерт (1903-1981) разработал собственную теорию стилей руководства.

В процессе исследований Лайкерт обнаружил, что наблюдаемые различия в эффективности деятельности организаций определяются тем, с каких позиций руководство подходит к организации работы сотрудников. С помощью опроса лидеров и их подчиненных было выявлено два стиля руководства: руководство, ориентированное на выполнение задачи, и руководство, ориентированное на взаимоотношения со служащими, подбор кадров и работу с ними. «Лидер, ориентированный на работу, – писал Лайкерт, – предпочитает тщательно контролировать своих подчиненных, при этом он использует поощрения, наказания и всю имеющуюся у него власть для того, чтобы повлиять на своих подчиненных. […] забота о людях рассматривается как совершенно излишняя деталь, на которую лидер не может позволить себе обращать внимание. Лидер, ориентированный на работников, считает возможным делегировать полномочия своим подчиненным. Подобные лидеры предпочитают создавать своим подчиненным комфортные условия для выполнения заданий. Они уделяют большое внимание и придают первостепенное значение продвижению своих подчиненных, их личностному росту и достижениям». Иными словами, руководитель, сосредоточенный на работе, заботится прежде всего о проектировании задачи и разработке системы вознаграждений для повышения производительности труда. В противоположность этому, первейшей заботой руководителя, сосредоточенного на человеке, являются люди. Проблемы повышения производительности труда рассматриваются такими руководителями сквозь призму совершенствования человеческих отношений, взаимопомощи, максимального участия работников в принятии решений.

В 1967 г. в продолжение своих исследований Лайкерт обобщил реальные методы управления и предложил четыре базовых стиля руководства, расположив их на некотором континууме от 1 до 4 (рис. 2). Рассматриваемые им системы, или модели, управления организацией различались по способу контроля, степени концентрации власти, распределению ответственности и дистанцированности руководителя от подчиненных.

Система 1

Система 2

Система 3

Система 4
Эксплуататорско-авторитарная

Благосклонно-авторитарная

Консультативно-демократическая

Основанная на участии

Рис. 2. Системы управления организацией

В системе 1 все организационные решения принимаются руководством. Руководитель-автократ не доверяет подчиненным, редко подключает их к принятию решений, а задачи (как и способы их решений) «спускает» сверху уже готовыми. В организации, ориентированной на эту систему, жестко заданы правила выполнения конкретных работ. В качестве факторов, побуждающих людей к труду, используются давление, принуждение, страх и угроза наказания. Вознаграждения здесь случайны, как, впрочем, и взаимодействие руководителя с подчиненными, которое строится на взаимном недоверии. Формальная и неформальная организации находятся в состоянии противоборства.

Система 2 предполагает, что руководство удостаивает подчиненных определенного доверия: часть решений делегируется вниз, но принимаются они в строго предписанных рамках. Вознаграждение здесь действительное, а наказание – потенциальное, и оба используются для мотивации работников. Взаимодействие осуществляется в терминах снисходительности со стороны руководителя и осторожности – со стороны подчиненного. Неформальная организация существует, но лишь отчасти противостоит формальной.

В системе 3 руководство проявляет значительное, но не полное доверие к своим подчиненным. Общие вопросы решаются наверху, частные делегируются вниз. Кроме систематического вознаграждения и случайных наказаний для мотивации работников используется возможность некоторого участия в процессе принятия решений. Потоки коммуникации в организации направлены как вверх, так и вниз, однако содержание передаваемой информации ограничивается той, которую хочет услышать руководство. Умеренное взаимодействие руководства и рядовых сотрудников характеризуется как доверительное и откровенное, но с примесью элементов страха. Неформальная организация может и не возникнуть, но если она существует, то имеет место ее частичное несовпадение с организацией формальной.

Система 4 строится на полном доверии. По мнению Лайкерта, именно она является самой действенной из всех рассмотренных им систем. Процесс принятия решений носит здесь групповой характер: он рассредоточен по всем уровням, хотя и интегрирован. Поток коммуникаций идет не только сверху вниз, но и по горизонтали. Работники мотивируются посредством участия в процессе принятия решений, касающихся определения целей организации, форм стимулирования и методов организации труда. Имеет место дружественное взаимодействие, характеризующееся высоким уровнем взаимного доверия. Формальная и неформальная организации, как правило, совпадают. Руководители системы 4 соответствуют руководителям, поощряющим участие работников в управлении. Кроме того, в противоположность руководителям системы 1, ориентированным на работу, они ориентированы на человека.

Согласно Лайкерту, для развития организации в направлении четвертой модели управления руководству необходимо: 1) соблюдать принцип «поддерживающих» отношений; 2) придерживаться коллективных методов принятия решений; 3) ставить высокие производственные цели. Это означает, кроме всего прочего, что взаимодействие между сотрудниками организации должно носить групповой, а не просто линейный, иерархический характер по типу «руководитель – подчиненный».

Преимущество концепции Лайкерта состоит в том, что ее можно легко операционализировать и использовать в социологическом исследовании.

Лайкерт разработал также оригинальную теорию, в которой установил три типа переменных, определяющих долговременную эффективность организации: причинные, промежуточные и результирующие переменные (рис. 3). К причинным переменным он относил внутри организационные факторы, находящиеся под контролем администрации. Промежуточные переменные обозначали человеческие ресурсы организации. Наконец, результирующие, т.е. зависимые, переменные выражали конечный результат действий.

Лайкерт представил модель эффективного управления как воздействие стимулов (первый тип переменных) на ресурсы (второй тип), создающее на выходе определенный результат (третий тип). Подобная модель объясняет, почему попытки непосредственного воздействия на промежуточные переменные, как правило, не приводят к успеху. Правильнее оказывать влияние на них через изменение причинных факторов.

Причинные переменные

Промежуточные переменные

Результирующие переменные
Стиль истратегия управления, структура организации и ее цели, тип и состояние технологии

Социологические концепции менеджмента

Традиции рабочей группы, мотивы поведения, цели и ценности индивидов, ожидания и ролевые распределения

Социологические концепции менеджмента

Производительность труда, прибыль, цена и себестоимость продукции, заработная плата, текучесть кадров, отношения с профсоюзами и потребителями

Рис. 3. Переменные, определяющие долговременную эффективность организации

Вред для компании, возникающей вследствие нарушения модели Р. Лайкерта, очевиден. Руководитель стремится любой ценой повысить производительность или получить прибыль (результирующие показатели), оказывая давление на поведение работников (промежуточные факторы), не позаботившись предварительно об улучшении организации и условий труда, решении жилищной проблемы, подборе квалифицированных кадров (причинные переменные). В конечном итоге он добьется временных успехов, сделает себе карьеру, но межличностные отношения постепенно ухудшаются.

Восстановление же нарушенного равновесия в организации потребуют гораздо больших усилий и материальных затрат, нежели достижение кратковременного успеха. По данным исследования Р. Лайкерта, в небольших организациях на восстановление социально – психологического климата уходит от года до 3 лет, в крупных – до 7 лет.

Опытный руководитель знает: то, как он представляет себе свой стиль поведения, не имеет никакого значения.

Подчиненные будут вести себя в соответствии с их собственными представлениями о стиле руководства.

Руководитель может быть искренне убежден в том, что он «демократ», хотя на самом деле его действия оцениваются подчиненными в терминах модели «руководитель, ориентированный на задачу». Чтобы считаться эффективным руководителем, он должен знать, каким видят его окружающие.

2.3 Эмпирическая школа управления

Рассматривая историю становления и развития западной социологии менеджмента нельзя не упомянуть эмпирическую школу управления – рационалистическое, прагматически настроенное, междисциплинарное направление, ориентированное на улучшение функционирования организаций. Эмпирическая школа возникла в середине 60-х гг. ХХ в. и объединила ряд управленцев – практиков и консультантов в области управления. Изначально целью нового направления, возникновение которого связывают с опубликованием в 1964 г. статьи Г. Кунца «К созданию объединенной теории организации», было выявление условий и установление границ применения в управленческой практике принципов, выдвинутых различными школами теории организаций. Наиболее яркими представителями эмпирической школы считаются Э. Дэйл, С. Дэвис, П. Друкер, Г. Кунц, Р. Фэлк, а также американский топ-менеджер, президент «А.Л. Смит айрон компании» (Массачусетс) Луис Ньюмен. В своей книге «Некоторые аспекты философии менеджмента», вышедшей в 1959 г., он утверждал, что философия менеджера гораздо важнее для успеха, чем планирование, методы работы, знания, умения и навыки. Ньюмен отмечал, что будущие действия менеджера управляются принципами и методами. Это напоминает планирование поездки: обычно, прежде чем выбрать, как ему ехать, человек решает, куда он хочет поехать. Подобным образом в бизнесе необходимо сначала принять философские решения о принципах, которыми человек будет руководствоваться, а затем уже планировать решение каких-либо специфических проблем. Ньюмен подчеркивал ситуационный характер предложенной им философии, которую он рассматривал как обобщение принципов, которыми руководствовалась его компания. Возможно, говорил он, что в других отраслях она будет выглядеть несколько иначе.

Первый принцип Ньюмена гласит: «Хорошие отношения между служащими вытекают из разумной организационной структуры». Под организационной структурой Ньюмен имел в виду правильное распределение функций между всеми участниками процесса производства, установление определенной ответственности каждого лица за возложенные на него обязанности наряду с предоставлением ему соответствующих прав. Благодаря этому, полагал он, руководителю нет необходимости постоянно выяснять и устанавливать взаимоотношения между служащими и объединять их, поскольку каждый из них знает свою работу. Ньюмен идет дальше и делает вывод о том, что «разумная организационная структура» не только позволяет решать вопросы организации работы данного предприятия, но и помогает наладить «хорошие отношения между служащими» в целом.

Второй принцип – «судьба людей в организации должна зависеть от мнения более чем одного человека». Сам автор признавал, правда, что этот принцип гораздо легче объявить, чем реализовать на практике.

Третий принцип – «выдвигать на руководящую работу следует наиболее способных людей. Ньюмен не мог не признать, что очевидная справедливость этого принципа не является достаточным условием его осуществимости. Он указывал на гносеологические трудности: зачастую бывает сложно определить, кто в действительности больше всего заслуживает продвижения по службе. Необходимо, подчеркивал Ньюмен, учитывать работоспособность, старательность, стаж, возраст и т.п. Нельзя забывать о том, что даже очень прилежный, квалифицированный работник, хорошо справляющийся с работой, может не обладать качествами, необходимыми для выполнения других, более сложных обязанностей.

Ньюмен подчеркивал первостепенную важность правильного решения этого вопроса, задевающего интересы многих «возможных кандидатов», и предлагал подходить к выдвижению людей, руководствуясь следующими правилами: во-первых, необходимо оценить, что делает или сделал данный работник в том направлении, в котором ему предстоит работать в дальнейшем; во-вторых, следует проводить различие между «широким опытом» и «повторяемым опытом» («двадцатилетний опыт» может оказать в действительности лишь опытом одного года, повторяемым двадцать раз); в-третьих, искать кандидата для выполнения работы на стороне необходимо лишь в том случае, если в организации действительно нет человека, подходящего для этой цели; в-четвертых, если имеются два или более равноценных кандидата, претендующих на одну и ту же должность, следует остановить свой выбор на самом молодом из них.

Заключение

Подводя итог рассмотрению «классических» теорий, можно сказать, что, несмотря на значительные различия, между ними существует целый ряд черт, объединяющих их друг с другом. Они рассматривают организацию как чисто формальную, а управление, соответственно, как конструирование и проведение в жизнь набора строго определенных правил, предписаний и рекомендаций, обязательных для всех членов организации. Такая система носит принудительный характер, а структурные элементы организации должны функционировать как хорошо отлаженный безличностный механизм. Вся организация в целом носит закрытый, замкнутый характер.

Основные постулаты классических теорий организации базируются на одностороннем представлении о человеческой природе и мотивах поведения индивида. Индивид в такой организационной системе функционирует фактически изолированно и объединен с другими членами организации исключительно формальными экономическими связями.

Несмотря на огромную популярность и высокую эффективность классических теорий организации, в 30-е годы они подвергаются усиливающейся критике, основным мотивом которой выступает требование гуманизации труда. Альтернативой «классическим» теориям предлагается доктрина «человеческих отношений», последователи которой заявили, что поведение людей не инвариантно, а зависит от многих организационных и психологических факторов. В противовес «классическим» теориям, акцентировавшим незыблемость власти и авторитета руководства, теперь раздаются призывы к гуманному отношению к подчиненным, утверждается необходимость уважения к личности работника и демократизации управления в целом.

Анализ основных социологических концепций менеджмента наглядно показывает, что в значительной мере основные положения и принципы современной организации являются тем или иным вариантом классических, гуманистических и ситуационных представлений. При этом классические принципы организационного дизайна до сих пор являются стержнем построения большинства крупных промышленных организаций, обеспечивающих своей деятельностью жизнь подавляющего большинства населения Земли.

Разумеется, значительные расхождения имеются не только во взглядах разных школ, но и между представителями одних и тех же направлений. Вместе с тем, в каждом подходе не только обобщается большой опыт исследований и практического руководства организациями, но и заключается определенная эвристическая ценность, стимулирующая дальнейшее развитие знания.

Литература

1. Кравченко А.И., Тюрина И.О. Социология управления: фундаментальный курс: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. – М.: Академический Проект, 2005. – 1136 с.

2. Сергейчук А.В. Социология управления: Учебник. – СПб.: Издательский дом «Бизнес-пресса», 2002. – 240 с.

3. «Классические теории организации» по материалам сайта института экономических преобразований и управления рынком: http://www.socioego.ru.

Курсовая работа: Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра «Приборы управления»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Системы автоматического управления летательными аппаратами»

на тему:

«Синтез системы угловой стабилизации

дозвукового транспортного самолета по заданному курсу»

Выполнил: студент группы 130461 Ефимов Д.А.

Проверил: д.т.н., профессор Малютин Д.М.

Тула 2010

Содержание

Задание на курсовую работу

Введение

Уравнение движения рыскания

Датчики сигналов о параметрах движения летательных аппаратов

Основные законы управления автопилотов

Рулевой привод с жесткой обратной связью

Синтез системы

Вывод

Список использованной литературы

Задание на курсовую работу

по курсу

«Системы автоматического управления летательными аппаратами»

Исходные данные для проектирования:

объект статически устойчивый;

схема расположения рулей нормальная;

тип закона управления: по углу;

тип обратной связи: жесткая обратная связь;

— числовые значения параметров, соответствующие дозвуковому транспортному самолету:

Тн1=1/3 с;

Тн=0,5 с;

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу;

Тр.м.=0,02 с;

Кн=1;

Кнf=0,5,

где Тн1, Тн, Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу — параметры передаточной функции ЛА, Трм — постоянная времени рулевого привода.

В процессе выполнения работы необходимо:

Составить схему сил и моментов, действующих на объект, составить систему уравнений «система угловой стабилизации — транспортный самолет», линеаризовать эту систему, составить структурную схему и получить передаточные функции разомкнутой и замкнутой системы.

Методом ЛАФЧХ исследовать устойчивость объекта, определить значение общего коэффициента усиления по контуру при котором система имеет необходимые запасы устойчивости по амплитуде и фазе. Построить ЛАФЧХ разомкнутой системы.

Рассмотреть возможность применения корректирующего звена для улучшения динамических свойств системы, построить ЛАФЧХ скорректированной системы.

Построить ЛАФЧХ замкнутой системы по отношению к внешнему возмущающему моменту.

Построить ЛАФЧХ замкнутой системы по отношению к управляющему моменту.

Построить графики переходных процессов, как реакции на единичное управляющее и возмущающее воздействие.

Проанализировать полученные результаты.

Введение

В результате непрерывного развития техники к настоящему времени созданы разнообразные по конструктивному исполнению и решаемым задачам летательные аппараты (ЛА) – от простейших воздушных шаров, дирижаблей, дельтапланов до сверхзвуковых реактивных самолетов, управляемых ракет и автоматических межпланетных кораблей.

Основным назначением любого ЛА является осуществление полета по требуемой траектории. При этом движение ЛА можно рассматривать состоящим из движения центра масс и углового движения вокруг центра масс. Необходимость управления угловым движением вызывается тем, что ЛА должен занимать вполне определенное положение по отношению к вектору скорости центра масс. В частности, для самолетов и ракет продольная ось ЛА должна совпадать или быть близкой к направлению вектора скорости.

При движении ЛА в пределах атмосферы на него действуют сила тяги, аэродинамические силы, зависящие от режима полета и состояния атмосферы, сила тяжести. Под действием указанных сил движение ЛА непрерывно возмущается, а параметры полета отклоняются от расчетных.

Для устранения возникающих отклонений от заданного режима полета производятся изменение режима работы двигателя и отклонение соответствующих рулей управления ЛА.

На пилотируемых ЛА рули отклоняются пилотом с помощью системы ручного управления. Для обнаружения отклонений ЛА от заданного режима пилоту необходимо вести непрерывное наблюдение, как за видимыми ориентирами, так и за показаниями многочисленных приборов. Для устранения непрерывно возникающих отклонений ЛА, т. е. для удержания его в заданном режиме полета, пилоту приходится непрерывно воздействовать на органы управления. Все это приводит к быстрой утомляемости пилота и в результате к снижению точности выдерживания заданного режима полета, к увеличению времени для решения задач, возникающих в полете. Поэтому почти одновременно с появлением первых ЛА возникло стремление к автоматизации управления полетом.

Автоматические устройства управления полетом выполняют на ЛА следующие основные функции:

управляют движением центра масс ( высотой полета, боковым отклонением, скоростью полета и т.д.);

управляют угловым движением (поддерживают неизменными или изменяют в соответствии с сигналами команды углы тангажа, рыскания и крена);

улучшают динамические характеристики ЛА (обеспечивают демпфирование, устойчивость, управляемость).

При автоматическом управлении движением ЛА должны быть достигнуты: заданное качество переходного процесса, требуемая точность исполнения команд, слабая реакция на внешние возмущения, безопасность полета.

1 Уравнение движения рыскания

Допустим, что ЛА совершает горизонтальный полет с постоянной скоростью и управляется автопилотом. Для получения уравнений движения рыскания приравняем проекции внешних и инерционных сил на нормаль (ось Oz) к траектории, а также внешний и инерционный моменты относительно нормальной оси ЛА (оси Oyc):

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

где Z – боковая аэродинамическая сила;

Y — угол поворота траектории;

Iy – момент инерции ЛА относительно связанной оси Oyc;

wy – скорость рыскания (угловая скорость ЛА относительно оси Oyc);

My – аэродинамический момент рыскания.

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис.1. Схема сил и моментов действующих на объект

Линейные дифференциальные уравнения движения рыскания имеют вид:

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу,

где для постоянных коэффициентов введены следующие обозначения:

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Нулевой индекс у скобок обозначает, что производная и параметры взяты для выбранного невозмущенного движения.

В некоторых случаях уравнения движения рыскания еще более упрощают. Дальнейшее упрощение этих уравнений основывается на том, что в большинстве режимов полета руль направления устраняет скольжение и можно положить, что Db=0. Тогда движение рыскания будет описываться одним уравнением:

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Это же уравнение описывает движение ЛА, нейтрального в путевом отношении, т.е. ЛА, у которого коэффициент момента путевой устойчивости равен нулю: Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу.

Если пренебречь движением центра масс под действием боковых сил и рассматривать лишь колебания продольной оси ЛА относительно вектора скорости, т.е. положить Db=Dy, то уравнение движения примет вид:

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

2 Датчики сигналов о параметрах движения ЛА

Характеристиками датчиков являются передаточные функции и статические погрешности. Статические погрешности датчиков должны быть меньше допустимых погрешностей процессов управления. Динамические погрешности датчиков, определяемые по передаточным функциям, в полосе пропускания контура ЛА-АП должны быть малы.

Для измерения углов тангажа, рыскания и крена ЛА применяются свободные гироскопы (на беспилотных ЛА с малым временем полета), корректируемые трехстепенные гироскопы и гироскопические системы типа гировертикалей, гироскопов направления, курсовертикалей, пространственных гиростабилизированных платформ. Иногда (для беспилотных ЛА) для измерения угла применяются двухстепенные интегрирующие гироскопы.

При исследовании системы стабилизации ЛА-АП датчики углов будем считать безынерционными звеньями, полагая, что

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

где Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу — напряжение, снимаемое с гироскопического датчика угла;

kГ – коэффициент передачи гироскопа;

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу — угол, измеряемый гироскопом.

Измерение угловых скоростей ЛА осуществляется двухстепенными или трехстепенными гиротахометрами (ГТ). В последние годы для этих целей начали применять ГТ, построенные на базе лазерных и вибрационных гироскопов. ГТ на базе обычного и вибрационного гироскопа можно рассматривать как колебательное звено. Однако, если собственная частота ГТ выбрана порядка 10-50 Гц, то такой прибор будет иметь малые динамические погрешности при измерении угловых колебаний ЛА по тангажу, рысканию и крену, происходящих с частотой, обычно не превышающей несколько герц. Уравнение датчика угловой скорости, частота собственных колебаний которого во много раз превышает частоту изменения измеряемой угловой скорости, при исследовании системы ЛА-АП будем записывать в виде:

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

где UГГ – напряжение, снимаемое с ГТ;

kГТ – коэффициент передачи с ГТ;

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу — измеряемая угловая скорость.

Сигнал, пропорциональный угловому ускорению ЛА, получают либо дифференцируя сигнал ГТ, либо путем применения трехстепенных гиротахоакселерометров. Для датчика углового ускорения, имеющего частоту собственного колебания, во много раз превышающую частоту изменения измеряемого углового ускорения, положим:

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

где UДУУ — сигнал, снимаемый с датчика углового ускорения;

kДУУ – коэффициент передачи;

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу— измеряемое угловое ускорение.

Сигналы, пропорциональные угловой скорости и угловому ускорению ЛА, можно получить и дифференцированием сигнала датчика угла с помощью RC-цепочки. Однако в этом случае в сигналах по угловой скорости и угловому ускорению будут значительные динамические погрешности, обусловленные RC-цепочкой.

3 Основные законы управления автопилотов

Законом управления или регулирования АП обычно называют простейшее уравнение, отображающее наиболее существенные связи и преобразования, реализуемые автопилотом.

В реальном АП закон управления не может быть точно обеспечен из-за инерционности элементов и нелинейности их характеристик. Поэтому закон управления можно рассматривать еще как уравнение идеального автопилота.

По виду закона управления автопилоты классифицируются на статические и астатические. Статическими называют АП, у которых в установившемся состоянии отклонение руля пропорционально изменению регулируемого параметра (углу отклонения ЛА по соответствующему каналу), а при постоянном внешнем возмущении, действующем на ЛА, имеет место статическая ошибка: установившееся отклонение регулируемого параметра от исходного положения на величину, пропорциональную внешнему возмущению. У астатических автопилотов при наличии постоянного возмущающего воздействия на ЛА статическая ошибка отсутствует (отклонение регулируемого параметра сводится к нулю). В таких АП каждому значению регулируемого параметра соответствует пропорциональная этому отклонению скорость отклонения руля.

Законы управления можно классифицировать по составу суммарного сигнала управления с датчиков: по углу; по углу и угловой скорости; по углу, угловой скорости и угловому ускорению; по углу, угловой скорости и интегралу от угла; и по типу обратной связи в рулевом приводе АП: жесткая обратная связь; скоростная обратная связь; изодромная обратная связь.

В данной работе в автопилоте используется жесткая обратная связь с датчиками по углу, закон управления которого имеет вид:

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

4 Рулевой привод с жесткой обратной связью

Жесткая обратная связь Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу обеспечивает пропорциональность угла отклонения руля величине управляющего сигнала и слабую зависимость этого отклонения от шарнирного момента. Сигнал, пропорциональный углу отклонения руля, при помощи обратной связи сравнивается с управляющим сигналом. В качестве элемента обратной связи может быть использован потенциометрический датчик, измеряющий угол отклонения руля. На рис.2 показана структурная схема рулевого привода с жесткой обратной связью.

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис.2. Структурная схема рулевого привода с жесткой обратной связью

Передаточная функция рулевого привода:

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

или

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

где Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу — постоянная времени рулевого привода, Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу — степень затухания колебаний рулевого привода,

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу-коэффициент передачи рулевого привода, Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Введение жесткой обратной связи, кроме обеспечения пропорциональности угла отклонения руля величине управляющего сигнала, снижает постоянную времени рулевого привода, т. е. увеличивает его быстродействие. Частота собственных колебаний рулевого привода Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу должна быть примерно на порядок выше частоты угловых колебаний ЛА.

5 Синтез системы

Составим структурную схему разомкнутой системы рулевого привода с жесткой обратной связью и определим значения коэффициентов.

Структурная схема разомкнутой системы рулевого привода показана на рис 1:

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 1. Структурная схема разомкнутой системы рулевого привода

Для определения коэффициента Ку смоделируем структурную схему разомкнутой системы рулевого привода с жесткой обратной связью в программной среде MathLab 6.5.

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 2. Структурная схема разомкнутой системы рулевого привода в среде MathLab 6.5

Приведем ЛАФЧХ разомкнутой системы рулевого привода с жесткой обратной связью при значении коэффициента Ку=100

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 3. ЛАФЧХ рулевого привода разомкнутой системы

Из графика видно, что при значении коэффициента Ку=100 запас по фазе составляет φ=38,7˚. Из этого следует, что данная система устойчива.

Составим структурную схему замкнутой системы рулевого привода с жесткой обратной связью и определим значение коэффициента Кос.

Структурная схема замкнутой системы рулевого привода с жесткой обратной связью имеет вид показана на рис. _

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 4. Структурная схема замкнутой системы рулевого привода с жесткой ОС

Для определения коэффициента Кос смоделируем структурную схему замкнутой системы рулевого привода с жесткой обратной связью в программной среде MathLab 6.5.

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 5. Структурная схема замкнутой системы рулевого привода с жесткой ОС в среде MathLab 6.5

Приведем ЛАФЧХ замкнутой системы рулевого привода с жесткой обратной связью при значении коэффициента Кос=0.1 (рис. 6):

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 6. ЛАФЧХ рулевого привода замкнутой системы

Из графика видно, что при значении коэффициента Кос=0.1 запас по фазе составляет φ=40.9˚. Из этого следует, что данная система устойчива.

График переходного процесса в замкнутом рулевом приводе с жесткой обратной связью имеет вид при значении коэффициентов Ку=100 и Кос=0.1:

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 7. Переходный процесс в рулевом приводе

Из графика рис. 7 видно, что время переходный процес в замкнутом рулевом приводе с жесткой обратной связью при значении коэффициентов Ку=1, Кос=0.1 имеет следующие параметры:

Время переходного процесса – 0.318 сек.

Время нарастания – 0.177 сек.

Установившееся величина – 10 град.

Составим структурную схему разомкнутой системы управления автопилотом и определим значение коэффициентов Кп, К1 .

Структурная схема разомкнутой системы управления автопилотом имеет вид:

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 8. Структурная схема разомкнутой системы управления автопилотом

Для определения коэффициентов Кп, К1 смоделируем структурную схему разомкнутой системы управления автопилотом в программной среде MathLab 6.5 (рис 9).

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 9. Структурная схема разомкнутой системы управления автопилотом в среде MathLab 6.5

Приведем ЛАФЧХ разомкнутой системы управления автопилотом:

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 10. ЛАФЧХ разомкнутой системы управления автопилотом

Приняв Кп=1 и построив графики ЛАФЧХ разомкнутой системы управления автопилотом (рис. 10), можно сказать, что при значении коэффициента, К1=0.882, запас по фазе составляет Δφ=36,9˚, а запас по амплитуде ΔL =12Дб. Из этого следует, что данная система устойчива.

Составим структурную схему замкнутой системы по отношению к внешнему управляющему моменту и построим ЛАФЧХ и график переходного процесса этой системы.

Структурная схема замкнутой системы по отношению к внешнему управляющему моменту показана на рис 11.

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 11. Структурная схема замкнутой системы управления автопилотом по отношению к внешнему управляющему моменту

Согласно техническому заданию коэффициент по управляющему моменту равен 1. С учетом этого построим ЛАФЧХ и график переходного процесса этой системы. Смоделируем структурную схему замкнутой системы по отношению к внешнему управляющему моменту в программной среде MathLab 6.5 (рис. 12).

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 12. Структурная схема замкнутой системы управления автопилотом по отношению к внешнему управляющему моменту ОС в среде MathLab 6.5

На рис. 13 показана ЛАФЧХ замкнутой системы по отношению к внешнему управляющему моменту.

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 13. замкнутой системы по отношению к внешнему управляющему моменту

График переходного процесса замкнутой системы как реакции на единичное управляющее воздействие показан на рис. 14.

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 14. Переходный процес замкнутой системы на единичное управляющее воздействие

Из графика видно, что время переходного процесса как реакции на единичное управляющее воздействие при соответствующих коэффициентах составляет примерно 1с, Перерегулирование составляет 23,8%. Время нарастания 1 сек. Максимальная величина равна 1,29 град.

Составим структурную схему замкнутой системы по отношению к внешнему возмущающему моменту и построим ЛАФЧХ и график переходного процесса этой системы.

Структурная схема замкнутой системы по отношению к внешнему возмущающему моменту показана на рис 15.

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 15. Структурная схема замкнутой системы по отношению к внешнему возмущающему моменту

Для построения ЛАФЧХ и графика переходного процесса этой системы смоделируем структурную схему замкнутой по отношению к внешнему возмущающему моменту в программной среде MathLab 6.5 (рис. 16).

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 16. Замкнутая схема ЛА-АП по отношению к внешнему возмущающему моменту в программной среде MathLab 6.5

Приведем ЛАФЧХ замкнутой системы по отношению к внешнему возмущающему моменту:

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 17. ЛАФЧХ замкнутой системы ЛА-АП по отношению к внешнему возмущающему моменту

График переходного процесса замкнутой системы как реакции на единичное возмущающее воздействие имеет вид:

Синтез системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу

Рис. 18. Переходный процесса замкнутой системы ЛА-АП на единичное возмущающее воздействие

Из графика видно, что переходный процесс замкнутой системы ЛА-АП по возмущающему воздействию при соответствующих выбранных коэффициентах имеет следующие параметры:

Время переходного процесса – 1,08 сек.

Время нарастания – 0,343 сек.

Установившееся величина – 0,875 град.

Вывод

В процессе выполнения работы по синтезу системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу была составлена схема сил и моментов, действующих на объект, составлена система уравнений «система угловой стабилизации — транспортный самолет», линеаризована эта система, составлены структурные схемы и получены передаточные функции разомкнутой и замкнутой системы. Методом ЛАФЧХ исследована устойчивость объекта, определено значение общего коэффициента усиления по контуру при котором система имеет необходимые запасы устойчивости по амплитуде и фазе. Построена ЛАФЧХ разомкнутой системы. Построена ЛАФЧХ замкнутой системы по отношению к внешнему возмущающему моменту. Построена ЛАФЧХ замкнутой системы по отношению к управляющему моменту. Построены графики переходных процессов, как реакции на единичное управляющее и возмущающее воздействие.

На основе полученных результатов и анализа построенных ЛАФЧХ и графиков переходных процессов системы угловой стабилизации дозвукового транспортного самолета по заданному курсу можно сказать, что при подобранных значениях коэффициентов система устойчива, имеет хороший запас по фазе и небольшое время переходных процессов.

Список использованной литературы

Боднер В.А. Системы управления летательными аппаратами. – М.: Машиностроение, 1973. 504с.

Кузовков Н.Т. Системы стабилизации летательных аппаратов.-М.:Высшая школа,1976.304с.

Павлов В.А., Понырко Е.А., Хованский Ю.М. Стабилизация летательных аппаратов и автопилоты.-М.: Высш.шк., 1964.483 с.

Савельев В.В. Основные элементы системы стабилизации самолет – автопилот.Законы управления автопилотов.- Тул. политехн. ин-т. Тула, 1990. 64с.

Курсовая работа: Система автоматизации стабилизации уровня вибраций

Тольяттинский Государственный Университет

Кафедра «Технология машиностроения»

Расчетно-графическая работа по ТАУ

«Система автоматизации стабилизации уровня вибраций»

Вариант 3.1

Студент: Акберов Б.Р.

Группа: ТМ-404

Преподаватель: Гуляев В.А.

Тольятти 2006

Содержание

1. Функциональная схема системы

2. Порядок работы системы

3. Структурная схема контура

4. Анализ устойчивости контура

5. Переходный процесс

6. Определение оптимальных частот работы контура

Список используемой литературы

1. Функциональная схема системы

Система автоматизации стабилизации уровня вибраций

Рис. 1

1- датчик стабилизации корпуса резцедержателя

2- корпус резцедержателя

3- искусственная база

4- дифференциальный усилитель

5- задатчик начального положения

6- электромагнитный преобразователь

7- сервопривод

8- шток-поршень

9- поперечный суппорт станка

10- бесконтактный датчик

11- бесконтактный датчик

12- опора-призма

13- опорные поверхности

14- дифференциальный усилитель

15- задатчик начального положения опорной призмы

16- электромагнитный преобразователь

17- сервопривод

18- бесконтактный датчик

19- дифференциальный усилитель

20- задатчик глубины резания

21- резец

22- электромагнитный преобразователь

23- сервопривод

2. Порядок работы системы

На рис. 1 показана трехконтурная автоматическая система управления упругими перемещениями системы СПИД в процессе обработки.

Устройство работает следующим образом.

В процессе обработки работают три контура одновременно. Перед началом точения включается первый контур стабилизации положения корпуса резцедержателя, при этом бесконтактный датчик 1, жестко закрепленный на корпусе 2 относительно базы 3 (последняя устанавливается на станине станка и может быть сменной и регулируемой в радиальном направлении обрабатываемой детали), устанавливается с зазором Д1 относительно искусственной базы 3, и в случае перемещения корпуса резцедержателя 2 в плюс или минус относительно искусственной базы 3 датчик 1 выпадает электрический сигнал, пропорциональный величине перемещения корпуса резцедержателя с учетом знака на дифференциальный усилитель 4, выполненный по мостовой схема, где этот сигнал сравнивается с сигналом задатчика 5, усиливается и подается на электромагнитный преобразователь 6, последний распределяет рабочее давление в сервоприводе 7 и тем самым перемещает корпус резцедержателя 2 относительно штока-поршня 8, который установлен в суппорте 9 базового станка, до тех пор, пока сигнал рассогласования не станет равен нулю. В процессе резания, независимо от внешних или внутренних возмущений, порождающих перемещение корпуса резцедержателя 2, контур управления стабилизирует его положение относительно искусственной базы 3 по всей длине обрабатываемой детали. Стабилизация корпуса резцедержателя на всем пути его движения позволяет создать искусственную базу отсчета и измерения для контуров стабилизации вершины резца и оси детали, исключая при этом все погрешности, вносимые на базовом станке направляющими и ходовыми винтами.

Второй контур — стабилизации оси детали — перед процессом резания настраивается по эталонной детали с размером базовой поверхности равным номинальному (например, наибольшему предельному) диаметру обрабатываемой детали. При этом опора-призма должна быть установлена а положение, при котором ось эталонной детали с номинальным диаметром параллельна рабочей поверхности базы 3, а бесконтактные датчики 10 и 11 устанавливаются при этом с начальными зазорами Д2 и Д3, первый — относительно базовой поверхности детали, а второй — относительно корпуса резцедержателя 2, это положение датчиков будет соответствовать номинальному диаметру обрабатываемой детали и параллельности оси детали к рабочей поверхности искусственной базы 3. Постоянные составляющие сигналов датчика 10, контролирующего положение базовой поверхности детали, и датчика 11, контролирующего положение опоры-призмы 12, сбалансированы при настройке по эталонной детали и их результирующий сигнал равен нулю. Опора-призма 12 своими опорными поверхностями 13 (последние выполнены из материала с большим коэффициентом демпфирования) контактирует с обработанной на предыдущих операциях поверхностью детали. Если диаметр обрабатываемой детали меньше номинального диаметра эталонной детали, то при установке в опору-призму ее базовая поверхность осветиться.

Датчик 10 выдает сигнал (его постоянная составляющая пропорциональна перемещению), который поступает на дифференциальный усилитель 14. Дифференциальный усилитель 14 усиливает сигнал с датчика 10 и подает на вход электромагнитного преобразователя 16, который распределяет давление в рабочих полостях сервопривода 17, поршень-шток которого представляет одно целое с опорой-призмой. Опора-призма 12 по команде усилителя 14 с помощью электромагнитного преобразователя 16 и сервопривода 17 перемещается в направлении биссектрисы. При этом датчик 11 начинает выдавать сигнал, меняющийся по мере перемещения опоры-призмы 12. При совмещении центра обрабатываемой детали с центром эталонной детали сигналы с датчиков 10 и 11 балансируются в усилителе 14, и результирующий сигнал становится равным нулю, отработка постоянных составляющих сигналов с датчиков 10 и 11 прекращается. В случае биения обрабатываемой детали с датчика 10, регистрирующего это биение, выделяется переменная составляющая и преобразуется в электрический сигнал, который подается на усилитель 14, где усиливается и в фазе поступает на последовательно включенные преобразователь 16, сервопривод 17. Последний отрабатывает переменную составляющую этого сигнала, что приводит к колебаниям опоры-призмы 12 с частотой, амплитудой и фазой, равными колебаниям обрабатываемой детали. При этом первоначальный зазор датчика 10 сохраняется в течение каждого оборота детали, что приводит к стабилизации амплитуды относительно колебаний детали и опоры-призмы.

Работа второго контура — стабилизации оси детали — позволяет скомпенсировать перемещения оси обрабатываемой детали под действием сил резания и свести к минимуму вибрации, возникающие в процессе обработки, а также повысить виброустойчивость системы деталь — опоры.

Третий контур — стабилизации положения вершины резца — работает следующим образом. Сигналы с датчика 10 контроля текущего размера (переменные составляющие) поступают на вход дифференциального усилителя 19. Датчик 18 закрепленный на резце 21, устанавливается помощью задатчика 20 относительно корпуса резцедержателя с начальным зазором Д4 , что соответствует заданной глубине резания. В процессе резания, в случае отжима резца или биения детали, появляются сигналы рассогласования на дифференциальном усилителе 19 по постоянной и переменной составляющим от датчиков 10 и 18. Усиленные сигналы с усилителя 20 поступают на вход электромагнитного преобразователя 22 с учетом знака, последний распределяет давление в рабочих полостях сервопривода 23 и перемещает резец 21 на величину пропорциональную отжиму резца (постоянная составляющая сигнала датчика 18), и на величину, пропорциональную амплитуде биения детали, но с обратным знаком.

Стабилизация положения вершины резца в статическом и динамическом состоянии в процессе резания позволяет повысить точность обработки в продольном и поперечном сечениях детали.

Работа трехконтурной автоматической системы, встроенной в естественную систему СПИД базового станка, позволяет исключить влияние износа и неточности изготовления направляющих и ходовых винтов, свести к минимуму вибрации, возникающие в процессе резания и передающиеся от внешних источников, а также повысить виброустойчивость системы СПИД, скомпенсировать влияние износа режущего инструмента на точность обработки. Как показывают эксперименты, использование предлагаемого устройства на токарном станке 1А616 при обработке нежестких деталей позволяет повысить точность обработки в 10—12 раз в продольном и поперечном сечениях, в зависимости от режимов резания, производительность в 2—2,5 раза.

3. Структурная схема контура

На рис. 2 показана структурная схема первого контура САУ стабилизации уровня вибрации.

Система автоматизации стабилизации уровня вибраций

Рис. 2

Передаточные функции звеньев контура:

Система автоматизации стабилизации уровня вибраций

4. Анализ устойчивости контура

Передаточная функция разомкнутого первого контура:

Система автоматизации стабилизации уровня вибраций

Выделяем вещественную и мнимую части:

Система автоматизации стабилизации уровня вибраций

Исходя из полученных зависимостей, строим характеристики контура: АФЧХ, ФЧХ и АЧХ.

АЧХ: Система автоматизации стабилизации уровня вибраций

ФЧХ: Система автоматизации стабилизации уровня вибраций

Система автоматизации стабилизации уровня вибраций

Система автоматизации стабилизации уровня вибраций

Система автоматизации стабилизации уровня вибраций

Анализируя АФЧХ, приходим к выводу, что по критерию устойчивости Найквиста первый контур данной САУ устойчив, т. к. годограф не пересекает отрезок вещественной оси (- ∞; -1).

5. Переходный процесс

Построим переходную характеристику контура:

Система автоматизации стабилизации уровня вибраций

Из графика видно, что в данном случае переходная характеристика представляет собой колебательный процесс.

Построим график разности заданной и текущей функции А(t), учитывая, что

Система автоматизации стабилизации уровня вибраций

Система автоматизации стабилизации уровня вибраций

С помощью переходной характеристики и графика A(t) определяем время быстродействия звена. В данном случае оно равно времени, при котором h(t)=h(∞) + /– 5%.

Время быстродействия звена: tб = 2,5 сек.

6. Определение оптимальных частот работы контура

Для этого необходимо построить АФЧХ для передаточной функции ошибки.

Система автоматизации стабилизации уровня вибрацийСистема автоматизации стабилизации уровня вибраций

Анализируя АФЧХ функции ошибки, определяем, что оптимальными частотами работы контура будут частоты, близкие к нулю.

Список используемой литературы

Капустин Н.М. Комплексная автоматизация в машиностроении: Учебник для Вузов. «Академия», 2005.

Конспект лекций по теории автоматического управления.

Солодовников В.В. «Теория автоматического регулирования».

Реферат: Острые состояния организма

Министерство образования Российской Федерации

Пензенский Государственный Университет

Медицинский Институт

Кафедра Хирургии

Зав. кафедрой д.м.н.,

РЕФЕРАТ

на тему:

Острые состояния организма

Выполнила: студентка V курса

Проверил: к.м.н., доцент

Пенза

2008

План

Синдром жировой эмболии

Принципы интенсивной терапии острого повреждения легких и острого респираторного дистресс синдрома

Литература

1. Синдром жировой эмболии

Синдромом жировой эмболии (СЖЭ) называется клинически манифестированная системная внутрисосудистая диссеминация глобул нейтрального жира внутри микрососудов. Жировая эмболия – признание факта эмболизации, но без клинических проявлений.

Этиопатогенез. Наиболее часто СЖЭ развивается при переломах длинных трубчатых костей нижних конечностей, костей таза. Риск развития синдрома увеличивается при острой массивной кровопотере, длительной артериальной гипотензии, неадекватной иммобилизации. Частота развития СЖЭ при тяжелых травмах достигает 10,0%, летальность — 53,0%. Реже СЖЭ отмечается после закрытого массажа сердца, при массивных повреждениях мягких тканей, тяжелых ожогах, повреждениях печени. СЖЭ может быть осложнением ортопедических операций на нижних конечностях, пересадки костного мозга, липосакции, экстракорпорального кровообращения, внутрикостной венографии, введения жировых эмульсий.

Патогенез СЖЭ сложен и до конца не выяснен. Существует несколько теорий жировой эмболии. Согласно механической теории инициирующим фактором СЖЭ является повышение давления в костномозговом канале, что приводит к поступлению нейтрального жира в венозное русло. Ферментативная теория предполагает, что из-за гиперкатехоламинемии и дефицита ОЦК увеличивается активность сывороточной липазы, резко возрастает количество дезэмульгированного жира. Согласно коллоидно-химической теории, СЖЭ связан с нарушением дисперсности жиров плазмы. Хиломикроны трансформируются в жирные кислоты с последующей реэстерификацией и образованием глобул нейтрального жира.

При размере жировых глобул более 7 мкм происходит эмболизация микрососудов, в первую очередь легких. Легочной липазой нейтральные жиры гидролизуются до свободных жирных кислот, которые нарушают целостность и повышают проницаемость эндотелия, повреждают сурфактант. Вследствие осаждения жировых глобул и тромбоцитов в легких происходит высвобождение серотонина, простагландинов, что ведет к вазоконстрикции и бронхоспазму. Нарушается вентиляционно-перфузионное отношение, повреждается легочная паренхима.

Клиника и диагностика. Клиническая картина СЖЭ разнообразна и полиморфна. Выделяют легочную, системную (мозговую, почечную) и чаще всего встречающуюся смешанную формы (по ведущим клиническим проявлениям), а также молниеносную, классическую и парциальную (по вариантам течения). При травмах СЖЭ более чем в 80% случаев развивается на вторые-третьи сутки травматической болезни.

Легочная форма СЖЭ характеризуется беспокойством, одышкой, цианозом, диспноэ, кашлем, кровохарканьем, могут выслушиваться хрипы и шум трения плевры, уменьшается индекс оксигенации, увеличивается артерио-венозный шунт и альвеолярное мертвое пространство. Неспецифическими признаками СЖЭ являются тахикардия свыше 140 уд/мин, боли за грудиной и гипертермия до 38-400 С. Для СЖЭ большого круга кровообращения патогномоничны петехии, обычно локализующиеся на передней поверхности груди, шее, в подмышечных впадинах, на слизистой ротовой полости и конъюктивах.

Для мозговой формы СЖЭ типичны общемозговые симптомы: двигательное беспокойство, эпилептиформные судороги или заторможенность, нарушения сознания, вплоть до комы, изредко имеются очаговые выпадения. Нередко встречаются микроинфаркты концевых артерий сетчатки, бело-серые пятна на глазном дне (симптом Пурчера).

Дыхательная недостаточность, петехиальная сыпь и мозговые проявления относятся к «большим» признакам СЖЭ, а гипертермия, тахикардия, изменения сетчатки, желтуха и почечные нарушения – к «малым». Лабораторно при СЖЭ выявляются жировая гиперглобулинемия, тромбоцитопения, анемия и сегментация эритроцитов.

Для облегчения постановки и объективизации диагноза СЖЭ можно использовать диагностические шкалы (табл. 1).

Таблица 1

Шкала для диагностики синдрома жировой эмболии (по Е.К. Гуманенко, М.Б. Борисову, 2001)

Критерии

Балл
1. Петехии

9
2. РаО2/FiО2 менее 140

6
3. Жировые глобулы в плазме крови размером более 7 мкм или более 5 глобул в поле зрения

4
4. Состояние сознания по шкале ком Глазго менее 5 баллов

2
5. Нарушения психики

2
6. Величина альвеолярного мертвого пространства более 18%

7
7. Внезапное снижение гематокрита менее 0,28 л/л

5
8. Снижение тромбоцитов менее 160 х 10 9/л

6
9. Повышение температуры тела более 38,5 0С

2

Примечание: при значении индекса 20 баллов и более синдром жировой эмболии диагностируется с точностью 89,3%.

Профилактика и лечение. Профилактика СЖЭ показана всем пациентам с переломами не менее двух длинных трубчатых костей нижних конечностей, переломами костей таза. Особую важность профилактические мероприятия приобретают при сочетании данных переломов с острой массивной кровопотерей объемом более 1,5 л, при длительной артериальной гипотензии, неадекватной иммобилизации, при наличии тяжелой травмы груди, общем тяжелом или крайне тяжелом состоянии при поступлении.

Профилактика СЖЭ включают в себя несколько направлений.

1. Респираторное – для улучшения соотношения «вентиляция-кровоток» в легких проводятся сеансы спонтанного дыхания в режиме ПДКВ (+5,+7 см вод.ст), осцилляторной модуляции дыхания по 10 мин каждый час или, если пациенту в первые часы пребывания в стационаре выполнялись оперативные вмешательства в условиях ИВЛ, – продленная ИВЛ с инверсией фаз дыхательного цикла (время вдоха 60-80%).

2. Неспецифическое системное – для улучшения микроциркуляции проводят изоволемическую гемодилюцию (Ht 0,32-0,34 л/л – реополиглюкин 400 мл, 0,9 % раствор NaCl 400 мл, 5,0 % раствор глюкозы 800 мл), применяют прямые антикоагулянты (гепарин по 5 тыс.ЕД 4 раза в сутки подкожно или низкомолекулярные гепарины); для разрыва цепи патологических реакций образования глобул жира — многоуровневую, дифференцированную анальгезию (вводят наркотические анальгетики, не вызывающие спазм легочных сосудов сопротивления – бупранал или фентанил, и регионарное обезболивание), а также назначают антиферментные препараты (контрикал по 200 тыс. ЕД в сутки).

3. Специфическое — осуществляют целенаправленную медикаментозную профилактику (в течение трех суток) использованием дезэмульгаторов жира (липостабил по 20 мл 3 раза в сутки ), нормализующих метаболизм липидов, восстанавливающих и сохраняющих фосфолипидзависимые энзиматические системы. Применяют также глюкокортикоиды (преднизолон 15 мг/кг в сутки) для нормализации жирового обмена путем угнетения функции мембранной фосфолипазы А2 и активации триглицеридлипазы.

4. Хирургическое направление предусматривает стабильную раннюю фиксацию переломов.

Методы лечения СЖЭ делятся на три группы.

1. Применяется длительная ИВЛ с инверсией фаз дыхательного цикла. Критерии для перехода к ВВЛ – РаО2/FiО2 не менее 300, ясное сознание, отсутствие глобул свободного жира в крови, регресс петехий.

2. Медикаментозное лечение СЖЭ включает в себя применение тех же препаратов, что и для его профилактики, но с некоторыми особенностями. Используется почасовое введение гепарина, ежесуточная доза контрикала в первые сутки — 800 тыс.-1,0 млн. ЕД, в последующие – 500-600 тыс. ЕД. Базисное введение преднизолона по 15мг/кг (или другого глюкокортикоида в соответствующей дозировке) сохраняется, но дополнительно болюсно вводят 30 мг/кг преднизолона и затем дважды с интервалом в 12 ч добавляют еще по 15 мг/кг этого препарата. Доза липостабила- 1,0 мл/кг ежесуточно.

3. Оперативные вмешательства по стабилизации переломов длинных трубчатых костей, костей таза для ликвидации очагов ферментативной агрессии на фоне развившегося СЖЭ выполняются максимально щадящим способом – путем наложения стержневых аппаратов в фиксационном режиме.

2. Принципы интенсивной терапии острого повреждения легких и острого респираторного дистресс синдрома

Терапия ОПЛ и ОРДС включает в себя лечение основного заболевания и синдромальную (поддерживающую) терапию. Поддерживающая терапия включает в себя меры, направленные на коррекцию дыхательной и сердечно-сосудистой систем, функции почек, системы гемостаза, желудочно-кишечного тракта и нутриционную поддержку.

Важнейшим и наиболее разработанным направлением терапии ОПЛ и ОРДС является респираторная поддержка, целью которой является:

— обеспечение необходимой доставки кислорода к жизненно важным органам и достаточная элиминация углекислоты для поддержания гомеостаза;

— облегчение работы дыхательной мускулатуры;

— избежание усугубления повреждения легких или задержки выздоровления.

Данные, объективно подтверждающие преимущества одного режима вентиляции перед другими, на сегодня отсутствуют. Однако влияние искусственной вентиляции на поврежденные легкие и другие системы при этой патологии изучено довольно неплохо.

В отличие от более ранних представлений об ОРДС, как о диффузном процессе, постепенно приводящем к увеличению эластического сопротивления, на сегодня общепризнан факт гетерогенности поражения при нем легочной паренхимы. Например, в тяжелых случаях ЖЕЛ снижается до 20-30 % от нормы, однако механические свойства участков легочной паренхимы, сохраняющих воздушность, гораздо более близки к норме, чем это предполагалось ранее.

Гипоксемия при ОПЛ может быть уменьшена путем увеличения вдыхаемой концентрации О2, увеличения среднего давления в альвеолах и давления в конце выдоха. Каждое из этих направлений имеет свои достоинства и недостатки. Вероятность негативных последствий увеличивается пропорционально продолжительности вентиляции. Наиболее часто вызванные ею повреждения легких реализуются в баротравме (внеальвеолярный газ), травме объемом (диффузное поражение альвеол из-за перерастяжения), ателектазах (поражение легких из-за чередования расправления и коллапса альвеол дыхательным объемом), биотравме (физический стресс механической вентиляцией, вызывающий высвобождение медиаторов воспаления).

В клинической практике при ОПЛ у взрослых встречаются все виды баротравмы: интерстициальная эмфизема, напряженные кисты, газовая эмболия, изменения, напоминающие бронхопульмонарную дисплазию. Наиболее серьезная форма повреждения легкого — пневмоторакс. Наиболее важными клиническими факторами риска его развития являются максимальное трансальвеолярное растягивающее давление и длительность проведения респираторной поддержки. В раннем периоде ОПЛ легкие способны выдерживать достаточно высокие давления, тогда как позднее коллагеновые структуры легочной паренхимы подвергаются неравномерному разрушению, что и приводит к нарастанию частоты осложнений.

Регионарное перерастяжение обычно возникает при использовании статического давления в дыхательных путях, превышающего 30 см вод. ст. Паттерны вентиляции, чрезмерно растягивающие альвеолы, вызывают или усугубляют тканевой отек и повреждение. Считается, что максимальное альвеолярное давление (давление плато в течение инспираторной задержки в отсутствии потока) должно быть меньше 35 см Н2О. Это может потребовать ограничения ПДКВ (меньше 15 см Н2О) и дыхательного объема (менее 8 мл/кг). При этом допускается более низкий уровень сатурации (90%) и более высокий — РСО2 (допустимая гиперкапния).

Удлиненное инспираторное время (без развития ауто-ПДКВ) может увеличивать среднее альвеолярное давление без изменения максимального альвеолярного давления. Это может помочь рекрутировать медленно вентилируемые альвеолы и увеличить время смешивания газа, тем самым улучшая вентиляционно-перфузионные отношения и артериальное РО2. Действие этого приема, с точки зрения повреждения легких, не известно, также как и его влияние на исход ОПЛ.

Развитие при ОРДС альвеолярного коллапса и соответствующее уменьшение функциональной емкости легких наиболее вероятно в течение выдоха, когда трансальвеолярное давление наиболее низкое. Применение ПДКВ может предотвращать коллапс, тем самым рекрутируя альвеолы и увеличивая функциональную остаточную емкость легких. Повторяющееся наполнение поврежденных альвеол воздухом на фоне предшествующего их коллапса является важным компонентом дальнейшего повреждения легких при проведении искусственной вентиляции. Доказано, что эта тактика приводит к улучшению вентиляционно-перфузионных отношений, уменьшает шунт, и, таким образом, снижает необходимость использования токсических доз кислорода. Растяжимость при этом может увеличиваться, поскольку альвеолы не коллабируются на выдохе, что улучшает механические свойства легких. Чрезмерное ПДКВ, однако, может перерастягивать альвеолы и уменьшать растяжимость легких.

Выбор оптимальной величины ПДКВ, исходя из возможности нежелательных эффектов этого режима, основывается на показателях газообмена (РО2, РСО2, SаО2), достижении наивысшей величины статической податливости легких или уровне доставки кислорода тканям. Небольшие цифры ПДКВ (5-7 см Н2О) используются почти всегда. Такой его величины обычно достаточно, чтобы предотвратить альвеолярный коллапс.

Влияние ПДКВ на газообмен проявляется медленно в течение нескольких часов. Уровень ПДКВ в 15-20 см Н2О обычно не используют из-за риска перерастяжения относительно здоровых зон легких. У больных, которые не требуют сопутствующей вентиляционной поддержки, экспираторное давление можно обеспечить с помощь режима СРАР.

Если используется удлиненный вдох, необходимо иметь в виду возможность развития внутреннего ПДКВ. Оно воздействует на коллабированные альвеолы таким же образом, как и наружное. Внутреннее (ауто-) ПДКВ, однако, оценить сложно. При неадекватной установке длительности вдоха оно может влиять на параметры вентиляции. При объемной вентиляции ауто-ПДКВ увеличивает пиковое давление, а при вентиляции с контролем по давлению — уменьшает дыхательный объем. Вследствие этого на преднамеренное создание внутреннего ПДКВ необходимо идти с большой осторожностью.

Использование кислорода повышает его альвеолярное парциальное давление и, соответственно, артериальное РО2. Однако эффект от увеличения FiО2 становится менее выражен по мере того, как прогрессирует ОПЛ и нарушаются вентиляционно-перфузионные отношения. К сожалению, продолжительное использование высоких концентраций кислорода может приводить к патологическим изменениям в легких, похожих на те, которые происходят при ОРДС. Большинство клиницистов наиболее оптимальным уровнем FiО2 считают 40 %, предельно допустимым — 60 %.

В тех случаях, когда имеются критические значения показателей газообмена и механики дыхания, а также наблюдается рассинхронизация работы аппарата с дыханием пациента, предпочтение в респираторной поддержке должно быть отдано принудительной ИВЛ с седацией и релаксацией больного. Дыхательные мышцы при этом имеют возможность восстановиться, поскольку вентилятор обеспечивает все энергетические затраты по обеспечению вентиляции. В то же время использование миорелаксантов для улучшения газообмена не всегда является оправданным. Из-за снижения тонуса диафрагмы дополнительно могут нарушаться вентиляционно-перфузионные отношения. Кроме того, применение их повышает риск тромбоэмболических и инфекционных осложнений.

Проведение седации или релаксации может также потребоваться при использовании неестественного дыхательного паттерна (длительный вдох) или при высоком пиковом давлении. Если повреждение легких не очень тяжелое или отмечается положительная динамика в состоянии больного, используется ВВЛ с постепенным снижением вентиляционной поддержки, чтобы пациент брал на себя часть работы по обеспечению вентиляции. При частичной поддержке, как правило, наблюдается меньшее пиковое давление и требуется меньше седативных препаратов.

Таким образом, можно выделить ряд положений (приоритетов), которые следует использовать при проведении респираторной поддержки при ОПЛ.

1. Избежание токсичных концентраций кислорода, применение их в течение непродолжительного времени и при крайней необходимости. В качестве альтернативы сначала можно прибегнуть к увеличению инспираторных давлений, улучшению функции сердечно-сосудистой системы, стимуляции диуреза и т. п.

2. Поддержание минимального среднего давления в дыхательных путях, которое позволяет добиваться нормальной оксигенации без использования токсических концентраций кислорода. При заданном уровне минутной вентиляции среднее давление в дыхательных путях может быть увеличено путем создания ПДКВ или за счет увеличения времени вдоха.

3. При снижении пикового давления в дыхательных путях до безопасного уровня допустима пермиссивная гиперкапния, вентиляция легких с контролем по давлению и объемная вентиляция с ограничением максимального давления. Предельно допустимым является максимальное пиковое давление паузы вдоха около 35 см Н2О.

4. Обоснованное использование фармакологическое угнетения сознания и мышечного тонуса пациента с обязательным мониторингом состояния больного. При этом руководствуются показателями доставки кислорода, степенью гипоксемии, переносимостью данного режима ИВЛ.

При терапии ОРДС в последние годы все шире используют различные режимы ИВЛ с контролем по давлению (PC-IRV или CMV(PC), SIMV (PC) BIPAP, APRV). PC-IRV (вентиляция, контролируемая по давлению с инвертируемым отношением вдоха к выдоху) — представляет собой режим респираторной поддержки, обеспечивающий удлинение времени вдоха. Достоинствами его является наличие жесткого контроля пикового давления, высокая скорость инспираторного потока, возможность обеспечения высокого среднего давления в течение дыхательного цикла за счет подбора степени инверсии, пикового давления и уровня ПДКВ. По возможности подбор параметров вентиляции следует проводить на основе анализа кривой «давление-объем».

При проведении контролируемой ИВЛ у больных с ОПЛ необходимо обязательно использовать влияние на газообмен положения больного. Во время такой респираторной поддержки наряду с традиционно используемым поворотом пациента на бок рекомендуется поворачивать его на живот (prone position). Улучшение газообмена при этом может быть обусловлено следующими механизмами:

— повышением остаточной емкости легких;

— изменением региональных движений диафрагмы;

— перераспределением перфузии в сторону лучше вентилируемых респиронов;

— улучшением очищения бронхиального дерева от секрета.

Другие аспекты интенсивной терапии включают адекватный туалет легких, предупреждение аспирации, уход за эндотрахеальной трубкой. Предпочтительно использование манжеты низкого давления, удаление секрета над манжетой и проведение трахеостомии, если необходима длительная вентиляция (больше 7-15 дней).

Лечение по поддержанию сердечно-сосудистой системы включает в себя инфузионную терапию, использование вазоактивных препаратов, инотропных средств. Одной из задач этой терапии является уменьшение отека легких, развитие которого может быть вызвано повышением давления в легочных капиллярах, нарушением проницаемости альвеолярно-капиллярной мембраны, снижением онкотического давления плазмы крови, дисфункцией работы лимфатического аппарата.

Оптимальный водный и гемодинамический режим при ОПЛ и ОРДС не отработан. Наиболее часто стремятся обеспечить нормоволемию с ограничением вводимой жидкости и снижением легочного давления. Основная цель такого подхода — снижение количества отечной жидкости в легких, улучшение за счет этого газообмена и ускорение выздоровления. Противоположный подход — использование агрессивной волемической терапии с инотропной поддержкой для обеспечения повышенных значений доставки кислорода.

Диагностика и лечение аритмий – неспецифическое, но важное направление лечения, способствующее улучшению транспорта кислорода. Сердечный выброс может быть также значительно улучшен при контроле частоты пульса или при восстановлении синусового ритма у пациентов с трепетанием или мерцанием предсердий.

Для улучшения газообмена в легких может быть также применена ингаляция оксида азота и высокочастотная вентиляция (ВЧВ). Экстракорпоральная мембранная оксигенация (ЭКМО) для больных с тяжелой гипоксемической недостаточностью в настоящее время используется в качестве дополнения к традиционным методам лечения. Возможные осложнения (кровотечение) и недостаточная производительность большинства мембранных оксигенаторов ограничивают показания к широкому применению ЭКМО у больных с ОПЛ.

Окончательного мнения об эффективности сурфактанта, ингаляции простациклина у взрослых не сформировано, хотя определенное положительное влияние их на течение ОПЛ зафиксировано. При респираторном дистресс-синдроме новорожденных сурфактантная терапия оказывает очень хороший эффект. Назначение экзогенного сурфактанта может потенциально поддержать стабильность альвеол, особенно во время выдоха, расширить вентилируемую зону и уменьшить движущие силы развития отека легких в этих условиях. Сурфактант является также важным медиатором функции иммунных клеток, хотя это менее изученное действие, чем снижение поверхностного натяжения.

Глюкортикоиды могут ингибировать индуцированную комплементом агрегацию нейтрофилов и продукцию туморнекротизирующего фактора макрофагами. Доказательств эффективности применения больших их доз при ОРДС не получено. Имеются немногочисленные сведения об эффективности небольших доз кортикостероидов в поздней стадии за счет уменьшения активности процессов фиброзирования. Эффективность других препаратов, ингибиторов провоспалительных медиаторов (пентоксифиллин, моноклональные антитела, ингибиторы циклоксигеназы — кетопрофен и многие др.) также не доказана, хотя исследования в этом направлении активно продолжаются.

Учитывая значение эндогенной интоксикации в генезе ОЛП после травм и хирургических вмешательств, рассматривается возможность применения методов экстракорпоральной детоксикации (см. гл. 6.7), в частности гемофильтрации. При ее своевременном использовании удается добиться уменьшения количества внесосудистой воды в легких и дегидратации легочной ткани, а также удаления медиаторов, определяющих повышение проницаемости легочных капилляров.

Нутриционная поддержка направлена на предотвращение дальнейшего прогрессирования полиорганной дисфункции и депрессии иммунитета. Она должна быть начата в максимально ранние сроки. Одновременно следует осуществлять специфическую профилактику стрессовых язв. Необходимо также проводить коррекцию гемостаза, контролировать процесс развития инфекционных осложнений, обеспечить профилактику тромбоза глубоких вен.

Литература

«Неотложная медицинская помощь», под ред. Дж. Э. Тинтиналли, Рл. Кроума, Э. Руиза, Перевод с английского д-ра мед. наук В.И.Кандрора, д. м. н. М.В.Неверовой, д-ра мед. наук А.В.Сучкова, к. м. н. А.В.Низового, Ю.Л.Амченкова; под ред. Д.м.н. В.Т. Ивашкина, Д.М.Н. П.Г. Брюсова; Москва «Медицина» 2001

Интенсивная терапия. Реанимация. Первая помощь: Учебное пособие / Под ред. В.Д. Малышева. — М.: Медицина.— 2000.— 464 с.: ил.— Учеб. лит. Для слушателей системы последипломного образования.— ISBN 5-225-04560-Х

Контрольная работа: Идентификация личности

Содержание

Введение

1 Соотношение понятий «идентификация личности» и «идентичность личности»

2 Механизм идентификации личности в онтогенезе

3 Теории идентификации личности

3.1 Теоретические представления зарубежных авторов

3.2 Концепции отечественной психологии

Заключение

Список литературы

Введение

Термин «идентификация личности», происходящий от средневекового латинского слова identifico – «отождествляю», обозначает механизм, работа которого основана на существовании эмоциональной связи индивида с другими людьми, прежде всего его родителями, приводящий к уподоблению, чаще всего неосознанному, этим значимым другим. Ориентация на другого человека как на образец существенно повышает показатели социального учения. За счет идентификации у маленького ребенка происходит формирование поведенческих стереотипов, образующих черты личности, определение ценностных ориентаций и полоролевой идентичности, — это установленный эмпирический факт.

Также идентификация выступает в качестве одного из механизмов познания и понимания другого человека. Существует много экспериментальных исследований процесса идентификации и выяснения его роли в процессе общения. В частности, установлена тесная связь между идентификацией и другим, близким по содержанию явлением — эмпатией.

Феномен идентификации впервые описан в работах 3. Фрейда в 1899 году и детально изучаем как психоаналитиками, так и бихевиористски или когнитивистики ориентированными исследователями. В советской психологической науке изучению данного феномена посвящено немало интересных теоретико-эмпирических исследований (Выготский Л. С., Кон И.С., Мухина В.С., и др.)

Цель настоящей работы – раскрыть понятие «идентификация личности». Указанная цель обуславливает решение следующих задач:

Рассмотреть соотношение понятий «идентификация» и «идентичность»;

Описать механизм идентификации личности в онтогенезе;

Дать представление о некоторых отечественных и зарубежных теориях идентификации личности.

Соотношение понятий «идентификация личности» и «идентичность личности»

Понятие «идентификация» ввёл австрийский невропатолог, психиатр и психолог Зигмунд Фрейд.

В современной психологии это понятие охватывает следующие пересекающиеся области психической реальности [3]:

1. Ситуативное уподобление (как правило, неосознанное) себя значимому другому (напр., родителю) как образцу на основании эмоциональной связи с ним. Посредством механизма идентификации с раннего детства у ребенка начинают формироваться многие черты личности и поведенческие стереотипы, половая идентичность и ценностные ориентации. Ситуативная идентификация часто имеет место во время детской ролевой игры.

2. Устойчивое отождествление себя со значимым другим, стремление быть похожим на него. Различают первичную и вторичную идентификацию. Первичная идентификация — это идентификация ребенка (младенца) сначала с матерью, затем с родителем, пол которого ребенок признает своим (половая идентификация). Вторичная идентификация — это идентификация в более позднем возрасте с людьми, не являющимися родителями.

3. Механизм психологической защиты, заключающейся в бессознательном уподоблении объекту, вызывающему страх или тревогу.

4. Идентификация групповая — устойчивое отождествление себя с к.-л. (большой или малой) социальной группой или общностью, принятие ее целей и системы ценностей, осознание себя членом этой группы или общности.

Синонимами понятия «идентификация личности» являются «аутоидентификация», «самоидентификация».

Таким образом, идентификация (аутоидентификация) — психологический процесс самоотождествления, формирования идентичности, т. е. идентичность можно рассматривать как результат действия механизма идентификации

В социальной психологии «идентичность» – рассматривается как аспект «Я» и определяется как переживание и осознавание индивидом само-тождественности, целостности и неделимости в пространстве, а также постоянства во времени (Э. Эриксон, 1986). Сегодня проблема идентичности личности решается исследователями в социально-психологическом ключе интерсубъективного макросоциального и макросоциального взаимодействия. Рассмотрение проблемы «Я» в контексте изучения конституирующей роли значимых и обобщённых «Других» в процессе достижения идентичности можно отнести к ряду зарубежных и отечественных исследователей, изучающих роль других людей в процессе личностного самосознания, самоотношения и самоидентификации. Существующие научные разработки в той или иной степени оформляли в психологической науке общий взгляд на проблему идентичности как результат идентификационных процессов личности, реализующихся в ходе субъективной жизненной истории во взаимодействии с индивидуальным психофизиологическим потенциалом и социальным контекстом её существования.

Сознание своей идентичности для человека не просто знание себя, а динамическая установка, определенное отношение к себе [7].

Особенно важна при этом идентификация с той или иной социальной (возрастной, половой, этнической, экономической, профессиональной и т. д.) группой. Для понимания самосознания личности весьма существенно, какие именно роли и группы человек называет при самохарактеристике.

Многими исследователями отмечается и такой аспект, что идентификация с другим без сохранения определенной дистанции означала бы растворение в другом, утрату собственного Я. Гипертрофия «отчуждения», напротив, означает неспособность к эмоциональной близости, предполагающей сочувствие (буквально — совместное чувствование).

2 Механизм идентификации личности в онтогенезе

Для освещения механизма идентификации личности в онтогенезе перейдем к рассмотрению работ Мухиной В. С.

Выделяется два основных этапа в развитии самосознания [8]. Первый – присвоение структуры самосознания через механизм межличностной идентификации. Структура характеризуется основными феноменами: именем, притязанием на признание, с полом, видением себя во времени. Второй этап – формирование мировоззрения и системы личностных смыслов. Здесь механизмы идентификации и обособления действуют на эмоциональном и когнитивном уровнях. Развитая личность прогнозирует себя в будущем, формирует образ своей жизненной позиции, «сохраняет свое лицо» при взаимодействии с другими. Однако предполагается, что в крайних случаях естественная обособленность может привести к отчуждению.

В.С.Мухиной соответственно предполагается три возможности развития: гиперболизированной идентификации с другими индивидами, обособления от них, и гармонического взаимодействия [там же].

Характеристики личности при всех возможных вариантах развития указанных частей самосознания предлагает A.Curle [цит. по 5]. Следует отметить, что его работа, посвященная главным образом общим вопросам соотношения личностной и социальной идентичностей, отличается высокой проработанностью проблемы. Для обозначения личностной идентичности он употребляет термин «awareness – identity» – «идентичность осознания», для социальной – «идентичность принадлежности (belonging identity)».

Прежде всего, A.Curle характеризует идентичность принадлежности. Она много значит для сохранения, стабильности человека, поддерживает его status quo. Многим недостает традиционных объектов для идентификации. Как следствие мы скорее в отчаянии ищем новые виды идентичности. A.Curle говорит о том, что именно в этих поисках возникают клубы болельщиков футбольных команд, которые из-за избытка солидарности совершают акты вандализма. По той же причине получают развитие многие культы. Однако идентичность принадлежности имеет обратную сторону. Если человек принадлежит к некоторой общности, то и общность психологически принадлежит ему.

Идентичность осознания отличается тем, что принимает себя, признает недостатки без самообвинения, а свою силу без самопохвал. В то же время идентичность принадлежности весьма болезненно реагирует на несоответствие роли. В определенном смысле обе идентичности противодействуют друг другу. Однако их противодействие во многом зависит от выраженности каждой из идентичностей.

Сарджевеладзе в своих исследованиях выделяет лишь несколько аспектов этой широкой темы и рассматривает механизм идентификации под углом зрения сказанного о «заданности» и «создаваемости» социального статуса [10]. Особенно он обращает внимание на роли идентификации в процессах половой дифференциации. Как показано в многочисленных исследованиях, анатомический или пол непрямолинейно определяет формирование соответствующего полу индивида репертуара психосексуального ролевого поведения. Важным фактором в этом процессе является адекватная половая аутоидентификация. Ребенок с раннего возраста начинает соотносить себя с мужским или женским полом. Однако этот процесс соотнесения не является простой констатацией принадлежности: ребенок путем идентификации себя с представителями мужского или женского пола усваивает тот репертуар маскулинного или феминного ролевого поведения, образцы которого существуют в ближайшем окружении. Психологический смысл такого уподобления заключается в стремлении подрастающего индивида внутренне овладеть желаемым статусом мальчика и будущего мужчины или девочки и будущей женщины. Этот механизм статусного самоопределения, когда индивид не только приспосабливается к другим в плане своего ролевого поведения, но и приспосабливает других к себе и к своей социальной роли, выполняет важную регулятивную функцию на всех этапах жизненного пути личности в плане ее взаимодействия с социальным миром.

Воображаемое овладение иным статусным состоянием и преодоление статусной «заданности» в процессе идентификации в детском возрасте, как отмечает Сарджевеладзе, может иметь две функции: защитную и развивающую. Примером защитной функции идентификации может служить т. я. «идентификация с агрессором» [10]. Ребенок, стремясь преодолеть неприятные моменты, связанные с заданной ролью объекта агрессии, компенсирует такую заданность путем отождествления себя с тем, кто выступает в роли и статусном обличий агрессора (отец, старший брат, учительница и т. д.). Такое статусное «перевоплощение» может служить целям редукции страха и тревоги. Примером развивающей функции идентификации в плане преодоления статусной заданности и воображаемым овладением роли взрослого могут служить многочисленные т. н. «иллюзорные игры», например, «мой дом» или «дочки-матери». В процессе этих игр внутренне усваивается ряд социально-ролевых функций (функции взрослого, родителя и др.) и поэтому подобные игры действительно служат, как говорил Гросс [цит. по 10], «подготовительной школой жизни». Таковы закономерности механизма идентификации личности в онтогенезе.

3 Теории идентификации личности

Теоретические представления зарубежных авторов

3. Фрейд сущность феномена идентификации рассматривал в связи с природой онтогенетического развития ребенка и социально-психологических процессов внутри социальной группы [цит. по 2]. Процесс идентификации, с одной стороны, связывается с процессом удовлетворения первичных витальных потребностей, например, потребности в пище, при этом допускается, что младенец «абсорбирует» вместе с пищей образ кормилицы (т. н. аналитическая идентификация), с другой стороны, он связывается либо либидонозными стремлениями ребенка занять позицию родителя противоположного пола, либо же со снятием тревоги, вызванной тем, что индивид является объектом агрессии. Идентификация представляется в некоторой степени процессом, служившим средством удовлетворения некоторой первичной (преимущественно биогенной) потребности. Однако необоснованна абсолютизация этой ее функции и ограничение исключительно ею. В итоге, стремление «быть как другие», выражающееся в идентификационном с социумом процессе, не является исключительно средством удовлетворения других потребностей, а представляется также самостоятельной движущей силой человеческой жизнедеятельности.

Э. Эриксон установил зависимость личностных особенностей ребенка от его отношений с родителями на различных стадиях развития. Э. Эриксон отмечал, что в подростковом возрасте формируется идентификация личности или спутанность ролей, когда перед ребенком встает задача осмыслить его различные социальные роли (сына или дочери, ученика, друга и т.д.) Выработанные на предыдущих стадиях положительные качества значительно повышают шансы на успешную психосоциальную идентификацию. У недоверчивого, стыдливого и неуверенного подростка с повышенным чувством вины и собственной неполноценности возникают трудности с идентификацией [цит. по 2].

Идеи Эриксона о том, что идентичность – изменчива на протяжении жизни; идентичность не есть автономия, были восприняты во всех психологических и социологических школах.

Одним из наиболее известных продолжателей исследований Э. Эриксона, американский психолог Дж. Марсия, считая теорию слишком обобщенной и теоретичной, не всегда пригодной для практики, пытался приблизить ее к жизни. По Марсия идентичность — это структура «эго», внутренне самосозидающая, динамическая организация способностей, убеждений и индивидуальной истории. Проявляется структура «эго» через решение проблем, через способы выхода из кризиса [4].

В зависимости от того, самостоятельно или нет, приобретена идентичность, сформировалась или нет, она после кризиса в юности американский исследователь классифицирует идентичность по четырем типам: диффузный – я — расщеплено, размыто, у человека пропадает чувство непрерывности и тождественности в изменяющемся мире; внутренний хаос преобладает; зеркальный — я — отражение других людей, я неспособно самостоятельно решать и выбирать; преобладает психический плагиат; отсроченный — я — имеет множество возможностей, но не имеет сил выбора, преобладает нерешительность; зрелый — я — с чувством собственной отдельности, самостоятельности; я знает, к чему стремится в сложном динамичном мире [2].

Теорию идентичности в рамках американского варианта психоанализа развивает А. Ватерман. Он стремится выделить ценностные аспекты этого феномена. Идентичность, — наличие у человека главных ее элементов: четкого самоопределения, выбора целей, ценностей и убеждений, которым он следует в жизни. Идентификация неотделима от взаимодействия с ценностной идентичностью, на которую индивид претендует. По Ватерману, четыре сферы наиболее значимы для формирования идентичности: выбор профессии, принятие и переоценка моральных и религиозных убеждений, выработка политических взглядов, принятие набора социальных ролей [5].

В ином методологическом русле протекает изучение идентичности символическом интеракционизме. Первым принципом своего оригинального подхода Дж. Мид (основатель направления) различает два типа идентичности: осознаваемая — человек сам размышляет о своем поведении, он не автономен, но свободен, думать о цели и тактики поведения; неосознаваемая — человек нерефлексируемо принимает нормы поведения, привычки, ритуалы [2]. Существуют определенные способы поведения, которые идентичны по своей сути. Мы ожидаем от человека определенной реакции, без обдумывания последней. Идентификация значений протекала вместе с формированием рефлексии, лингвистических правил. С одной стороны, общество определяет идентичность индивида, задавая нормы, законы существования, с другой стороны, индивид сам задает собственное определение в выборе целей, ценностей. Исключительное значение придается символической коммуникации: вербализованной и невербализованной. Ведь символичность коммуникации есть результат эволюции человека и содержание развития отношений общества и личности.

Э. Гофман выделил три типа идентичности: социальная, личная, Идентичность. Гофман вводит понятие «политика идентичности», т. е. влияние человека на информацию о себе, продуцируемую на социальное окружение [там же]. Существуют различные техники, реализующие данную политику: техника избегания, техника компенсации (искажение мнения о себе), техника деидентификации (изменение признаков идентичности). Развивая идею Эриксона о базовом доверии, Гофман считает, что целью таких техник остается охрана себя в сети коммуникации, помощь в овладении критическими ситуациями. Однако в отличие от Эриксона он исследует, как «базовое доверие» помогает справиться с критическими ситуациями и, по его мнению, умение овладевать пространством и временем составляет главную способность человека.

Третьим направлением американской социально-психологической мысли, придающим особое значение категории «идентичность» и соответственно подробно ею занимающейся является когнитивно ориентированная психология. Ее представители Х. Тэджфел, Дж. Тернер, Г. Брейкуэлл определяют идентичность как когнитивную систему, которая: исполняет роль регуляции поведения. Имеет две подсистемы: лингвистическую (самоопределение в терминах физических, интеллектуальных, нравственных) и социальную (принадлежность к расе, полу, национальности) [5].

При этом структура идентичности определяется следующими компонентами: биологический организм (сердцевина идентичности, однако со временем становится все менее значимой); содержательный компонент (характеристики, определяющие уникальность личности); ценностный (положительные или отрицательные оценки принципов, ситуаций, личностей); хронологический (развитие идентичности в субъективном времени) [там же].

Объективным условием идентификации в рамках данного подхода признается социальный контекст. Социальная идентичность обеспечивает формирование содержательной и ценностной структуры личности. Структура идентичности развивается на протяжении всей жизни. Становление идентичности осуществляется с помощью двух процессов: ассимиляции, отбора новых компонентов и их приспособления к структуре путем определения значения и ценностей компонентов, новых и старых [4].

Когнитивная психология, таким образом, показывает постоянную изменчивость идентичности (она развивается на протяжении всей жизни и не обязательно связана с биопсихологическим циклом жизни, как у Эриксона).

3.2 Концепции отечественной психологии

Выготский Л. С. формулирует идею о том, что процессы человеческой психики основаны на межличностных отношениях. Индивид формирует свой внутренний мир путем интериоризации исторически сложившихся форм и видов деятельности. «Сначала другие люди действуют по отношению к ребенку, затем он сам вступает во взаимодействие с окружающими, он начинает действовать на себя» [цит. по 6]. Понимание Я происходит в русле «социальной ситуации развития». Эта ситуация — своеобразное, специфическое и единственное отношение между ребенком и социальной средой. Эта ситуация — исходный момент для всех динамических изменений, происходящих в развитии данного периода. Л.С. Выготский придает особое значение не конформизму, а степени независимости, уверенности и самостоятельности. Важно преобразовательно-деятельностное начало самого человека.

В свою очередь, С. Л. Рубинштейн формулирует идеи, ставшие принципиальными для советской психологии и философии. В его трактовке сущность человека принципиально межсубъектна, несводима к продуктивности, к отдельному результату, к совокупности социальных ролей, функционально-ролевых масок, к бытию человека в качестве члена или агента социума, разомкнута и раскрыта для бесконечного становления. «Не обращать человека в маску — такова первая заповедь этики» [9]. Личностное самоопределение, идентификация не может быть монологическим делом. Проблема самоопределения, по Рубинштейну, изначально представляет соотнесенность с другими субъектами. «Специфика человеческого способа существования заключается в мере соотношения самоопределения и определения Другими» [там же]. Главным критерием самоопределения он считал активность жизненной позиции как результат взаимодействия объективного процесса общения с Другими и субъективного внутреннего процесса самоопределения. Самоопределение и определение Другими — взаимные детерминанты. В своей трактовке Рубинштейн подчеркивает, что нельзя редуцировать сущность человека, сводить ее к каким — то технологическим проявлениям.

Б. Ф. Поршнев в своих социальных теориях придавал большое значение идентификации как уподоблению и приспособлению. «Мы» формируется путем взаимного уподобления людей, т. е. действия механизмов подражания и заражения, а «они» — путем имитирования этих механизмов путем запрета чему-либо подражать или отказа человека в подчинении подражанию. Всякая замкнутость в истории: родовая, семейная, племенная, этнокультурная, культурная конституирует себя из «Мы – Они». Через обособление, уподобление индивид получает возможности для развития, самореализации и персонализации [цит. по 5].

В целом в советской психологи идентификация оценивалась как положительный ход развития личности. Такие авторы, как Н. И. Алексеева, А. В. Буров, Т. П. Гаврилова, Е. М. Дубовская, Т. И. Комисаренко, Р. Л. Кричевский, Т. А. Моджарова, В. А. Рахматшева, А. П. Соприков выделяли в исследуемом процессе такие социально-значимые черты: формирование социальных качеств индивида, занявшего позицию активного нравственного субъекта. Это постоянно действующий механизм развития личности, ее структурообразующий фактор [цит. по 5].

По их мнению, идентификация многоуровневая и многокомпонентная. Обычно выделяют три основных ее компонента: эмоциональный, когнитивный и поведенческий.

Возможны ценностные, нормативные, ролевые идентификации. Многообразны функции идентификации: объединение в группы «Мы», духовное объединение, самосознание групповой принадлежности, структурообразующий принцип общения, формирование личности.

В советской социальной и психологической мысли, скорее всего, преобладает приоритет социального в объяснении идентификации и идентичности (за исключением достаточно глубоких для односторонних констатаций работ Выготского, Поршнева). Индивиды зачастую предстают как «неразумные агенты», которые лишь поддерживают модели социального производства и этим объясняется увлеченность «идентификацией» (такое представление преобладает во многих современных психологических, социологических концепциях).

В целом, понятие идентичности встречалось довольно редко в отечественной, современной мысли до начала 90-х годов. В зависимости от аксиоматики менялось значение «Я» и, соответственно, использование понятий: Спиркина волновало «Я» как носителя и элемента самосознания, Михайлов Ф. Т. интересовался «Я» как источником творческих способностей, Дубровский Д. И. видел в «Я» центр, интегрирующий и активизирующий фактор субъективной деятельности.

Популяризатором исследований различных аспектов идентификации в советской философии стал И. С. Кон. Его интерес к изучению идентичности обусловлен тем, чтобы схватить человеческое «Я» в его единстве. Для этого нужны сложные теоретические модели: «идентичность, эго, супер-Я» и т. д [7]. Сложность и полифункциональность «человеческого» определяется тем, что «человеческая психика должна постоянно перерабатывать и координировать огромное количество информации. Чем разнороднее внутреннее и внешнее, чем разнообразнее такая информация, тем острее будет его индивидуальное самоощущение и тем сложнее и дифференцированнее свойственный ему образ Я» [7, c.64]. Еще в конце 60-х автор замечает, что, чем больше информационный обмен, тем меньше времени остается для рефлексии или время уплотняется, увеличивая психические нагрузки. Отечественный исследователь выделяет следующие типы идентичности:

психофизиологическая идентичность — единство и преемственность физиологических и психических процессов и структуры организма;

социальная система свойств, благодаря которым особь становится социальным индивидом, членом сообщества, группы и предполагает разделение индивидов по их социально-классовой принадлежности социальным статусом и усвоенным нормам;

личная — единство и преемственность жизнедеятельности, целей, мотивов.

Важным вкладом И. С. Кона в становление теории идентичности было не только то, что он одним из первых стал рассматривать эти проблемы. Используя выводы и идеи отечественных и зарубежных авторов, он интерпретировал идентичность как условный конструкт личности. Этот конструкт не является статичным и постоянно содержит динамические мотивационные тенденции, уравновешивает внутренние и внешние импульсы [7].

Индивидуальная идентичность понимается как способ субъективной организации событий, как внутренняя динамическая структура, интегрирующая отдельные стороны личности, связанные с осознанием и переживанием себя как представителя определенного пола, группы и т. д. в единое целое без потери своеобразия. Признается, что идентичность – познавательный инструмент, гипотетическая структура, позволяющая упорядочить представления о личности и ее образе жизни. Однако большинство авторов предлагает достаточно эклектичные, схематичные интерпретации идентичности или идентификации, зачастую просто интерпретируя исследования зарубежных авторов.

Заключение

В заключение кратко отметим значимые теоретические положения. Идентификация личности понимается как уподобление «значимым другим» людям. Идентичность же – результат действия этого механизма. Механизм идентификации с раннего детства выполняет важную функцию в развитии человеческой личности.

В работе рассматривались различные подходы к проблеме. Обобщая, отметим, что в концепции МИДа и его последователей придается большая самостоятельность самому человеку в формировании идентичности, нежели во фрейдистско-эриксоновском подходе. Когнитивная психология, показывает постоянную изменчивость идентичности (она развивается на протяжении всей жизни и не обязательно связана с биопсихологическим циклом жизни, как у Эриксона).

В советской психологи идентификация в целом оценивалась как положительный ход развития личности. Такие авторы, как Дубровский Д. И., Кон И. С., Мухина В. С. выделяли в исследуемом процессе такие социально-значимые черты: формирование социальных качеств индивида, занявшего позицию активного нравственного субъекта. Это постоянно действующий механизм развития личности, ее структурообразующий фактор. Идентификация может выступать в качестве объяснительного принципа широкого круга явлений уподобления и обособления. Ее содержание составляет механизм межличностной и групповой интеграции и дифференциации. Сложность изучения идентификации заключается в том, что это явление пропитано другими психологическими, социальными явлениями, при которых актуален системный анализ феномена.

Таким образом, достигнута цель работы и решены задачи.

Список литературы

Андреева Г.М. Социальная психология: Учебник для вузов. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. — 432 стр.

Антонова Н.В. Проблема личностной идентификации в интерпретации современного психоанализа, интеракционизма и когнитивной психологии. // Вопросы психологии. 1996. N1. С. 131-143.

Большой психологический словарь. / Под ред. Б. Г. Мещерякова, В. П. Зинченко. — СПб. ; М.: Прайм-Еврознак: ОЛМА-Пресс, 2003. — 672 стр.

Демченко О.Н., Мытиль А.В. Социальная идентификация и адаптация личности, // Социологические исследования. — 1995. — №6. — 110-119 стр.

Заковоротная М.В, — Идентичность человека. Социально-философские аспекты. — Ростов – на – Дону: СКНЦВШ. – 1999. – 261 стр.

Иванова В.В. Общие вопросы самосознания личности. М., 1999. – 312 стр.

Кон И.О. В поисках себя: Личность и ее самосознание. – М.: Политиздат, 1984. — 335 стр.

Мухина В.С. Феноменология развития и бытия личности. – М.: МПСИ, Воронеж: НПО МОДЭК, 1999. – С. 178-186стр.

Рубинштейн С. Л. Основы общей психологии. – СПб.: Питер, 2001. – 866 стр.

Сарджевеладзе Н.И. Личность и ее взаимодействие с социальной средой. — Тбилиси: Мецниереба, 1989. — 204 стр.

Курсовая работа: Интеллект руководителя организации

КУРСОВАЯ РАБОТА

по психологии управленческой деятельности

на тему: Интеллект руководителя организации

Содержание

Введение

1. Интеллект руководителя

1.1. Понятие интеллекта в психологии

2. Интеллект и эффективность управленческой деятельности

3. Специфика интеллектуальных качеств руководителя

Заключение

Список литературы

Введение

Когнитивные процессы восприятия, памяти, наряду со всеми иными (вниманием, воображением, представлением), входят в состав наиболее обобщенного когнитивного образования, обозначаемого понятием «интеллект». Вместе с тем интеллект обладает и такими свойствами, которые не обнаруживаются при изучении отдельных когнитивных процессов, а являются обобщенными проявлениями всей познавательной сферы личности. Кроме того, интеллект зависит от личностных особенностей субъекта, как бы «несет на себе печать» личности в целом, что также придает ему новые, специфические особенности.

Целью данной курсовой работы является исследование некоторых общих особенностей интеллекта и его специфической роли в деятельности руководителя.

Реализация поставленной цели предполагает решение следующих задач:

изучить понятие интеллекта в психологии;

рассмотреть интеллект и эффективность управленческой деятельности;

проанализировать специфику интеллектуальных качеств руководителя.

Объектом исследования является категория интеллект.

Предметом исследования являются некоторые вопросы особенностей интеллекта руководителя организации.

Цели и задачи курсовой работы определяют её структуру. Курсовая работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы. Во введении обоснована актуальность исследования, объект и предмет исследования, сформулированы цели и задачи курсовой работы, структура работы. В первой главе изучается сущность категории интеллект, понятие интеллекта психологией. Во второй главе рассматривается интеллект и эффективность управленческой деятельности. В третьей главе анализируется специфика интеллектуальных качеств руководителя.

В заключении подводятся выводы по проведенному исследованию.

1. Интеллект руководителя

1.1.Понятие интеллекта в психологии

Связь интеллекта с управлением, с эффективностью управленческой деятельностью представляется предельно самоочевидной и первостепенной по значимости. В силу этого можно было бы ожидать, что тема «интеллект руководителя» хорошо и подробно изучена. К сожалению, это не так и конкретных данных по ней явно недостаточно. Одной из причин этого является исторически сложившаяся традиция изучения интеллекта в той его форме, которая представляется наиболее сложной, — в форме теоретического интеллекта. Интеллект же практический, связанный, например, с управленческой деятельностью, долго оставался вне сферы исследований, и было широко распространено представление о нем, как о низшем, более простом по сравнению с теоретическим интеллектом типе и потому — не заслуживающим внимания1.

Такой ошибочный взгляд изменился благодаря ставшей классической работе Б.М. Теплова «Ум полководца». В ней рассматривался практический интеллект в его высших проявлениях на материале деятельности выдающихся военачальников, полководцев, государственных деятелей. В приводимом ниже высказывании Б.М. Теплова лаконично сформулирована совершенно иная, принятая в настоящее время точка зрения на практический интеллект в целом и на интеллект руководителя в особенности. Это высказывание как нельзя лучше и точнее отражает суть рассматриваемого здесь вопроса: «Теоретический ум рассматривается как высшая возможная форма проявления интеллекта. Практический же ум, даже на самых высоких его ступенях — ум политика, государственного деятеля, полководца — расценивается… как более элементарная, более легкая, как бы менее квалифицированная форма интеллектуальной деятельности. Это убеждение глубоко ошибочно …нет ни малейшего основания считать работу практического ума более простой и элементарной, чем работа ума теоретического. Да и фактически высшие проявления человеческого ума мы наблюдаем в одинаковой мере и у великих «практиков», и у великих «теоретиков». Ум Петра I ничем не ниже, не проще и не элементарнее, чем ум Ломоносова. Мало того, если уж устанавливать градации деятельностей по трудности и сложности требований, предъявляемых ими к нему, то придется признать, что с точки зрения многообразия, а иногда и внутренней противоречивости интеллектуальных задач, а также жесткости условий, в которых протекает умственная работа, первые места должны занять высшие формы практической деятельности. Умственная работа ученого, строго говоря, проще, яснее, спокойнее (это не значит обязательно «легче»), чем умственная работа политического деятеля или полководца» 2.

Отсюда вытекает ряд важных для понимания сути интеллекта руководителя следствий: практический интеллект не является типом, низшим по отношению к теоретическому интеллекту; практический интеллект в целом более сложен, чем интеллект теоретический; непрактический интеллект является одной из функций и проявлением общего — теоретического интеллекта, а скорее наоборот: практический интеллект использует механизмы теоретического интеллекта как средство своего функционирования; теоретический и практический интеллекты едины по своим общим механизмам, но специфичны по условиям применения, задачам, материалу, требованиям к результатам и др. В силу этого раскрытие содержания интеллекта руководителя равнозначно раскрытию темы «интеллект в психологии в целом». Поскольку практический интеллект в ряде важных аспектов богаче и комплекснее, нежели теоретический, то необходимо описать и его специфические особенности.

Это главное обстоятельство определяет последовательность изучения интеллекта руководителя в данной курсовой работе. Сначала будут рассмотрены некоторые наиболее общие сведения о природе и структуре интеллекта; затем — основные закономерности соотношения интеллекта с эффективностью управленческой деятельности и, наконец, те специфические черты, которые присущи именно практическому интеллекту в целом и интеллекту руководителя в особенности.

В психологии отсутствует, думается, другое понятие, которое на казалось бы столь же очевидным и понятным, как интеллект, но на самом деле— и таким трудноопределимым.

Любой человек постоянно прибегает к нему, говоря о других как об «умных» или не очень, а сам термин «интеллект» прочно вошел в обиходный язык.

Интеллект (от лат. intellectus — познание, понимание) в широком смысле — это совокупность всех познавательных особенностей человека, начиная от ощущения и восприятия и кончая мышлением и интуицией. Поэтому, строго говоря, все то, что говорится о восприятии, памяти и мышлении и других познавательных процессах, является одновременно и характеристикой отдельных сторон интеллекта. Но отдельные познавательные процессы не являются взаимонезависимыми друг от друга, они тесно взаимосвязаны, образуют целостную систему. Взаимодействуя и подвергаясь соорганизации, они взаимоусиливают друг друга, благодаря чему возникают новые свойства, которых нет у отдельных познавательных процессов. В связи с этим в психологии принято выделять частные (или специальные) и общие способности. Частные способности характеризуют тот или иной индивидуальный уровень развития отдельных познавательных процессов (и даже отдельных их сторон). Общие способности характеризуют уровень их развития в целом. Доказано, что именно общие способности являются первичными: они в большей мере генетически предопределены, чем специальные; они сильнее влияют на то, как проявятся специальные способности, а не наоборот3. По существу, вся история развития психологии интеллекта и основные его модели концентрируются вокруг вопроса о соотношении частных и общих познавательных функций, интеллектуальных способностей.

Так, автор первой из предложенных моделей интеллекта К. Спирмен обнаружил, что уровни развития отдельных познавательных процессов — восприятия, внимания, памяти, мышления и др. — тесно взаимосвязаны: люди, успешно выполняющие тесты на мышление, столь же успешно справлялись и с тестами на прочие познавательные способности и наоборот. Поэтому он предположил, что в интеллекте существуют как бы два основных фактора Первый — общий фактор (general factor, G-фактор): общая способность, определяющая собой успех выполнения любого интеллектуального задания; своеобразный фон, на котором реализуются все иные функции. Второй — фактор, специфический для каждой конкретной познавательной функции (S-фактор). Поэтому данная модель получила название «двухфакторной теории интеллекта». Она имеет иерархический принцип строения, включающий два соподчиненных уровня (уровни G- и S-факторов). G-фактор был интерпретирован К. Спирменом как «общая умственная энергия», интеллект в собственном смысле.

В другой модели — модели Л. Терстоуна положение о существовании G-фактора отвергалось, а сама эта модель получила название многофакторной. В ней обосновывалась идея о том, что интеллект — это множество «первичных умственных способностей». Л. Терстоун обнаружил семь таких способностей: 1) «S» — «пространственный» фактор (способность оперировать в уме пространственными отношениями); 2) «Р» — «восприятие» (способность детализировать зрительные образы); 3) «N» — «вычислительный» (способность выполнять основные арифметические действия); 4) «V» — «вербальный» (способность раскрывать значения слов); 5) «F» — «беглость речи» (способность быстро подбирать нужное слово); 6) «М» — «память» (способность запоминать и воспроизводить информацию); 7) «R» — «логическое рассуждение» (способность выявлять закономерности). Л. Терстоун утверждал, что интеллект нельзя определить одним показателем, но можно лишь через построение определенного профиля оценок по указанным факторам.

Третья из основных, существующих в настоящее время моделей — модель Дж. Гилфорда также является многофакторной. Однако в ней, в отличие от предыдущей, выделяется не семь, а 120 узкоспециализированных и независимых друг от друга познавательных способностей. Гилфорд полагал, что эти способности зависят от трех основных параметров интеллектуальной деятельности: содержания (он выделил 4 типа содержания), характера интеллектуальных операций (5 типов операций) и ее целей (6 видов). В результате комбинирования этих трех параметров получается известная кубическая модель интеллекта Гилфорда, включающая 4 х 5 х 6 = 120 «единиц», т.е. специальных способностей (рис. 1).

Интеллект руководителя организации

Рис. 1. Структура интеллекта по Гилфорду

В дальнейшем было, всеже доказано, что до 98% всех этих способностей значимо коррелируют (т.е. связаны) между собой и, значит, они не являются взаимонезависимыми, а в их основе лежит общий фактор, что отмечалось в модели К. Спирмена. В настоящее время принято считать, что основной заслугой Дж. Гилфорда является не столько сама эта модель интеллекта, сколько выделение двух типов мышления — дивергентного и конвергентного. Первое связано со способностью порождения множества оригинальных решений на основе однозначных данных и является показателем «творческого начала». Второе направлено на поиск «единственно верного» решения и выступает индикатором логического, рационального мышления.

Важный вклад в развитие представлений о структуре интеллекта внесла, далее, модель Р. Кэттела. Не отрицая существования как общего, так и частных («парциальных») факторов интеллекта, он указал на существование двух принципиально разных, по его мнению, типов интеллекта — «кристаллизованного» (связанного) и «текучего» (свободного). Фактор связанного интеллекта определяется совокупностью знаний и интеллектуальных навыков личности, приобретенных в ходе социализации с раннего детства до конца жизни. Он является мерой овладения культурой того общества, к которому принадлежит человек, фактор «текучего» интеллекта характеризует биологические (врожденные) возможности индивида, его нервной системы. Он независим от степени приобщенности индивида к культуре, а его основная функция — быстрая и точная обработка текущей информации. «Кристаллизованный» интеллект имеет более тесную связь с вербальным интеллектом. Это — тип интеллекта, непосредственно использующий систему речевых, языковых средств. «Текучий» интеллект в большей мере связан с невербальными интеллектуальными функциями. Таким образом, по Р. Кэттелу, существует не один и не «много», а два, но радикально различных по своим психологическим механизмам интеллекта. Впоследствии оказалось, однако, что «кристаллизованный» и «текучий» интеллекты, в действительности, связаны друг с другом (они коррелируют на уровне 0,40—0,50) и входят, по мнению Л. Хамфрейса, в общий так называемый интеллектуально-образовательный фактор. Иными словами, и эта модель имеет тенденцию к сближению с первой из рассмотренных моделей (К. Спирмена), поскольку и в ней обнаруживается, в конечном итоге, некоторый общий фактор. В связи с этим следует отметить общую психологическую закономерность.

Чем более тщательно построено исследование различных сторон интеллекта, чем полнее охват различных видов и типов, содержания и условий интеллектуальной деятельности, тем отчетливее при обработке результатов выделяется общий (G) фактор4. Это свидетельствует о наличии общего интеллекта как неоспоримой психологической реальности. Однако различные модели вскрывают и огромную сложность всей структуры интеллекта. Она, базируясь на «общем факторе», к нему не сводится. В ней существуют различные уровни и типы интеллектуальных способностей, разные формы интеллектуальной деятельности. Так, в частности, для понимания специфики интеллекта руководителя большое значение, как будет показано ниже, имеет разделение интеллекта на «связанный» и «текучий», их разная подверженность возрастным изменениям; разделение мышления на дивергентное и конвергентное и их различное влияние на стиль руководства.

В целях более полного представления об интеллекте как психологическом явлении следует рассмотреть также один из современных обобщающих подходов к его пониманию. Согласно данному подходу интеллект рассматривается как целостная система «ментального» (дословно — умственного) опыта человека, а также тех психических структур и механизмов, которые обеспечивают его накопление, обработку и использование. В ментальном опыте (иначе — в интеллекте) выделяется три слоя, уровня.

«1) Когнитивный опыт — это структуры, которые обеспечивают хранение, упорядочивание и переработку наличной и вновь поступающей информации, способствуя тем самым воспроизведению в психике познающего субъекта устойчивых, закономерных аспектов его окружения. Их основное назначение — оперативная переработка текущей информации.

2) Метакогнитивный опыт — это структуры, которые позволяют человеку осуществлять как непроизвольную (неосознаваемую) так и произвольную саморегуляцию собственной интеллектуальной активности. Их основное предназначение — контроль своих интеллектуальных ресурсов и хода интеллектуальной деятельности.

3) Интенциональный опыт — это структуры, которые лежат в основе индивидуальных интеллектуальных склонностей. Их основное предназначение состоит в том, что они предопределяют субъективные предпочтения определенной предметной области и направления поиска решений, определенных источников информации, субъективных средств ее представления»5 .

Иными словами, эти структуры обеспечивают три разные стороны интеллекта и показывают соответственно как человек перерабатывает информацию, как он при этом себя контролирует, о чем и как он при этом думает. В силу этого первая категория (когнитивные структуры) включает в себя механизмы отдельных познавательных процессов; способы кодирования информации; образы, в которых она отображается; различные типы понятий, а также специфические образования — когнитивные стили, когнитивные схемы и семантические структуры. Вторая категория структур подразделяется на операции непроизвольного и произвольного самоконтроля. Особое значение имеют произвольные операции, которые включают: способность к планированию своей интеллектуальной деятельности, к прогнозированию ее последствий, к самооценке хода и результатов мыслительного процесса, к «притормаживанию» интеллектуальной деятельности и включению в нее так называемых рефлексивных пауз, наконец, способность к самообучению на результатах своей интеллектуальной деятельности. Интенциональный опыт включает три вида структур: предпочтения, убеждения и умонастроения. Все они направляют интеллектуальный поиск, определяют те или иные его ориентиры. Это — «своего рода интеллектуальный «компас» 6, выводящий человека в ту строго определенную область действительности, которая находится в максимальном соответствии с его индивидуальными интеллектуальными возможностями и в которой его интеллектуальные ресурсы могут реализоваться с максимальной эффективностью».

Для общей характеристики интеллекта, равно как и для понимания его специфических проявлений в деятельности руководителя, следует привлечь и некоторые другие понятия психологии интеллекта: метакогнитивной осведомленности, открытой познавательной позиции, интеллектуальных стилей и типов интеллектуальной одаренности .

Метакогнитивная осведомленность — это особая форма интеллектуального опыта, характеризующая уровень и тип собственных представлений о своих интеллектуальных ресурсах; она включает:

знание своих интеллектуальных качеств, их особенностей;

умение оценивать свои интеллектуальные качества как «плохие— хорошие», «достаточные—недостаточные»;

умение и готовность использовать приемы стимулирования и «настройки» работы собственного интеллекта; важнейшим среди них является способность к экстренной мобилизации всех своих интеллектуальных резервов для решения сложных проблем.

Открытая познавательная позиция означает наличие у человека адекватной, легкой и эмоционально положительной восприимчивости явлений реальности. Она предполагает следующие особенности когнитивного отношения к миру:

признание принципиальной множественности различных мысленных «взглядов» на одно и то же явление;

готовность использовать разные способы понимания одного и того же явления;

осознание необходимости учета точки зрения другого человека и изменения под влиянием этого своей точки зрения в диалоге с ним;

особое отношение к противоречиям, к парадоксам, когда они воспринимаются не как психотравмирующие факторы, а как стимулы для интеллектуальной работы;

установка на относительность истинности любых суждений, фактов; исходные сомнения, критичность в отношении воспринимаемых фактов;

восприятие происходящего по принципу «возможно все — даже то, что невозможно»; обычно, чем умнее человек, тем труднее его удивить.

Интеллектуальные стили — это индивидуально-своеобразные способы постановки и решения проблем. Выделяются три основных интеллектуальных стиля7, которые особенно отчетливо проявляются в профессиональной, в частности управленческой деятельности.

Исполнительный стиль. Люди этого типа руководствуются общепринятыми нормами, склонны действовать по правилам, предпочитают решать заранее и четко поставленные проблемы с использованием уже известных средств.

Законодательный стиль. Его представители склонны игнорировать типичные для большинства людей нормы и правила. Даже свои принципы они готовы изменить в зависимости от изменения ситуации. Их не интересуют детали. Они чувствуют себя комфортно, когда работают в «своей системе идей» и имеют возможность разрабатывать новые подходы к решению проблем.

Оценочный стиль. Люди этого типа имеют некоторый минимум своих собственных правил, в истинности которых они искренне уверены. Они ориентированы на работу с готовыми системами, которые, по их мнению, можно и нужно «приводить в порядок». В целом склонны анализировать, критиковать, оценивать и усовершенствовать проблемы.

Наконец, имея в виду высшие проявления интеллектуальных способностей, следует выделять определенные типы интеллектуальной одаренности:

лица с высоким уровнем развития «общего интеллекта», имеющие IQ8 больше 135—140 баллов (так называемые сообразительные);

лица с высоким уровнем академической успешности в виде показателей учебных достижений («блестящие ученики»);

лица с высоким уровнем развития творческих интеллектуальных способностей, оригинальностью порождаемых идей и их числом («креативы»);

лица с высокой успешностью в выполнении реальных видов деятельности, имеющие большой объем профессиональных знаний, а также значительный опыт практической работы («компетентные»);

лица с экстраординарными интеллектуальными достижениями, нашедшими признание в общественно значимых формах («талантливые»);

лица с экстраординарными интеллектуальными возможностями, связанными с анализом, оценкой и предсказанием обыденной жизни людей («мудрые»).

В заключение характеристики природы и структуры интеллекта подчеркнем, что сами интеллектуальные способности трактуются в психологии как одна из общих способностей личности в целом. Однако в категорию общих способностей включаются и иные — аналогичные «по рангу» степени обобщенности способности личности: креативность, обучаемость, рефлексивность. Они, имея очевидное своеобразие, в то же время выступают в деятельности в неразрывной связи с интеллектом и, более того, составляют основу для новых особенностей интеллектуальной деятельности. Наиболее значима для практической деятельности, в особенности для управленческой, комплексность строения общих способностей. Интеллект, таким образом, есть одна из общих способностей личности. Последние влияют на него, а это влияние также необходимо учитывать при характеристике практического интеллекта руководителя.

Креативность — это сочетание высокой способности к порождению оригинальных идей и использованию нестандартных способов интеллектуальной деятельности с потребностью в этом. Креативы — это люди, не только способные решать сложные интеллектуальные задачи, но и испытывающие потребность именно в этом. Обучаемость в широком смысле — это восприимчивость к обучающим воздействиям в новой ситуации; в узком смысле — показатель скорости и качества усвоения знаний, умений, навыков. Рефлексивность — способность к общей произвольной саморегуляции интеллектуальной деятельности или — в более узком значении — мера эффективности «когнитивного мониторинга» за ней. Вместе с тем саморегуляция может быть не только произвольной, но и неосознаваемой; затрагивает не только интеллектуальную деятельность, но и все поведение личности. В связи с этим существует точка зрения, что саморегуляция, уровень ее развитости и совершенства также должны быть отнесены к категории общих способностей. По аналогичным причинам в качестве еще одной общей способности рассматривается активность как своеобразная обобщающая характеристика энергетической составляющей интеллектуальной деятельности, поведения в целом (здесь очевидна аналогия с фактором «умственной энергии» К. Спирмена). Активность, тесно взаимосвязана и с еще одной способностью общего характера — способностью «высокой скорости переработки информации», динамической способностью (Г. Айзенк).

Итак, рассмотренные представления о структуре и содержании интеллекта, о его месте, в системе общих способностей личности составляют основу для определения его специфики в деятельности руководителя.

2.Интеллект и эффективность управленческой деятельности

Прямая зависимость между успешностью управленческой деятельности и интеллектом руководителя представляется на первый взгляд явной и самоочевидной. Именно это представление, являющееся в действительности иллюзорным, очень долгое время фактически блокировало не только исследования в данной области, но и саму постановку вопроса о связи интеллекта с эффективностью управленческой деятельности. И лишь в начале 60-х гг. была установлена основная и исходная закономерность, связывающая эти два наиболее обобщенных явления — интеллект, и эффективность управленческой деятельности. Американский психолог Е. Гизелли обнаружил, что между ними существует не прямая, а криволинейная зависимость (рис. 2). Это означает, что наибольшей успешной деятельностью характеризуются руководители, имеющие не низкий и не очень высокий интеллект, а некоторую оптимальную степень его выраженности.

Интеллект руководителя организации
Рис. 2. Зависимость эффективности управленческой деятельности от уровня интеллекта

Эти результаты оказались довольно неожиданными и стимулировали новые исследования в данной области, которые в целом подтвердили первоначально установленную зависимость. Она стала в настоящее время «хрестоматийной». В частности, Т. Коно обнаружил, что студенты, имевшие исключительно высокие оценки в школе и в университете, поступая в дальнейшем на службу в японские корпорации, не становятся там, как правило, высшими менеджерами9. В исследовании Ф. Филлера и А. Лейстера также были обнаружены очень невысокие (незначимые) корреляции между интеллектом и успешностью деятельности руководителя10. Аналогичные результаты были получены и в других исследованиях: корреляции варьируются в диапазоне лишь 0,15—0,25, что незначимо.

И все же, несмотря на многочисленность и убедительность подобных результатов, они плохо согласуются с обыденными представлениями об «уме как залоге эффективного руководства»; о том, что «хороший руководитель — это очень умный руководитель». Выявление причин этого противоречия строгих научных и эмпирических данных очень показательно и полезно. Оно позволяет раскрыть саму суть связи интеллекта с успешностью управленческой деятельности, действительную сложность их взаимодействия. Некоторые из этих причин описаны в концепции «промежуточных факторов» Ф. Филлера и А. Лейстера. Суть ее состоит в том, что связь интеллекта с эффективностью управленческой деятельности является не прямой, а множественно опосредованной. На эффективность деятельности, помимо интеллекта, влияют — и зачастую более сильно — многие иные причины. Сам же интеллект также оказывает влияние на деятельность через множество промежуточных переменных. К их числу авторы относят уровень мотивации руководителя, его индивидуальный опыт, отношения с вышестоящим начальством, отношения с управляемой группой (рис. 3).

Интеллект руководителя организации

Рис. 3. Модель Фидлера — Лейстера

Данная модель частично объясняет сложный характер связи интеллекта с успешностью управленческой деятельности. Однако есть и еще одна важная причина рассматриваемой зависимости. Практическое мышление и мышление теоретическое, конкретное и абстрактное, «ум» практика и теоретика — это очень разные, специфические явления. Но практически все интеллектуальные тесты, посредством которых проводится диагностика интеллектуальных способностей, адресованы именно теоретическому, абстрактному, академическому интеллекту, а не его практическому компоненту. Требования, предъявляемые к интеллектуальным функциям менеджера, зачастую просто несопоставимы с требованиями и заданиями, на которых построены существующие интеллектуальные тесты. Отсюда — и та противоречивость результатов, которая констатирована выше.

Сложный — криволинейный характер зависимости эффективности управленческой деятельности от уровня интеллекта объясняется также и другими установленными в последнее время причинами. Во-первых, была обнаружена обратная связь между уровнем интеллекта и стажем управленческой деятельности (отрицательные корреляции в диапазоне 0,15—0,20)11 . Во-вторых, наиболее высокие значения интеллекта выявлены как раз у тех лиц, которые характеризуются относительно меньшим стажем управленческой деятельности. И наоборот, среднее значение интеллекта, соответствующее максимальным- показателям успешности деятельности, характеризуют лиц со средним и большим стажем управленческой деятельности. Поэтому уменьшение эффективности управленческой деятельности на рис. 2 при больших значениях интеллекта обусловлено не столько «отрицательным влиянием» высокого интеллекта как такового, сколько относительно меньшим стажем деятельности на интервале «высокий интеллект».

Существует две основные причины снижения интеллектуальных показателей при увеличении стажа. Первая — стаж прямо связан с возрастом, но, как известно, в 50—60 лет, а тем более — в старшем возрасте происходит естественная инволюция психофизиологических функций — в том числе и интеллекта. Вторая — с увеличением стажа «все дальше уходят в прошлое», «забываются» те академические знания и навыки, на материале которых основано большинство интеллектуальных тестов. Сам интеллект руководителя во все меньшей степени выступает как «теоретический» и во все большей степени — как «практический», что также ведет к снижению показателей интеллектуальных тестов. Таким образом, объясняя классические данные Е. Гизелли, эти материалы вскрывают и дополнительный факт. Не интеллект как таковой, а стаж и производный от него профессиональный, жизненный опыт являются более сильным фактором, влияющим на общую эффективность управленческой деятельности. Кроме того, опыт выполняет и своеобразную компенсаторную функцию по отношению к интеллекту. Упрощенно говоря, там, «где трудно сообразить», можно подыскать выход из ситуации, содержащийся в опыте. Для этого, однако, надо располагать как можно большим материалом для «подыскивания» — т.е. опытом. Показано также отсутствие устойчивой связи интеллекта с иерархическим уровнем руководителей (корреляции в диапазоне 0,12—0,25), но одновременно наличие связи между общеуправленческим стажем и иерархическим уровнем12. Следовательно, наиболее важным фактором (наряду, конечно, с другими) иерархического «продвижения» является не интеллект, а стаж и тесно зависящий от него профессиональный и управленческий опыт руководителя.

Итак, связь уровня интеллекта с эффективностью управленческой деятельности достаточно сложна и многократно опосредована. Она зависит от многих дополнительных факторов и, прежде всего, от профессионального опыта руководителя. Кроме того, значимое воздействие на управленческую деятельность оказывает даже не абсолютный уровень интеллекта, а его содержательные особенности, черты практического интеллекта. Это — те интеллектуальные свойства, которые, складываясь под влиянием управленческой деятельности, сами затем оказывают на нее определяющее воздействие.

3. Специфика интеллектуальных качеств руководителя

В теории управления разработаны многочисленные и очень разнообразные перечни тех интеллектуальных качеств, которыми должен обладать «эффективный руководитель». Зачастую они являются просто результатом обобщения наблюдений и житейского опыта, представляют собой «продукт систематизации здравого смысла». Поэтому в них представлены очень несходные, разнопорядковые свойства, причем часто и неинтеллектуального характера. Вообще, очень трудно назвать какое-либо положительное «общечеловеческое» качество, в том числе — и интеллектуальное, которое бы не было полезным и для деятельности руководителя, что, собственно, и является достаточным основанием для включения многих качеств в такого рода перечни. В целом это, безусловно, верно; но все же остается вопрос: какие из них наиболее специфичны именно управленческой деятельности? Его решение определяется современными представлениями о структуре когнитивных процессов и строении интеллекта.

Понятие интеллекта определяется как интеграция, т.е. целостная система, единство всех частных (специальных) и общих познавательных способностей человека. В свою очередь, частные, специальные познавательные способности соотносятся с конкретными психическими процессами — восприятием, памятью, мышлением и др. Общие способности характеризуют уже не уровень развития отдельных психических процессов, а их «совместную работу» — целостное функционирование. В своем комплексном проявлении интеллектуальные способности неразрывно связаны со всеми другими, также общими, способностями: креативностью, обучаемостью, рефлексивностью, саморегуляцией, активностью. Взаимодействие с ними порождает и новые особенности интеллекта.

Далее, вся интеллектуальная деятельность руководителя развертывается в достаточно специфических условиях. Они специфичны по предмету деятельности — им выступает совокупность «социальных объектов» (т.е. других — подчиненных лиц); и по степени жесткости — режиму требований, ответственности и др. Все это определяет исходную прагматичность позиции руководителя, выдвижения на первый план практических компонентов интеллекта.

Итак, основой для выделения специфических интеллектуальных свойств руководителя является структура его частных и общих интеллектуальных качеств (соответственно свойств отдельных психических процессов и общих способностей). Она, однако, окрашивается в специфические тона под влиянием всего комплекса характеристики управленческой деятельности. Интеллект руководителя предстает в связи с этим одновременно как социальный (по предмету приложения) и как практический (по условиям и содержанию деятельности). Для того чтобы стать фактором эффективного управления, он должен специфицироваться — стать практическим интеллектом, а также обрести корни в разветвленной и богатой системе профессионального опыта. Придание практической направленности интеллекту и формирование профессионального опыта для руководителя неразрывны с социальными взаимодействиями, контактами, в которых он работает. В силу этого под влиянием объекта и условий деятельности интеллект руководителя во все большей мере начинает выступать не только как практический, но и как социальный, а в итоге приобретает характер практически-социального интеллекта. В связи с этим и частные, и общие его свойства приобретают определенное своеобразие.

Специфические особенности, которые присущи отдельным психическим процессам — восприятию, памяти, мышлению в деятельности руководителя одновременно являются и специфическими характеристиками интеллекта руководителя, взятого в плане его частных познавательных способностей. Все они поэтому выступают как категории собственно интеллектуальных качеств руководителя. Поэтому материалы, характеризующие восприятие, память и мышление руководителя, одновременно характеризуют и его интеллект. Для каждого из процессов существуют наиболее специфические для управленческой деятельности их черты и психологические особенности.

Главной особенностью восприятия является то, что ведущим его типом в управленческой деятельности выступает социальная перцепция, процессы межличностного восприятия. Они очень своеобразны и по своему содержанию, и по требованиям, предъявляемым к человеку. Они выходят далеко за пределы восприятия как такового, поскольку насыщены оценочными, самооценочными, рефлексивными, объяснительно-интерпретационными, экспрессивными операциями. Формирование и совершенствование навыков межличностного восприятия в ходе управленческой деятельности ведет к тому, что на его основе складывается и развивается специфическое личностное качество руководителя, его интеллектуальная способность — психологическая проницательность. Ее значимость для управленческой деятельности очень велика. Умение «оценить с первого взгляда» человека, видеть «за внешним поведением» истинные его мотивы, способность «читать другого» — все эти и многие другие речевые обороты наглядно иллюстрируют важность данного качества.

Далее, в процессах памяти особая роль в обеспечении эффективного управления принадлежит двум ее основным типам — оперативной и долговременной памяти. При этом специфика управленческой деятельности, ее условия и особенности требуют от процессов оперативной памяти их особого качества — свойства мобилизационной готовности. В еще более очевидной форме управленческая деятельность «использует» и ресурсы долговременной памяти, формируя такое важнейшее свойство руководителя, как профессиональный опыт. Мера его полноты, богатства, адекватности также является специфическим регулятором интеллектуальной деятельности. Она выступает поэтому как одно из важнейших качеств руководителя.

Таким образом, мнемические процессы входят как частные компоненты в структуру практического интеллекта: оперативная память — преимущественно в форме мобилизационной готовности; долговременная память — через характеристики формирующегося на ее основе профессионального опыта.

Наконец, аналогичная закономерность существует и для процессов мышления. Его общие особенности под влиянием специфики управленческой деятельности приобретают своеобразие и предстают в форме практического мышления. Любая из особенностей процесса практического мышления имеет в своей основе то или иное интеллектуальное качество, интеллектуальную способность. Это прежде всего прогностичность, рефлексивность, систематичность, «панорамностъ», избирательность, конкретность, оригинальность, «направленность на реализацию», критичность, реалистичность и др.

Интеллект руководителя включает все эти и другие частные хотя и очень важные познавательные способности13, однако не сводится к ним и ими не исчерпывается. Он имеет и обобщенные свойства и проявления, присущие ему в целом; они определяют собой уровень частных, специальных его способностей. Для их характеристики следует привлечь рассмотренные выше особенности его общей структуры.

Так, из двух типов интеллекта — вербального и невербального доминирующее место в структуре практически-социального интеллекта имеет первый из них. Для высших проявлений практического интеллекта — для мышления руководителя самим предметом его деятельности является «социальный объект». Система знаний о нем оформлена понятийно, вербально. В структуре взаимодействия руководителя с этими «социальными объектами» — подчиненными исключительное по значимости место принадлежит общению, т.е. также преимущественно вербальному средству. Все это (а также многое другое, например, вербальный тип представления большей части документации) ведет к доминированию вербального компонента в практически-социальном интеллекте. Это, однако, не означает, что другая — невербальная составляющая незначима. Но сам характер ее направленности — в большей мере на оперирование абстрактным (а не конкретным), формальным (а не содержательным) материалом — обусловливает ее подчиненное место по отношению к вербальному интеллекту.

Далее, по аналогичным причинам относительно большая нагрузка в деятельности руководителя ложится на конвергентное, а не на дивергентное мышление (Дж. Гилфорд). Это связано с ее высокой ответственностью, а следовательно, с необходимостью поиска максимально обоснованного решения, а также с выраженной повторяемостью типичных ситуаций управленческого цикла, с нормативностью требований к этой деятельности и др. Конвергентный тип мышления в наибольшей мере соответствует практическим задачам как таковым, в отличие от теоретических, познавательных (требующих больших дивергентных способностей).

Существуют также и определенные приоритеты в сравнительной роли двух типов интеллекта (по Р. Кэттелу) — «связанного» («кристаллизованного») и «свободного» («текучего»). В идеале, конечно, и тот и другой должен быть достаточно высоким. Тогда богатство опыта, профессиональной компетентности и знаний, закрепленных в «связанном» интеллекте, будет сочетаться с операционной мощью «свободного» интеллекта, который как раз и проявляется в новых задачах, нетипичных ситуациях. «Связанный» интеллект будет тем самым обеспечивать стратегическое, а «свободный» — оперативное управление. Однако это — именно идеал. Чаще приходится наблюдать большую выраженность какого-либо одного из этих типов. По отношению к управленческой деятельности, к интеллекту руководителя как практически-социальному более важным представляется фактор «связанного» интеллекта. Дело в том, что он непосредственно соотносится с важнейшим регулятором управленческой деятельности — профессиональным опытом руководителя, лежит в основе его формирования.

Итак, практически-социальный интеллект руководителя — это определенный симтпомокомплекс, в котором доминируют вербальный и «связанный» типы в сочетании с конвергентным мышлением. Он, в частности, обеспечивает формирование управленческого опыта в его наиболее адекватном виде: по объему.— за счет «связанного» интеллекта; по содержанию — за счет вербального, социально-ориентированного интеллекта.

Это, конечно, не значит, что конвергентное мышление лучше, чем дивергентное, а последнее «не нужно» руководителю. Дивергентное мышление также, безусловно, полезно, а в ряде ситуаций управления — вообще необходимо; речь идет лишь о преобладающих, типичных особенностях, их наибольшей выраженности.

На таком сочетании основаны многие иные качества, посредством которых принято характеризовать интеллект руководителя: например, «широта взглядов», «глобальный подход к проблемам», «профессиональная компетентность» и др. Все они, однако, в конечном итоге производны от структуры управленческого опыта, а он, в свою очередь, является продуктом функционирования практически-социального интеллекта, обладающего тремя основными отмеченными особенностями. Они, однако, не исчерпывают собой всех особенностей интеллекта руководителя.

Так, очень значимую роль в организации управленческой деятельности играет уже отмечавшееся интеллектуальное свойство метакогнитивной осведомленности. Оно состоит в адекватном самовосприятии и использовании сильных сторон своего интеллекта, а также — в учете и умении «прятать» его слабые стороны. Умение использовать именно наиболее развитые личностные и познавательные качества, избегать при этом способов интеллектуальной деятельности, которые требуют «включения» недостаточно развитых качеств — это один из главных механизмов высокопродуктивной интеллектуальной деятельности. По отношению к деятельности руководителя он, однако, специфичен. 1. Он становится более рельефным и выраженным в связи с большой сложностью и жесткостью условий управленческой деятельности. Эти условия в наибольшей мере «высвечивают» сильные и слабые стороны интеллекта руководителя, усиливают требования реализации первых и недопустимость вторых. 2. Комбинация по принципу «опора на достоинство — подавление недостатков» лежит в основе стилевых особенностей деятельности руководителя. Исследования показывают, что именно правильный учет своих «плюсов» и «минусов» является одной из главных причин формирования того стиля деятельности, который наиболее соответствует личностным особенностям. 3. Одной из главных «забот» руководителя является его имидж, репутация, авторитет. Отсюда метакогнитивная осведомленность приобретает черты не только внутреннего регулятора интеллектуальной деятельности, но и становится регулятором внешнего поведения руководителя. В результате выбираются такие способы поведения и воздействия на подчиненных, которые в наибольшей мере базируются «на сильных сторонах» и, что главное, — подчеркивают их.

Другое обобщенное интеллектуальное качество — открытая познавательная позиция, также специфично для деятельности руководителя. Оно лежит в основе ряда важных особенностей его поведения. Это, прежде всего, такие значимые для деятельности качества руководителя, как «восприимчивость к новому», «открытость для мнений других», «готовность изменить взгляды», «направленность на поиск новых сведений» и др. Кроме того, данное качество является необходимым условием и для проявления креативности и самообучаемости в деятельности руководителя.

Далее, проявления интеллектуального стиля (как еще одного качества интеллекта) в управленческой деятельности также специфичны. Основные — «чистые» стили (исполнительский, законодательный, оценочный) не вполне адекватны комплексному характеру деятельности руководителя, хотя компоненты каждого из них и предполагаются ею. Оптимальным для нее выступает комбинированный интеллектуальный стиль — своеобразный синтез в практическом интеллекте ведущих компонентов этих стилей, в особенности законодательного и оценочного.

Среди основных типов интеллектуальной одаренности также достаточно отчетливо выделяется два наиболее отвечающих своеобразию управленческой деятельности типа: четвертый и шестой («компетентные» и «мудрые»). Именно они характеризуются наибольшей практической (профессиональной, социальной) ориентацией использования интеллектуального потенциала. Они определяют богатый профессиональный и социальный опыт, а также умение реализовать его на практике. Руководителям с «компетентным типом» интеллектуальной одаренности в наибольшей мере присуща важнейшая черта, которая в последнее время обозначается понятием «экспертность системы управленческих знаний». Другой из указанных типов характеризуется социальной изощренностью способов поведения и воздействия на подчиненных, а также очень развитыми прогностическими способностями. Они, в частности, могут компенсировать определенные недостатки в уровне компетентности, «экспертности» руководителя.

Интеллект хотя и очень обобщенная, но все же — одна из способностей личности, входящая в целостную структуру всех иных — также общих способностей. Он при этом испытывает на себе их воздействие и приобретает специфику проявления в деятельности. Так, очень значима связь интеллекта с общей способностью, обозначаемой понятием обучаемости. В деятельности руководителя эта способность выступает в специфическом проявлении и предстает не только как обучаемость, но и как самообучаемость. Готовность и способность к непрерывному совершенствованию своих управленческих знаний и умений — важнейшая особенность «эффективных руководителей». Она обеспечивает постоянное обогащение их управленческого арсенала, «не дает отстать» от постоянно и быстро изменяющихся внешних условий и требований. Достаточно сказать в этой связи, что в обобщенном перечне наиболее важных управленческих качеств, составленном на материале множества частных исследований14 , это качество занимает четвертое по значимости (т.е. очень высокое) место — вслед за компетентностью, прогностичностью и реалистичностью. Самообучаемость — это способность к обогащению и трансформации своего личного и профессионального управленческого опыта на материале, «на уроках» своей собственной деятельности. Хорошо известно мнение о том, что «ничто так сильно не учит, как свои собственные ошибки». Главными условиями высокой самообучаемости являются две особенности организации профессионального опыта. Во-первых — его открытость для изменения, совершенствования («закрытый» профессиональный опыт — один из сильных тормозов профессионального развития руководителя). Во-вторых — готовность и умение трансформировать опыт под влиянием новых данных. В этом плане принято говорить о лабильности и гибкости опыта как черте, противоположной консерватизму и косности. Высшая ступень самообучаемости, однако, состоит в умении учиться не только и не столько на своих ошибках, сколько на ошибках других (равно как на своих и чужих достижениях). Наконец, наиболее «ценный вклад» обучаемости и самообучаемости в деятельность руководителя состоит в том, что они являются психологической основой для формирования управленческого опыта в целом, а он — важнейший фактор управленческой эффективности и не только сопоставим по силе с интеллектом, но иногда и превосходит его.

Многообразны и специфичны проявления в интеллектуальной деятельности руководителя другой общей способности — креативности. В «обыденной психологии управления» это нашло свое четкое отражение в понятии «творческого отношения к делу». В психологическом плане следует различать ряд основных направлений влияния этой способности на управленческую деятельность. Во-первых, она лежит в основе такого важнейшего качества руководителя, как «умение видеть проблемы», чувствительности (сензитивности) к проблемам, а также в основе выбора среди них требующих первоочередного решения. Во многих случаях именно раннее обнаружение проблем и вмешательство в них не дает им перерасти в более сложные и трудноразрешимые. Это является значимым фактором эффективного управления. Своеобразный — «профилактический» стиль отношения к проблемам характерен для «активной стратегии» управления, для стиля «опережающего управления» в целом15.

Во-вторых, еще более выражена роль креативности в реализации другой важнейшей и наиболее специфической деятельности руководителя — в функции формулировки перед подчиненными новых задач, в выдвижении новых целей организации. Активность руководителя в этом плане, умение четко и доступно ставить задачи и формулировать цели — неотъемлемый атрибут эффективного управления. Это, однако, возможно лишь в том случае, если цели и задачи уже предварительно ясны самому руководителю. В-третьих, креативность проявляется и в решении уже существующих проблем. Ключевое умение руководителя состоит в том, чтобы быть в состоянии предложить нетрадиционное, новое, «не видимое» другими решение проблемы или подход к ней. Это очень сильно содействует укреплению его профессионального и социального авторитета. В данном случае креативность выступает как оригинальность мышления руководителя, его нестандартность. В-четвертых, особую значимость креативность имеет и для реализаций одной из основных функций управленческой деятельности — инновационной. Напомним, что креативность — это не только способность к творчеству, к новым решениям старых проблем, но и потребность в этом. Если она характерна для руководителя, если он мотивирован на осуществление инновационных процессов, то сами эти процессы становятся «нормой жизни» организации, осуществляются в ней более эффективно. 1 «Главная задача руководителя — это то, какую задачу (или задачи) и как сформулировать перед подчиненными»16 .

В-пятых, креативность необходима для эффективной реализации и другой функции управления — экспертно-консультативной. Для того чтобы эффективно руководить экспертами, а также самому достойно выступать в этой роли, необходим соответствующий высокий интеллектуальный потенциал в целом, умение оригинально и нестандартно им распорядиться при решении экспертных задач. Они, как правило, носят инновационный и нестандартный характер, предполагают креативный подход к их реализации. Итак, специфика проявления креативности в интеллектуальной деятельности руководителя состоит в том, что она выступает основой для определенного симптомокомплекса иных, более частных познавательных и личностных качеств, непосредственно и значимо влияющих на реализацию главных функций управления.

Аналогичную роль в организации управленческой деятельности играет и другая общая способность — способность к саморегуляции. Она также лежит в основе целого комплекса интеллектуальных и личностных свойств, влияющих на успешность выполнения многих управленческих функций и деятельность в целом. Во-первых, произвольная саморегуляция интеллектуальной деятельности конкретизируется в основных операциях и свойствах практического мышления, рассмотренных ранее, — планировании, прогнозировании, контроле, оценке. Все они подлежат обязательному произвольному осознаваемому контролю, а значит — саморегуляции. От меры ее совершенства зависит эффективность всех основных операций практического мышления. Во-вторых, саморегуляция обеспечивает такое важнейшее качество интеллектуальной деятельности руководителя, как критичность мышления. Развитую саморегуляцию можно уподобить своеобразному «фильтру», «внутренней цензуре». Она обеспечивает контроль за достоверностью поступающей информации, за обоснованностью мыслительной обработки информации («трезвостью», «приземленностью»), за адекватностью своего поведения в целом. В-третьих, развитая способность к саморегуляции позволяет оптимальным образом распорядиться своими наличными интеллектуальными и иными ресурсами. Это проявляется во многих аспектах организации управленческого труда: в умении выбрать способы работы, наиболее отвечающие индивидуальным особенностям, адекватно спланировать свой рабочий день, спланировать мероприятия на среднесрочную и долгосрочную перспективу, распорядиться своим «временным ресурсом», наконец, вообще — четко спланировать рабочее время и др. В-четвертых, важным проявлением способности к саморегуляции в деятельности руководителя является возможность на ее основе управления собственным состоянием, контроля за ним. Для руководителя, как ни для кого другого, в наибольшей степени актуальны требования «владеть собой», «не поддаваться эмоциям», «не впадать в панику», «быть оптимистичным», «ровным с подчиненными», «беспристрастным» и т.д. Все это, однако, сопряжено и с наибольшими трудностями, свойственными именно управленческой деятельности, — высокой ответственностью, сложностью, социальными отношениями, эмоциогенностью, конфликтностью. Данное свойство является также одним из факторов стрессустойчивости к негативным внешним условиям. В своем высшем проявлении стрессустойчивость — это способность не только сохранять высокое качество деятельности в сложных и экстремальных условиях, но и повышать дееспособность, «усиливать» интеллектуальную деятельность пропорционально сложности этих условий.

Рефлексивность как общая способность личности также Специфическим образом проявляется в деятельности руководителя, придает своеобразие его интеллектуальным функциям. Отметим два следующих обстоятельства.

Данная способность является психологической основой для механизмов «рефлексивного управления». Его основной принцип состоит в признании «управляющим» того, что «управляемый», обладая всеми теми же качествами, что и он сам, будет вести себя в ситуации так же, как и он — т.е. правильно, наиболее эффективно с точки зрения самого «управляющего». Следовательно, для того чтобы предвидеть особенности поведения подчиненного, руководитель должен мысленно встать на его позиции управляемого, что и достигается посредством рефлексии.

Развитая рефлексия является предпосылкой для так называемого оттормаживания непосредственных, часто импульсивных реакций на происходящее. В психологии существует понятие «рефлексивной паузы», благодаря которой в поведение включаются дополнительные интеллектуальные операции. Эмпирически это отражено в ряде общеизвестных выражений, использующихся для описания деятельности руководителя: «иногда лучше не ответить, чем ответить», «молчание — золото», «сделать паузу» и др. Умение «держать паузу» — не менее важное доказательство интеллектуальной зрелости, чем быстрота в действиях, в принятии управленческих решений17.

Вместе с тем управленческая деятельность характеризуется и как бы противоположным требованием к интеллектуальной деятельности. Это — требования к скорости переработки информации, к скорости ее «вспоминания» (актуализации), к скорости («мгновенности») реакции на события, и в особенности в быстроте принятия решений. Большинство задач оперативного управления, все экстренные ситуации или напряженные режимы деятельности базируются на скоростных качествах обработки информации. В силу этого «скоростной фактор интеллекта» выступает в качестве ведущего для реализации функций оперативного управления, а также для преодоления экстремальных ситуаций, типичных для управленческой деятельности.

Со «скоростным фактором» тесно связана, но не тождественна ему еще одна общая способность — общая активность. Ее психофизиологической основой выступает тот или иной уровень общей активированности нервной системы. Он зависит от индивидуальных особенностей нейрофизиологических структур мозга (прежде всего — ретикулярной формации), а также от особенностей метаболизма организма в целом. Доказано, что интеллектуальная активность является важным условием высокой креативности и, следовательно, всех тех качеств руководителя, которые производны от нее. Одновременно интеллектуальная активность является и важнейшим фактором общей — личностной — активности уже не только как познавательного, но и как социального качества. В этом плане интеллектуальная активность предопределяет уровень развития таких важных управленческих качеств, как общительность, предприимчивость, уверенность в себе, самостоятельность, доминантность, энергичность, инициативность, стремление к достижениям и др. В психологии управления симптомокомплекс качеств руководителя, производный от общего свойства активности, обозначают понятием общественной энергичности.

В заключение необходимо отметить еще одно — очень важное для руководителя свойство — устойчивость к неопределенности. В общем плане она определяется как способность к эффективному управлению в условиях неопределенности; а в более узком — как способность сохранять параметры эффективности управления при нарастании степени неопределенности условий. Способность действовать «в тумане неопределенности» столь же важна для руководителя, сколь типичны для управленческой деятельности условия неопределенности. Более того, именно способность сохранять параметры управления на приемлемом уровне в условиях все возрастающей неопределенности, компенсировать ее из источников своего управленческого опыта выступает, как показывают исследования, важнейшей характеристикой и надежным индикатором профессиональной квалификации руководителя. Устойчивость (толерантность) к неопределенности имеет довольно сложную психологическую структуру и включает в себя три основных компонента:

1. Способность когнитивной компенсации неопределенности, т.е. реконструкции, восполнения недостающей информации.

2. Способность к восприятию неопределенных ситуаций не как тревожных и психотравмирующих, а как, хотя и трудных, но рядовых. 3. Симптомокомплекс собственно личностных качеств, в частности: экстравертированность, эмоциональная стабильность, невысокая рефлексивность, независимость от группы, интернальность и др. В исследованиях показано, что наиболее эффективные руководителя сочетают в себе высокую устойчивость к неопределенности с еще одной очень интересной, но реже встречающейся способностью — склонностью к неопределенности. Она проявляется в субъективном предпочтении ситуаций, содержащих неопределенность, по сравнению с полностью определенными ситуациями. Первые рассматриваются как более эмоционально привлекательные, субъективно комфортные, содержащие большие возможности для получения высоких результатов. Эта способность связана с еще более общими личностными качествами — склонностью к риску и мотивацией достижения. Заметим, что свойства устойчивости и склонности к неопределенности являются независимыми друг от друга. Существует специфическая типология личностей руководителей в зависимости от сочетания меры выраженности этих свойств (рис. 4).

Интеллект руководителя организации

Рис.4 Типология стилей управления в зависимости от отношения к неопределенности

Доказано, что лишь лица, принадлежащие к I и IV секторам, могут быть вообще признаны пригодными к управленческой деятельности; наиболее профессионально успешными являются лица с сочетанием У+С+.

Заключение

Интеллект в широком смысле — это совокупность всех познавательных особенностей человека, начиная от ощущения и восприятия и кончая мышлением и интуицией. Поэтому, все что говорится о восприятии, памяти и мышлении и других познавательных процессах, является одновременно и характеристикой отдельных сторон интеллекта.

Понятие интеллекта определяется как интеграция, т.е. целостная система, единство всех частных (специальных) и общих познавательных способностей человека. Связь уровня интеллекта с эффективностью управленческой деятельности достаточно сложна и многократно опосредована и зависит от многих дополнительных факторов и, преимущественно, от профессионального опыта руководителя. Кроме этого, важное воздействие на управленческую деятельность оказывает даже не абсолютный уровень интеллекта, а его содержательные особенности, черты практического интеллекта.

Это — те интеллектуальные свойства, которые, складываясь под влиянием управленческой деятельности, сами затем оказывают на нее определяющее воздействие. Основой для выделения специфических интеллектуальных свойств руководителя является структура его частных и общих интеллектуальных качеств (соответственно свойств отдельных психических процессов и общих способностей). Она, тем не менее, окрашивается в специфические тона под влиянием всего комплекса характеристики управленческой деятельности.

В данной курсовой работе охарактеризованы основные — как общие, так и специфические особенности интеллекта руководителя. Эти особенности, раскрывая интеллект руководителя прежде всего как практически-социальный, теснейшим образом взаимодействуют со всеми иными качествами руководителя — с особенностями его личности, с коммуникативными, мотивационными, регулятивными процессами, с особенностями его эмоциональной сферы, системой межличностных взаимодействий и т.п.

Все эти качества, сквозь призму которых преломляется система интеллектуальной регуляции деятельности, одновременно имеют и важное самостоятельное значение для управленческой деятельности.

Список использованной литературы

Дружинин В.Н. Психология общих способностей. М., 1995.

Карпов А.В. Психология принятия управленческих решений. М., 1998.

Карпов А.В. Психологический анализ трудовой деятельности. Ярославль, 1988.

Карпов А.В. Психология менеджмента: Учеб. пособие. — М.: Гардарики, 2005. — 584 с.

Коно Т. Стратегия и структура японских предприятий. М., 1987.

Машутов Н.С., Уманский Л.И. Организатор и организаторская деятельность. Л., 1975.

Менеджмент организации / Под ред. З.П. Румянцевой. М., 1995.

Орлов А. Б. Психология личности и сущности человека: Парадигмы, проекции, практики: Учеб. пособие для студ. психол. фак. вузов. — М.: Издательский центр «Академия», 2002. — 272 с.

Питере Т., Уотсрман Р. В поисках эффективного управления. М., 1988.

Психологические аспекты управления. М., 1984.

Психологические проблемы современного руководителя. М., 1982.

Рубинштейн С.А. Основы общей психологии. М., 1946.

Сорокун П.А. Основы психологии. Псков: ПГПУ, 2005 — 312 с.

Тертель А. Л. Психология. Курс лекций : учеб. пособие. — М. : ТК Велби, Изд-во Проспект, 2006. — 248 с

Типы руководителей — стили управления. Новосибирск, 1992.

Холодная М.А. Психология интеллекта: парадоксы исследования. М., 1996.

1 Кроме того, практический интеллект гораздо труднее исследовать строгими научными методами, поскольку они должны при этом применяться не в лабораторных, а в естественных условиях профессиональной деятельности.

2 Теплов Б.М. Ум полководца // Проблемы индивидуальных различий. М., 1961. С.52

3 Дружинин В.Н. Психология общих способностей. М., 1995. С.89

4 Дружинин В.Н. Психология общих способностей. М., 1995. С.85

5 Холодная М.А. Психология интеллекта: парадоксы исследования.
М., 1996. С.115

6 Там же С.117

7 Там же С.120

8 IQ — intelligence quotient, т.е. коэффициент интеллекта. Он обычно выражается по шкале, предложенной Д. Векслером. Нормальным, средним в ней считается IQ, равный 100—115 баллам.

9 Коно Т. Стратегия и структура японских предприятий. М., 1987. С.47

10 Карпов А.В. Психология принятия решения в профессиональной деятельности. М., 1991. С.63

11 Карпов А.В. Психология принятия управленческих решений. М., 1998. С.92

12 Карпов А.В. Психология принятия решения в профессиональной деятельности. М., 1991. С.93

13 Естественно, что в состав интеллекта — в структуру его частных способностей входят также свойства всех иных познавательных процессов, например внимания. Очевидно, что деятельность руководителя предполагает наличие достаточно высокого уровня развития основных сторон этого процесса — устойчивости, объема, переключаемое, концентрации, распределения внимания.

14 Орлов А. Б. Психология личности и сущности человека: Парадигмы, проекции, практики: Учеб. пособие для студ. психол. фак. вузов. — М.: Издательский центр «Академия», 2002. С.118

15 Планкетт Л., Хейл Г. Выработка и принятие управленческих решений. М., 1984. С.38

16 Психологические проблемы современного руководителя. М., 1982.С.49

17 Холодная М.А. Психология интеллекта: парадоксы исследования.
М., 1996. С. 89

Курсовая работа: Оценка систем на основе модели ситуационного управления

Поволжский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики

Кафедра «ИСТ»

Курсовая работа

Оценка систем на основе модели ситуационного управления

САМАРА 2010

Содержание

Методы оценивания систем

Методы количественного оценивания систем

Ситуационное управление

Ситуационная модель

Семиотическая модель

Список используемой литературы

Методы оценивания систем

Методы оценивания систем разделяются на:

качественные;

количественные.

Качественные методы используются на начальных этапах моделирования, если реальная система не может быть выражена в количественных характеристиках, отсутствуют описания закономерностей систем в виде аналитических зависимостей. В результате такого моделирования разрабатывается концептуальная модель системы.

Качественные методы можно отнести к категории эвристических. Т.е. они включают в себя приемы и методы поиска решения задач и вывода доказательств, основанные на учете опыта решения сходных задач в прошлом, накоплении опыта, учете ошибок и интуиции.

В качественных методах основное внимание уделяется организации постановки задачи, новому этапу ее формализации, формированию вариантов, выбору подхода к оценке вариантов, использованию опыта человека, его предпочтений, которые не всегда могут быть выражены в количественных оценках.

Эвристические программы обычно не предназначены для получения точных численных решений, их главная задача – определение стратегии поиска приблизительных решений.

Количественные методы используются на последующих этапах моделирования для количественного анализа вариантов системы.

Количественные методы связаны с анализом вариантов, с их количественными характеристиками корректности, точности и т. п. Для постановки задачи эти методы не имеют средств, почти полностью оставляя осуществление этого этапа за человеком.

Методы количественного оценивания систем.

Первоначально задача количественного оценивания систем формулировалась в терминах критерия превосходства в форме:

К прев i → max yi, i=1, …,n.

Однако, поскольку большинство частных показателей качества связаны между собой так, что повышение качества системы по одному показателю ведет к понижению качества по другому, такая постановка была признана некорректной для большинства практически важных приложений.

Действительно, пусть система передачи информации оценивается по двум показателям:

пропускной способности у1;

достоверности передачи данных у2.

Известно, что повышение достоверности передачи данных связано с использованием служебной информации (алгоритмы восстановления после сбоев, помехоустойчивое кодирование и т.д.), которая приводит к снижению пропускной способности системы передачи. Поэтому некорректно формулировать задачу одновременного повышения качества по обоим показателям.

Таким образом, наличие неоднородных связей между отдельными показателями сложных систем приводит к проблеме корректности критерия превосходства и к необходимости идти на компромисс и выбирать для каждой характеристики не оптимальное значение, а меньшее, но такое, при котором и другие показатели тоже будут иметь приемлемые значения.

Для решения проблемы корректности критерия превосходства были разработаны методы количественной оценки систем:

методы теории полезности;

методы векторной оптимизации;

методы ситуационного управления, инженерии знаний.

Методы теории полезности основаны на аксиоматическом использовании отношения предпочтения множества векторных оценок систем.

Методы векторной оптимизации базируются на эвристическом использовании понятия векторного критерия качества систем (многокритериальные задачи) и включают методы главного критерия, лексикографической оптимизации, последовательных уступок, скаляризации, человеко-машинные и другие методы.

Методы ситуационного управления, инженерии знаний основаны на построении семиотических моделей оценки систем. В таких моделях система предпочтений лица, принимающего решение (ЛПР), формализуется в виде набора логических правил, по которым может быть осуществлен выбор альтернатив. При этом понятие векторного критерия в явном виде не используется.

Рассмотрение указанных подходов в системном анализе основано на трех важных особенностях:

считается, что не существует системы, наилучшей в независящем от ЛПР смысле. Всегда система может быть наилучшей лишь для данного ЛПР. Другое ЛПР в данных условиях может предпочесть альтернативную систему.

считается, что не существует оптимальной системы для всех целей и воздействий внешней среды. Система может быть эффективной только для конкретной цели и в конкретных условиях. В других условиях и для других целей система может быть неэффективной. Например, конверсия танков в интересах сельского хозяйства показала, что эта техника по сравнению с тракторами неэффективна по показателям ресурсоемкости.

методы исследования операций (линейное, нелинейное, динамическое программирование и др.) не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к задачам оценивания сложных организационных систем, поскольку вид целевой функции или неизвестен, или не задан аналитически, или для нее отсутствуют средства решения.

В своей работе я буду подробно рассматривать метод ситуационного управления.

Ситуационное управление

Ситуационное управление — метод управления сложными техническими и организационными системами, основанный на идеях теории искусственного интеллекта: представление знаний об объекте управления и способах управления им на уровне логико-лингвистических моделей, использование обучения в качестве основных процедур при построении процедур управления по текущим ситуациям, использование дедуктивных систем для построения многошаговых решений.

Определим принципы ситуационного управления. Для этого введем понятие полной ситуации как совокупности, состоящей из состояния, знаний о состоянии системы управления в данный момент и знаний о технологии управления. Элементарный акт управления можно представить в следующем виде:

Si: Qj ▬Uk ▬ → Qi

Где:

Si — полная ситуация.

Qj — текущая ситуация.

Uk — способы воздействия на объект управления.

Смысл этого соотношения заключается в следующем. Если на объекте управления сложилась ситуация Qj, и состояние системы управления и технологическая схема управления, определяемые Si, допускают использование воздействия Uk, то оно применяется, и текущая ситуация Qj превращается в новую ситуацию Qi. Подобные правила преобразования называются логико-трансформационными правилами или корреляционными правилами, полный список которых задает возможности системы управления воздействовать на процессы, протекающие в объекте.

Очевидно, что в силу конечности числа различных воздействий все множество возможных полных ситуаций распадается на n классов, каждому из которых будет соответствовать одно из возможных воздействий на объект управления. Другими словами, должны существовать такие процедуры, которые позволили бы классифицировать полные ситуации так, чтобы из них можно было образовать столько классов, сколько различных одношаговых решений есть в распоряжении системы управления. Эти процедуры можно назвать процедурами классификации. Если для некоторых полных ситуаций невозможно указать единственное одношаговое решение, то можно включить эту ситуацию в несколько классов. Но из – за такого пересечения классов возникает задача выбора того или иного решения, подходящих для данной полной ситуации. Для осуществления подобного выбора нужны специальные процедуры экстраполяции последствий принятия решения. С их помощью можно на основании знаний об объекте управления и его функционировании заранее оценить результаты применения выбранного воздействия и сравнить полученные прогнозы всех возможных для данной полной ситуации воздействий. Процедура экстраполяции ситуаций является основой ситуационного моделирования.

Описание текущей ситуации, сложившейся на объекте управления, должно подаваться на вход Анализатора. Его задача состоит в оценке сообщения и в определении необходимости вмешательства системы управления в процесс, протекающий в объекте управления. Если текущая ситуация не требует такого вмешательства, то Анализатор не передает ее на дальнейшую обработку. В противном случае описание текущей ситуации поступает в Классификатор.

Классификатор, используя информацию, хранящуюся в нем, относит ситуацию к одному или нескольким классам, которым соответствуют одношаговые решения. Эта информация передается в Коррелятор, в котором хранятся все ЛТП. Коррелятор определяет то ЛТП, которое, должно быть использовано. Если такое правило единственное, то оно выдается для исполнения. Если же таких правил несколько, то выбор лучшего из них производится после обработки предварительных решений в Экстраполяторе, после чего Коррелятор выдает решение о воздействии на объект.

Если коррелятор или Классификатор не могут принять решения по поступившему описанию текущей ситуации, то срабатывает Блок случайного выбора и выбирается одно из воздействий, оказывающих не слишком большое влияние на объект, или же система отказывается от какого-либо воздействия на объект. Это говорит о том, что система управления не располагает необходимой информацией о своем поведении в данной ситуации (рисунок 1).

Оценка систем на основе модели ситуационного управления

Рис. 1 Схема решения задачи управления.

Теория ситуационного управления является наиболее стройной концепцией в области формализации систем предпочтений ЛПР (лицо принимающее решение). В подходе к формализации систем предпочтений, состоящем в построении семиотических моделей принятия решений, система предпочтений ЛПР формализуется в виде набора логических правил в определенном языке, по которым может быть осуществлен выбор альтернатив.

В основе метода ситуационного управления лежат два главных предположения:

1)функционирования, множестве возможных решений и критериях их выбора могут быть сообщены управляющей системе в виде набора фраз естественного языка;

2) модель управления принципиально открыта, и процесс ее обучения (формирования) никогда не завершается созданием окончательной формализованной модели.

Иными словами, метод ситуационного управления есть метод автоматизации решения задач управления такими системами, для которых, с одной стороны, невозможна или нецелесообразна формализация критерия оценки в виде систем математических уравнений, а с другой — возможно описание критерия в виде правила принятия решений как совокупности фраз естественного языка. Понятно, что источником такого описания являются ЛПР или эксперт.

Решение задач оценки и управления ситуационным методом предполагает построение ситуационных моделей (имитирующих процесс, протекающие в объекте управления и управляющей системе) на базе следующих основных принципов:

1) создание моделей среды, объекта управления и управляющей системы в памяти ЭВМ;

2) построение моделей объекта управления и управляющей системы, а также описание состояния объекта в классе семиотических моделей;

3) формирование иерархической системы обобщенных описаний состояния объекта управления;

4) классификация состояний для вывода возможных решений;

5) прогнозирование последствий принимаемых решений;

6) обучение и самообучение.

Необходимость принципа 1 обусловливается потребностью включения ЭВМ в контур управления на возможно более ранних этапах оценки и поиска управляющего воздействия для повышения эффективности деятельности ЛПР. Данный принцип обеспечивает представление знаний о системе управления, их накопление в процессе функционирования системы моделей и использование для решения задач управления.

Содержание принципа 2, дополняющего первый, состоит в том, что представление всех необходимых моделей осуществляется с помощью элементов того языка, на котором ЛПР описывает систему управления и ее функционирование.

Семиотической будем называть модель управления, которая представлена с помощью элементов языка, используемого ЛПР при описании соответствующего процесса управления, и отображает закономерности процесса управления.

Отличия семиотических систем от формальных, как следует из определения, состоят в следующем:

• семиотические системы имеют отсутствующее в формальных системах множество знаков, обладающих, в частности, планами выражения (синтаксисом) и содержания (семантикой);

• семиотические системы в отличие от формальных могут самостоятельно изменять свой синтаксис и семантику;

• семиотические системы являются открытыми, а не замкнутыми, как формальные.

Под семантической сетью подразумевается граф, отражающий смысл целостного образа. Узлы графа соответствуют понятиям и объектам, а дуги отношениям между объектами.

Основные этапы оценки системы на основе ситуационных моделей включают:

• получение описания текущей ситуации, имеющейся на анализируемом объекте управления;

• пополнение микроописания ситуации;

• классификацию ситуации и выявление классов возможных решений по оценке систем (при этом движение осуществляется от микро- к макроописанию);

• вывод допустимых оценок (при этом происходит обратное движение по иерархическим уровням представления знаний ситуационной модели);

• прогнозирование последствий принятия допустимых решений

в качестве окончательных оценок;

• принятие решения по оценке.

Ситуационная модель

Процесс моделирования разделяется на две составные части:

проектирование модели системы;

Симулирование модели.

Результатом проектирования является модель, представленная на соответствующем языке описания знаний, основным элементом которой является понятие ситуации.

«Ситуация – сочитание условий и обстаятельств, создающих определенную обстановку, положение».

Большинство специалистов такое определение ключегого понятия не устраивает, поэтому они стремились его уточнить и переопределить. Вот некоторые из них.

М.Ш. Цаленко, ссылаясь на работу Падучева, определяет ситуацию как синоним слова взаимосвязь. Рассматривая разновидности ситуаций, он приводит классификацию, представленную на рисунке 2. Классификация является спорной и противоречивой, но, тем не менее, указывает основные элементы, через которые может быть определена ситуация. Можно считать, что ситуация системы есть совокупность состояний подсистем, действующих процессов и произошедших событий.

Оценка систем на основе модели ситуационного управления

Рис. 2 «Классификация разновидности ситуаций»

Рассмотрим определение ситуаций, даваемые основоположниками ситуационного управления: «Назовем далее, дискретной совокупностью (ситуацией) множество оперативных элементов, расположенных в определенных точках статистической системы». Под оперативным элементом понимается такой, который может перемещаться по неподвижным элементам.

В работе понятие ситуации явно отождествляется с понятием состояния. В имитационном моделировании под состоянием понимается значение всех характеристик объема в заданный момент времени. В ситуационном управлении понятие состояния расширено: в него также включается набор связей между элементами объекта и их значения. Фактически ситуационный подход моделируется не объектами, а системами и подсистемами.

Следует так же заметить, что в современном объектно – ориентированном программировании активно используется понятия вложенных объектов. Вложенность объектов может достигать большого числа уровней, что приводит к неудобству использования таких понятий, как подсистема, метасистема, миниобъект, максиобъект и т.д.

Суммируя все приведенные определения, ситуацию можно определить следующим образом: Ситуация системы есть совокупность характеристик объектов и связей между ними, которые состоят из постоянных причинно-следственных отношений (событий или процессов).

Необходимость использования ситуационного подхода для моделирования и управления определяется следующими свойствами сложных систем:

Уникальность. Каждый объект обладает такой структурой и функционирует так, что система управления им должна строиться с учетом всех его качеств и к нему нельзя применить какую – либо стандартную типовую процедуру управления.

Отсутствие формализуемой цели существования. Не для всех объектов можно четко сформулировать цель их существования.

Отсутствие оптимальности. Следствием первых пунктов является неправомочность постановки классической задачи оптимизации. Из – за отсутствия цели существования для рассматриваемых объектов нельзя построить объективный критерий управления. Критерий управления становится субъективным, целиком зависящим от лица, принимающего решение (ЛПР).

Динамичность. С течением времени структура и функционирование объектов изменяется.

Неполнота описания. Как правило, коллектив экспертов, знающих объект управления, не в состоянии сразу сформировать такую информацию, которой бы заведомо хватило для создания системы управления объектом.

Значительное количество субъектов. Во многих объектах управления люди являются элементами их структуры. Их индивидуальное поведение практически невозможно учесть при создании системы управления, и требуются специальные приемы для нейтрализации их воздействия на функционирование объекта управления.

Большая размерность. Сложная система, характеризуется большой размерностью, что не позволяет осуществлять ее имитационное моделирование за короткий срок.

Неформализованная информация. Часто для принятия решения необходимо учитывать плохоформализуемые понятия.

При ситуационном моделировании активно используются имитационные модели, следовательно, ситуационный язык должен включать некоторые средства, присущие языкам моделирования: Системное время, очереди событий, организацию квазипараллельных процессов и т.д.

Для ситуационного моделирования можно использовать два метода:

задание исходных данных и расчет возникающих ситуаций

моделирование взаимосвязей ситуаций.

Второй метод аналогичен структурному подходу в СИМ. В роле вершин сети выступают ситуации.

Семиотическая модель

Основоположником нового подхода к разработке интеллектуальных систем как семиотических систем моделирования является академик РАЕН, д.т.н. Д.А. Поспелов.

Семиотическая модель обладает жестким синтаксисом, жесткой семантикой и жесткой прагматикой. Все эти свойства становятся доступными для изменения. Такими же свойствами обладают и знаки – элементы знаковых, или семиотических, систем, изучаемых в семиотике. Такие системы тесно связаны со всей человеческой деятельностью. Именно изменчивость и условность знаков делают эту деятельность эффективней. Пояснить сказанное можно на простом примере. Сигнал звонка может означать, что кому то надо поднять трубку телефона. Но прагматика звонка для человека может быть различной в зависимости от того, ждет ли он с кем-то разговора или знает ли он, что в соседней комнате должны взять трубку. Вместо звонка человека могут позвать к телефону стуком в перегородку. Синтаксис знака изменился, но прагматика и семантика сохранились. И точно такой же звонок может означать конец работы, что при неизменном синтаксисе знака дает другую семантику. А в странах, где берут деньги за каждое соединение абонентов, люди договариваются о том, что если телефон прозвонит четыре раза, то встреча состоится, а если пять – то нет. Сохраняя синтаксис телефонных звонков, прагматика и семантика остаются неизменными.

Человек постоянно окружен знаковыми системами, его деятельность пронизана ими. Он постоянно творит такие системы, договариваясь с другими партнерами о синтаксисе, семантике и прагматике знаков.

Семиотическую модель можно представить в виде сети, изображенной на рисунке 3. Каждая вершина сети представляет собой некоторую формальную систему, а связи между вершинами определяют переходы от одной формальной системы к другой под влиянием изменений. За один такт работы семиотическая модель в зависимости от содержимого Ii модель либо останавливается в том же состоянии (в рамках той же формальной системы), что и ранее, либо перейдет в новое состояние.

Оценка систем на основе модели ситуационного управления

Рис. 3. Семиотическая модель.

Для описания ситуаций используются семиотические языки и модели, среди которых можно выделить следующие основные подходы:

— дискретные ситуационные сети (ДСС);

— RX – коды;

— логика предикатов;

— универсальный семантический код.

Ситуационная сеть представляет собой сложную семантическую сеть. Каждая ситуация описывается ориентированным графом (сетью), а для представления вложенности («ситуации ситуаций») используются гиперграфы, т.е. некоторый фрагмент семантический сети, определяющий ситуацию, может рассматриваться как одна вершина сети. На заре ситуационного управления понятие гиперграфа не использовалось, вместо этого каждый автор вводил заменяющие обозначения.

RX-коды представляют собой язык бинарных отношений и имеют в качестве ядерной конструкции запись следующего вида:

Х1 = Х2R2X3

Где: Х – объект или ситуация, R – отношение.

Универсальный семантический код использует в качестве ядерной конструкции тройку SAO, которая соответствует субъекту S, совершающему действие А над объектом О.

Для реализации в ЭВМ семиотических языков используют языки представления знаний. Наиболее близким подходом к описанию семиотических конструкций является семантическая сеть. Однако сети очень медлительны при использовании операций поиска, поэтому конструкции часто представляют с помощью логики предикатов, фреймов и продукций.

Список используемой литературы

1. Лекции по предмету ТИПиС Моисеевой Т.В.

2. Поспелов Д.А. «Ситуационное управление. Теория и практика».

3. Филиппович А.Ю. «Интеграция систем ситуационного, имитационного и экспертного моделирования».

4. Клыков Ю.И., Горьков Л.Н. «Банки данных для принятия решений».

5. Системный анализ в управлении: Учеб. пособие / В.С.Анфилатов, А.А. Емельянов, А.А. Кукушкин; Под ред. А.А. Емельянова. – М.: Финансы и статистика

Реферат: Контроль в управлении проектами

ПЛАН.

ВВЕДЕНИЕ.

1. Сущность контроля в управлении проектами в Украине. Системы автоматизированного проектирования.

2.Виды контроля в управлении проектами.

2.1 .Контроль по возмущению и комбинированный контроль.

2.2. Автоматический контроль, программное регулирование и следящие системы.

2.2.Статический и астатический контроль.

3.Общие принципы контроля.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

ВВЕДЕНИЕ.

Для начала введем понятие проекта и управления проектом.

Проект – это некоторая разработанная, упорядоченная и систематизированная совокупность действий, которые приводят к ожидаемому (запланированному) результату – реализации проекта.

Проекты (в независимости от сферы разработки и реализации) имеют ряд особенностей:

Все проекты направлены на достижение конкретных целей.

Все проекты включают в себя координирование выполняемых взаимосвязанных действий.

Все проекты имеют ограниченную напряженность во времени с определенным началом и концом

Все проекты в определенной степени неповторимы и уникальны.

Отличие проектов от производственной системы заключается в том, что проект однократной не циклической деятельностью.

Закон Лермана гласит: любую техническую проблему можно преодолеть имея достаточно времени и денег.

Под управлением проектом подразумевают деятельность направленная на реализацию проекта с максимально возможной эффективностью при заданных ограниченных во времени денежными средствами а также качеству конкретных результатов проекта.

В основе метода управления объектом лежит методика сетевого планирования, разработана в США конце 50-х годов.

В данном реферате рассмотрены основные аспекты контроля в управлении проектами.

Сущность контроля в управлении проектами в Украине. Системы автоматизированного проектирования.

Увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, повышение качества разработки проектов — важнейшие проблемы, решение которых определяет уровень ускорения научно-технического прогресса общества. Развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) опирается на прочную научно-техническую базу. Это — современные средства вычислительной техники, новые способы представления и обработки информации, создание новых численных методов решения инженерных задач и оптимизации. Системы автоматизированного проектирования дают возможность на основе новейших достижений фундаментальных наук отрабатывать и совершенствовать методологию проектирования, стимулировать развитие математической теории проектирования сложных систем и объектов. В настоящее время созданы и применяются в основном средства и методы, обеспечивающие автоматизацию рутинных процедур и операций, таких, как подготовка текстовой документации, преобразование технических чертежей, построение графических изображений и т.д. На западе такие системы применяются уже давно, в Украине – относительно недавно, и только в настоящее время получают развитие. Рассмотрим подробнее особенность функционирования таких систем.

Сквозные системы — это всеобъемлющий набор средств для автоматизации процессов и технологической подготовки производства, а также различных объектов промышленности. Системы включают в себя полный набор промышленно адаптированных и доказавших свою эффективность программных модулей, функционально охватывающих анализ и создание чертежей, подготовку производства на всех этапах, а также обеспечивающих высокую функциональную гибкость всего цикла производства.

Данная система позволяет выполнять разработку самых сложных технических изделий: жгуты электропроводки, детали из пластмассы, различные механические конструкции. Это достигается с помощью еденного набора программных средств, удовлетворяющих специальным требованиям производства.

Системы представляют собой не просто объединенный набор отдельных программных решений, а целостную интегрированную систему взаимосвязанных инструментальных модулей способных функционировать на различных технических платформах, взаимодействовать с другим производственным оборудованием, обрабатывать данные, полученные путем достижения разработок новейшей технологии.

Системы CAD/CAM/CAE позволяют в масштабе целого предприятия логически связывать всю информацию об изделии, обеспечивать быструю обработку и доступ к ней пользователей работающих в разнородных системах. Так же они поддерживают технологию параллельного проектирования и функционирования различных подразделений согласовано выполняющих в рамках единой компьютерной модели операции проектирования, сборки, тестирование изделия, подготовку производства и поддержку изделия в течение всего его жизненного цикла.

Создаваемая системой модель основывается на интеграции данных и представляет собой полное электронное описание изделия, где присутствует, как конструкторская, технологическая, производственная и другие базы данных по изделию.

Это обеспечивает значительное улучшение качества, снижение себестоимости и сокращение сроков выпуска изделия на рынок.

Каждая система разрабатывается руководствуясь задачами объединения и оптимизации труда разработчиков и принимаемых при этом технологий в масштабах всего предприятия для поддержания данной системой стратегии автоматического проектирования.

Стандарты по САПР требуют выделения в качестве самостоятельного компонента организационного обеспечения, которое включает в себя положения, инструкции, приказы, штатные расписания, квалифицированные требования и другие документы, регламентирующие организационную структуру подразделений проектной организации и взаимодействие подразделений с комплексом средств автоматизированного проектирования. Функционирование САПР возможно только при наличии и взаимодействии перечисленных ниже средств:

а) математического обеспечения;

б) программного обеспечения;

в) информационного обепечения;

г) технического обеспечения;

д) лингвистического обеспечения;

е) методического обеспечения;

ж) комплектование подразделений САПР профессиональными кадрами.

Теперь кратко разберёмся с назначением каждого компонента средств САПР.

Математическое обеспечение САПР. Основа — это алгоритмы, по которым разрабатывается программное обеспечение САПР. Среди разнообразных элементов математического обеспечения имеются инвариантные элементы-принципы построения функциональных моделей, методы численного решения алгебраических и дифференциальных уравнений, постановки экстремальных задач, поиски экстремума. Разработка математического обеспечения является самым сложным этапом создания САПР, от которого в наибольшей степени зависят производительность и эффективность функционирования САПР в целом.

Программное обеспечение САПР. Программное обеспечение САПР представляет собой совокупность всех программ и эксплуатационной документации к ним, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования. Программное обеспечение делится на общесистемное и специальное (прикладное) ПО. Общесистемное ПО предназначено для организации функционирования технических средств, т. е. для планирования и управления вычислительным процессом, распределения имеющихся ресурсов, о представлено различными операционными системами. В специальном ПО реализуется математическое обеспечение для непосредственного выполнения проектных процедур.

Информационное обеспечение САПР. Основу составляют данные, которыми пользуются проектировщики в процессе проектирования непосредственно для выработки проектных решений. Эти данные могут быть представлены в виде тех или иных документов на различных носителях, содержащих сведения справочного характера о материалах, параметрах элементов, сведения о состоянии текущих разработок в виде промежуточных и окончательных проектных решений.

Техническое обеспечение САПР. Это создание и использование ЭВМ, графопостроителей, оргтехники и всевозможных технических устройств, облегчающих процесс автоматизированного проектирования.

Лингвистическое обеспечение САПР. Основу составляют специальные языковые средства (языки проектирования). предназначенные для описания процедур автоматизированного проектирования и проектных решений. Основная часть лингвистического обеспечения — языки общения человека с ЭВМ.

Методическое обеспечение САПР. Под методическим обеспечением САПР понимают входящие в её состав документы, регламентирующие порядок ее эксплуатации. Причем документы, относящиеся к процессу создания САПР, не входят в состав методического обеспечения. Так в основном документы методического обеспечения носят инструктивный характер и их разработка является процессом творческим.

Комплектование подразделений САПР профессиональными кадрами. Этот пункт предписывает комплектование подразделений САПР профессионально грамотными специалистами, имеющими навыки и знания для работы с перечисленными выше компонентами САПР. От их работы будет зависеть эффективность и качество работы всего комплекса САПР (может даже всего производства).

Виды контроля в управлении проектами.

Контроль по возмущению и комбинированный контроль.

Процесс реализации компенсации возмущающего воздействия называется контролем по возмущению. Контроль по возмущению обладает достоинствами и недостатками. В числе достоинств следует отметить высокое быстродействие. К недостаткам нужно отнести то, что цепь компенсации обеспечивает необходимое качество контроля только при действии того возмущения, на которое она рассчитана. При действии другого возмущения и необходимости компенсировать его действие нужно вводить новую цепь компенсации, что, конечно, усложняет систему. Цепь компенсации не является обратной связью, потому что по этой цепи передаётся входной сигнал, а не регулируемая (выходная) величина объекта.

В системах, использующих принцип обратной связи или принцип контроля по отклонению, решающее значение имеет сам факт отклонения регулируемой величины от установленной программы независимо от характера величины, вызвавшей это отклонение. Поэтому в системах автоматического контроля по отклонению нет недостатка, имеющего место в системах контроля по возмущению.

В технике автоматического контроля имеются системы, в которых совмещаются достоинства контроля по отклонению и возмущению. Системы, в которых одновременно используются оба принципа контроля, называются комбинированными, а принципы в этих системах — комбинированным контролем.

2.2. Автоматический контроль, программное регулирование и следящие системы.

Системы автоматического контроля в зависимости от характера изменения управляющего воздействия делятся на три касса. Различают системы автоматической стабилизации, системы программного регулирования и следящие системы.

Системы автоматической стабилизации характеризуются тем, что в процессе работы системы управляющее воздействие остаётся величиной постоянной.

Основной задачей системы автоматической стабилизации является поддержание на постоянном уровне с допустимой ошибкой регулируемой величины независимо от действующих возмущений. Действующие возмущения вызывают отклонение регулируемой величины от предписанного ей значения. Отклонением регулируемой величины называется разность между значением регулируемой величины в данный момент времени и её значением, принятым за начало отсчёта.

Понятие отклонения регулируемой величины является характерным для систем автоматической стабилизации и позволяет дать качественную оценку динамическим свойствам систем этого класса

Системами автоматической стабилизации являются различного рода САР (системы автоматического регулирования), предназначенные для регулирования скорости, напряжения, температуры, давления; например, стабилизатор курса самолёта и т.д.

Системы программного регулирования отличаются тем, что управляющее воздействие изменяется по заранее установленному закону в функции времени или координат системы.

О точности воспроизведения управляющего воздействия на выходе системы воспроизведения судят по величине ошибки, которая определяется разность между управляющим воздействием и регулируемой величиной в данный момент времени.

Примером систем программного регулирования могут служить системы управления копировально-фрезерным станком.

В следящих системах управляющее воздействие также является величиной переменной, но математическое описание его во времени не может быть установлено, так как источником сигнала служит внешнее явление, закон изменения которого заранее неизвестен. В качестве примера следящей системы можно указать на радиолокационную станцию автоматического сопровождения самолёта.

Так как следящие системы предназначены для воспроизведения на выходе управляющего воздействия с возможно большей точностью, то ошибка, так же как и в случае систем программного регулирования, является той характеристикой, по которой можно судить о динамических свойствах следящей системы. Ошибка в следящих системах, как и в системах программного регулирования, является сигналом, в зависимости от величины которого осуществляется управление исполнительным двигателем.

Статический и астатический контроль.

Системы автоматической стабилизации, следящие системы и системы программного регулирования разделяют на две группы: системы статические и системы астатические (не имеющие статической ошибки).

Система автоматического контроля будет статической по отношению к возмущающему воздействию, если при стремлении возмущающего воздействия к постоянной величине отклонения регулируемой величины также стремится к постоянной величине, отличной от нуля и зависящей от величины приложенного воздействия.

Систему автоматического контроля можно назвать статической по отношению к управляющему воздействию, если при стремлении последнего к постоянной величине ошибка также стремится к постоянной, отличной от нуля, величине и зависит от значения приложенного воздействия.

Система автоматического контроля будет астатической по возмущающему воздействию, если при стремлении возмущающего воздействия к постоянной величине отклонение регулируемой величины стремится к нулю и не зависит от величины приложенного воздействия.

Система автоматического контроля будет астатической по отношению к управляющему воздействию, если при стремлении управляющего воздействия к постоянной величине ошибка стремится к нулю и не зависит от величины воздействия.

Общие принципы контроля.

Целенаправленные процессы, выполняемые человеком для удовлетворения различных потребностей, представляют собой организованную и упорядоченную совокупность действий — операций, которые делятся на два основных вида: рабочие операции и операции управления. К рабочим операциям относятся действия, непосредственно необходимые для выполнения процесса в соответствии с теми природными законами, которыми определяется ход данного процесса, например, снятие стружки в процессе резанья изделия на станке, перемещение экипажа, вращение вала двигателя и т.п. Для облегчения и усовершенствования рабочих операций используются различные технические устройства, частично или полностью заменяющие человека в данной операции. Замена труда человека в рабочих операциях называется механизацией. Цель механизации состоит в высвобождении человека в тяжёлых операциях, требующих больших затрат физической энергии (земляные работы, подъём грузов), во вредных операциях (химические, радиоактивные процессы), в «рутинных» (однообразных, утомительных для нервной системы) операциях (завинчивание однотипных винтов при сборке, заполнение типовых документов, выполнение стандартных вычислений и т.п.).

Для правильного и качественного выполнения рабочих операций необходимы сопровождающие их действия другого рода — операции управления, посредством которых обеспечиваются в нужные моменты начало, порядок следования и прекращение рабочих операций, выделяются необходимые для их выполнения ресурсы, придаются нужные параметры самому процессу — направления, скорости, ускорения рабочему инструменту или экипажу; температура, концентрация химическому процессу и т.д. Совокупность управляющих операций образует процесс управления .

Операции управления так же частично или полностью могут выполняться техническими устройствами. Замена труда человека в операциях управления называется автоматизацией, а технические устройства, выполняющие операции управления, — автоматическими устройствами. Совокупность технических устройств (машин, орудий труда, средств механизации), выполняющих данный процесс, с точки зрения управления является объектом управления . Совокупность средств управления и объекта образует системы управления. Система, в которой все рабочие и управляющие операции выполняются автоматическими устройствами без участия человека, называются автоматической системой. Система, в которой автоматизирована только часть операций управления, а другая часть (обычно наиболее ответственная) выполняется людьми, называется автоматизированной (или полуавтоматической) системой.

Круг объектов и операций управления весьма широк. Он охватывает технологические процессы и агрегаты, группы агрегатов, цеха, предприятия, человеческие коллективы, организации и т.д.

Объекты, в которых протекает управляемый процесс, будем называть объектами управления. Это разнообразные технические устройства и комплексы, технологические или производственные процессы. Состояние объекта можно характеризовать одной или несколькими физическими величинами, называемыми управляемыми или регулируемыми переменными. Для технического устройства, например, электрического генератора, регулируемой переменной может быть напряжение на его выходных клеммах; для производственного участка или цеха — объём выпускаемой им промышленной продукции.

Как правило, к объекту управления приложено два вида воздействий: управляющие — r(t) и возмущающее f(t); состояние объекта характеризуется переменной x(t):

f(t)

Контроль в управлении проектами

Контроль в управлении проектами

Контроль в управлении проектамиКонтроль в управлении проектами r(t) объект x(t)

управления

Изменение регулируемой величины x(t) обусловливается как управляющим воздействием r(t), так и возмущающим, или помехой f(t). Дадим определение этим воздействиям.

Возмущающим называется такое воздействие, которое нарушает требуемую функциональную связь между регулируемыми или управляемыми переменными и управляющим воздействием. Если возмущение характеризует действие внешней среды на объект, то оно называется внешним. Если это воздействие возникает внутри объекта за счёт протекания нежелательных, но неизбежных процессов при его нормальном функционировании, то такие возмущения называются внутренними.

Воздействия, прикладываемые к объекту управления с целью изменения прикладываемой величины в соответствии с требуемым законом, а также для компенсации влияния возмущений на характер изменения управляемой величины, называются управляющими.

Основная цель автоматического управления любым объектом или процессом состоим в том, чтобы непрерывно поддерживать с заданной точностью требуемую функциональную зависимость между управляемыми переменными, характеризующими состояние объекта и управляющими воздействиями в условиях взаимодействия объекта с внешней средой, т.е. при наличии как внутренних, так и внешних возмущающих воздействий. Математическое выражение этой функциональной зависимости называется алгоритмом управления.

Понятие об элементе системы. Любой объект управления сопряжён с одним или несколькими регуляторами, формирующими управляющие воздействия, подаваемые на регулирующий орган. Объект управления совместно с управляющим устройством, или регулятором, образуют систему управления или регулирования. При этом, если человек не участвует в процессе управления, то такая система называется системой автоматического управления.

Регулятор системы представляет собой комплекс устройств, соединённых между собой в определённой последовательности и осуществляющих реализацию простейших операций над сигналами. В связи с этим оказывается возможным произвести декомпозицию (расчленение) регулятора на отдельные функциональные элементы — простейшие конструктивно-целостные ячейки, выполняющие одну определённую операцию с сигналом.

К таким операциям следует отнести:

преобразование контролируемой величины в сигнал;

преобразование: а) сигнал одного рода энергии в сигнал другого рода энергии; б) непрерывного сигнала в дискретный и обратно; в) сигнала по величине энергии; г) виды функциональной связи между выходными и входными сигналами;

хранение сигналов;

формирование программных сигналов;

сравнение контрольных и программных сигналов и формирование сигнала рассогласования;

выполнение логических операций;

распределение сигнала по различным каналам передачи;

использование сигналов для воздействия на объект управления.

Перечисленные операции с сигналами, выполняемые элементами систем автоматического управления, используются в дальнейшем как основа систематизации всего многообразия элементов автоматики, применяемого в различных по характеру, назначению и принципу действия системах, т.е. порождённого многообразием автоматических систем управления и контроля.

Чтобы осуществлять автоматическое управление или строить систему управления, нужны знания двоякого вида: во-первых, конкретные знания данного процесса, его технологии и, во-вторых, знания принципов и методов управления, общих для самых разнообразных объектов и процессов. Конкретные специальные знания дают возможность установить, что и, главное, как следует изменять в системе, чтобы получить требуемый результат.

При автоматизации управления техническими процессами возникает необходимость в различных группах операций управления. К одной из таких групп относится операция начала (включения), прекращения (отключения) данной операции и перехода от одной операции к другой (переключения).

Для правильного и качественного ведения процесса некоторые из его координат — управляемые — должны поддерживаться в определённых границах или изменяться по определённому закону.

Другая группа операций управления связана с контролем за координатами с целью установления допустимых границ. Эта группа операций состоит в измерении значений координат и представления результатов измерения в удобной для человека-оператора форме.

Третья группа операций управления — операции по поддержанию заданного закона изменения координат — изучается в теории автоматического управления.

Всякий объект, обладающий массой, является динамическим, поскольку под действием внешних сил и моментов (конечной величины) со стороны объекта возникает соответствующая реакция его положения (или состояния) не может быть изменено мгновенно. Переменные x, u и f (где x — совокупность управляемых координат процесса, u — воздействия или управления, прикладываемые к объекту, и f — возмущения действующие на вход объекта) в динамических объектах обычно связаны между собой дифференциальными, интегральными или разностными уравнениями, содержащими в качестве независимой переменной время t .

Изменения координат в нормальном, желаемом процессе определяется совокупностью правил, предписаний или математических зависимостей, называемых алгоритмом функционирования системы. Алгоритм функционирования показывает, как должна изменяться величина x(t) по требованиям технологии, экономики или по другим соображениям. В теории автоматического управления алгоритмы функционирования считаются заданными.

Динамические свойства и форма статических характеристик вносят искажения: действительный процесс будет отличаться от желаемого (который, например, при тех же воздействиях имел бы место в безинерционном линейном объекте). Поэтому требуемый закон изменения управления u, или алгоритм управления, не будет подобным алгоритму функционирования; он будет зависит от алгоритма функционирования, динамических свойств и характеристик объекта. Алгоритм управления показывает, как должно изменяться управление u, чтобы обеспечить заданный алгоритм функционирования. Алгоритм функционирования в автоматической системе реализуется с помощью управляющих устройств.

В основе используемых в техники алгоритмов управления лежат некоторые общие фундаментальные принципы управления, определяющие, как осуществляется увязка алгоритма управления с заданным и фактическим функционированием, или с причинами, вызвавшие отклонения. Используется три фундаментальных принципа: разомкнутого управления, обратной связи и компенсации.

Принцип разомкнутого управления. Сущность принципа состоит в том, что алгоритм управления строится только на основе заданного алгоритма функционирования и не контролируется по фактическому значению управляемой величины.

Принцип управления по отклонению (принцип обратной связи). Этот принцип является одним из наиболее ранних и широко распространённых принципов управления. В соответствии с ним воздействие на регулирующий орган объекта вырабатывается как функция отклонения регулируемой величины от предписанного значения.

Обратную связь можно обнаружить во многих процессах в природе. Примерами могут служить вестибулярный аппарат, обнаруживающий отклонения тела от вертикали и обеспечивающий поддержание равновесия, системы регуляции температуры тела, ритма дыхания и т.п. В общественных учреждениях обратная связь при управлении устанавливается посредством осуществления контроля исполнения. Принцип обратной связи является весьма универсальным фундаментальным принципом управления, действующим в технике, природе и обществе.

Принцип регулирования по возмущению (принцип компенсации). Так как отклонение регулируемой величины зависит не только от управления, но и возмущающего воздействия, то в принципе можно сформулировать закон управления так, чтобы в установившемся режиме отклонение отсутствовало.

Принцип регулирования паровой машины по моменту сопротивления на её валу был предложен в 1930 г. французским инженером И.Понселе, однако реализовать это предложение на практике не удалось, поскольку динамические свойства паровой машины (наличие астатизма) не допускали непосредственного использования принципа компенсации. Но в ряде других технических устройств принцип компенсации использовался давно. Примечательно, что его использование в статике не вызывало сомнений, попытка же Г.В.Щипанова в 1940 г. Предложить принцип инвариантности по возмущению для ликвидации отклонений в динамике вызывала резкую дискуссию и обвинения в нереализуемости предложения. В.С.Кулебакин в 1948г. и Б.Н.Петров в 1955 г. показали, как следует строить системы, чтобы можно было реализовать в них принцип инвариантности. В 1966 г. предложенный Г.В.Щипановым принцип инвариантности был зарегистрирован как открытие с приоритетом — апрель 1939 г. Тем самым была исправлена ошибка его оппонентов, состоявшая в том, что отрицалась реализуемость принципа инвариантности вообще.

Системы регулирования по возмущению в сравнении с системами, действующими по отклонению, отличаются обычно большими устойчивостью и быстродействием. К их недостаткам относятся трудность измерения нагрузки в большинстве систем, неполный учёт возмущений (компенсируются только те возмущения, которые измеряются). Так, при компаундировании электрической машина не компенсируются колебания напряжения сетей, питающих гонный двигатель и обмотки возбуждения, колебания сопротивлений обмоток от изменения температуры и др. Во многих случаях весьма эффективно применение комбинированного регулирования по возмущению и отклонению, широко используемое для регулирования напряжения мощных синхронных генераторов на крупных электростанциях (компаундирование с коррекцией). Комбинированные регуляторы объединяют достоинства двух принципов, но, естественно, конструкция их сложнее, а стоимость выше.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Таким образом, мы выяснили основные принципы контроля в управлении проектами, а также рассмотрели, как действуют автоматизированные системы управления проектами. Это наиболее важная часть данного реферата, потому как автоматизация управления проектами, а особенно контроля в управлении проектами, позволяет гораздо более точно проанализировать процесс реализации проекта и принятия управленческих решений, а также ускорить процесс реализации проекта.

В основных направлениях экономического и социального развития становится задача развивать производство электронных устройств регулирования и телемеханики, исполнительных механизмов, приборов и датчиков систем комплексной автоматизации сложных технологических процессов, агрегатов, машин и оборудования.

Опыт, накопленный при создании автоматизированных и автоматических систем управления, показывает, что управление различными процессами основывается на ряде правил и законов, часть из которых оказывается общей для технических устройств, живых организмов и общественных явлений. Изучение процессов управления, получения, преобразования информации в технических, живых и общественных системах составляет предмет кибернетики, важным разделом который является техническая кибернетика, включая анализ информационных процессов управления техническими объектами, синтез алгоритмов управления и создание систем управления, реализующих эти алгоритмы.

Экономическая кибернетика призвана решать задачи теоретического анализа и развития методов технического конструирования и экономического обоснования элементной базы систем управления, а также методов контроля в управлении проектами.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

Н.И.Подлесный, В.Г.Рубанов. Элементы систем автоматического управления и контроля. — Киев.: «Вища школа»,1999.

В.А.Лукас. Теория автоматического управления. — М.: «Недра», 2000.

А.А.Первозванский. Курс автоматического управления. — М.: «Наука», 2002.

Я.З.Ципкин. Основы теории автоматических систем. — М.: «Наука», 2002.

А.А.Воронов, В.К.Титов, Б.Н.Новоградов. Основы теории автоматического регулирования и управления. — М.: «Высшая школа», 2000.

Учебник; под.ред. В.П.Косарева, А.Ю.Королёва. Экономическая информатика и вычислительная техника. — М.: «Финансы и статистика», 1996.

А.В.Петров Проблемы и принципы создания САПР. Москва “Высшая школа”, 2000.

Д.М.Жук Технические средства и операционные системы САПР. Москва “Высшая школа”, 2002.

Дипломная работа: Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Введение

Неуклонный рост материальных и духовных потребностей общества стимулирует развитие всех видов науки, техники и промышленных технологий. В результате этого происходит модернизация старых и создание новых технических средств и систем различного целевого назначения. От устаревших их отличают улучшенные потребительские и эксплуатационно-технические характеристики (производительность, точность, сложность функций и качество их исполнения, энергопотребление, надежность, конструктивная сложность, число элементов, интенсивность и скорость протекания процессов, возможность работы в пограничных и критических режимах). Сферы их применения разнообразны: энергетика, транспорт, промышленное производство, авиационная, ракетно-космическая, военная, медицинская, научная и испытательная техника и др.

Сложные технические объекты не могут самостоятельно и нормально функционировать (выполнять алгоритм функционирования) без принудительных (управляющих) воздействий со стороны специально организованного комплекса средств, образующих управляющую подсистему. Для реализации основных ее функций, таких как: а) сбор осведомительной информации о состоянии управляемого объекта и внешней среды; б) преобразование информации (принятие решения); в) формирование управляющих воздействий (исполнение решения) применяются специальные технические средства (устройства). При этом суть и цель автоматизации управления состоит в возможно более полном освобождении человека от выполнения названных выше функций управляющей подсистемы.

Переход от локальной автоматизации к комплексной приводит к необходимости одновременного изменения нескольких управляемых переменных. Усложнение функций, возложенных на технические объекты, повышение требований к качеству их выполнения; необходимость учета взаимодействий локальных процессов; повышение порядка и сложности математических моделей и др. существенно усложняют задачу управления. При этом сложные технические объекты должны рассматриваться не только как многомерные, но и как многосвязные. Примерами могут служить летательные аппараты, их силовые и энергетические установки; исполнительные подсистемы роботов и т.п. В них многосвязность проявляется в наличии перекрестных связей, за счет которых управляющее воздействие, поданное на любой из входов, приводит к изменению несколько выходов.

Сложность алгоритмов функционирования и математических моделей современных технических объектов, их многосвязность приводят, как правило, к невозможности применения централизованного (радиального) управления на основе единой цели и алгоритма, обеспечивающего наилучшее (или допустимое) значение показателя эффективности. Это связано с наличием ряда проблем информационного, математического, методологического и технического характера.

Более конструктивным (при современном уровне развития науки и техники) является подход децентрализации, при котором функции управления распределяются между несколькими, взаимодействующими между собой и с техническим объектом, управляющими центрами (узлами, устройствами). Организационная структура управляющей подсистемы при этом усложняется и часто оказывается многоуровневой (иерархической), в которой между некоторыми парами узлов управления присутствуют отношения соподчинения. Несмотря на некоторое снижение эффективности по сравнению с гипотетическим вариантом радиального управления, децентрализация дает возможность практического осуществления управления сложными техническими объектами. При этом центры управления верхних (командных) уровней, реализуя более сложные алгоритмы управления, получают осведомительную информацию от узлов управления нижних уровней в некотором обобщенном (усредненном) виде. По этой причине скорости протекания процессов управления на двух соседних уровнях в большинстве случаев могут различаться в десятки раз. Наиболее быстрыми и оперативными будут процессы на самом нижнем, исполнительном уровне, где требуемая скорость изменения управляющих воздействий определяется свойствами управляемого объекта. Цели (задачи) для узлов управления исполнительного уровня, как правило, простейшие: регулирование значений управляемых переменных технического объекта в соответствии с предписанными (со стороны верхних уровней) законами их изменения во времени. При этом управляющие центры верхних уровней решают более сложные задачи, связанные с координацией, адаптацией подчиненных им подсистем нижних уровней и с оптимизацией режимов работы объекта. Определение числа уровней, а также необходимого числа узлов (центров) управления на каждом уровне в составе управляющей подсистемы, распределение между ними целей управления, определение алгоритмов их достижения – вот характерные проблемы, возникающие при разработке системы с децентрализованным (распределенным) управлением. Для выбора подходящего варианта организационной структуры управляющей подсистемы в настоящее время нет аналитических методов, потому используют экспертные оценки, опыт предыдущих и аналогичных разработок, рекомендации методов структурного анализа и синтеза сложных систем, методы компьютерного моделирования.

Темпы и скорости процессов управления на разных уровнях существенно различаются. По степени оперативности (по частоте принятия решений), по сложности и общности целей управления, кроме первого (самого нижнего, исполнительного) уровня, осуществляющего оперативное управление подсистемами технического объекта, можно укрупнено выделить ещё два более высоких уровня управления: второй (тактический) уровень и третий (стратегический) уровень. Каждый из них, в общем случае, может содержать несколько подуровней управления.

Тактический уровень управления осуществляет согласование, координацию сепаратных подсистем первого уровня, а при необходимости, обеспечивает им свойства адаптации за счет изменения параметров их алгоритмов управления.

На стратегическом уровне осуществляется оптимизация некоторых обобщенных показателей функционирования сложного технического объекта.

Алгоритмы управления, реализуемые каждым из уровней, базируются на использовании осведомительной информации, получаемой от нижестоящих уровней. В то же время функционирование центра управления любого уровня определяется директивной, управляющей информацией, поступающей со стороны вышестоящих уровней. Многоуровневый подход к организации управляющей подсистемы создает предпосылки для разбиения процесса проектирования системы управления сложными объектами на ряд последовательных этапов. При этом при разработке алгоритма управления для некоторого уровня обычно возможна идеализация нижних уровней, при которой считают, что их цели управления достигаются быстро и точно, а управляющие (директивные) воздействия со стороны верхнего уровня «замораживаются», либо имеют некоторый типовой вид.

Сложные (многосвязные) технические объекты в совокупности с узлами (устройствами) управления первого, исполнительного уровня образуют подсистемы оперативного управления, которые представляют собой многосвязные системы автоматического регулирования (МСАР) по типу следящих систем. Задающие воздействия для них формируются на втором, тактическом уровне, а цели управления состоят в воспроизведении с достаточной точностью требуемых законов изменения для каждой управляемой переменной. При этом критерием оценки эффективности МСАР будут функционалы от ошибок воспроизведения задающих воздействий. На этапе расчета МСАР эти воздействия принимаются типовыми, а преобразовательные и собственные динамические свойства МСАР определенным образом ограничиваются, чтобы при синтезе алгоритмов управления тактического уровня их неидеальностью можно было пренебречь.

Проектирование МСАР следящего типа, как подсистем исполнительного уровня в составе многоуровневой системы управления представляет собой традиционную для ТАУ задачу динамического синтеза. Однако ее решение имеет весьма существенные особенности, обусловленные факторами многомерности и многосвязности объекта управления ОУ; высоким порядком его математической модели; особенностями оценки качества работы МСАР и др. По этим причинам непосредственное применение традиционных инженерных методов синтеза одномерных следящих СУ оказываются невозможным без их обобщения на многомерный случай. Научные работы в этой области, в основном, посвящены аналитическим методам оптимального синтеза МСАР. Используемые при этом функционалы качества (критерии оптимальности) назначаются, как правило, исходя из условий математической разрешимости задачи, и в большинстве своем имеют обобщенный, абстрактный характер, слабо связанный с инженерными приложениям и требованиями.

Несмотря на большое число публикаций и монографий, в основном двадцатилетней давности, в учебной литературе по теории автоматического управления инженерным методам динамического синтеза МСАР не уделяется должного внимания. Именно этим обусловлен выбор темы исследования.

Цель работы: частичный синтез и исследование многомерной САР исполнительного уровня в составе распределенной системы управления сложным техническим объектом.

Исходные данные. Структурная схема рассматриваемой МСАР, показана на рисунке 1.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Передаточные матрицы (ПМ) линейных МДЗ в составе двумерной МСАР имеют вид:

W1(p)=diag{Wp1(p); Wp2(p)};

W2(p)=diag{W01(p); W02(p)};

W3(p)=diag (1/p); 1/p)},

где Wpi(p) – подлежащая определению ПФ i-го сепаратного регулятора; i = 1; 2.

W0i(p) = Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня – ПФ неизменяемой части i-го сепаратного канала;

Wk(p) – ПМ компенсатора (в работе рассматриваются два его варианта):

a) Wk(p) = [E+Wx(p)] – ПМ компенсатора с прямыми перекрестными связями;

b) Wk(p) = [E – Wx(p)]–1 – ПМ компенсатора с обратными перекрестными связями.

Здесь Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, а Wx1(p) и Wx2(p) – подлежащие определению передаточные функции прямых (или обратных) перекрестных связей в составе последовательного компенсатора, обеспечивающего свойство автономности каналов регулирования.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, где Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня– ПФ перекрестных связей в объекте управления ОУ, а Ky1=15; Ky2=10; Ty1=0.4Ta1; Ty2=1.5Tb2.

Таблица 1 – Исходные данные

№ вар.

i

Кi, с-1

Tai, с

Tbi, с

wсрi

Mi

Схема

ЦСАР

6

1

125

0.07

0.01

41

1.23

a)
2

135

0.11

0.009

33

1.35

1. Синтез и исследование непрерывной МСАР

1.1 Определение ПФ сепаратных регуляторов

Изобразим структурную схему МСАР при отсутствии перекрестных связей в многомерном управляющем устройстве и в многомерном объекте управления (Рисунок 1.1)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.1 – Структурная схема МСАР при отсутствии перекрестных связей в МУУ и МОУ

Запишем передаточные матрицы с заданными числовыми значениями параметров:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня;

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня;

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня;

Применяя формулы В.А. Бесекерского для типовой «симметричной» ЛАХ, выберем вид и параметры ПФ Wр1(p) и Wр2(p), обеспечивающие заданные свойства сепаратным каналам по точности (коэффициент добротности K=Ki), по быстродействию (wср) и по колебательности (M).

1) Первый сепаратный канал

Изобразим структурную схему первого сепаратного канала (Рисунок 1.2)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.2 – Структурная схема первого сепаратного канала

Запишем передаточную функцию первого разомкнутого сепаратного канала:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня; (1.1)

Определим, обеспечиваются ли заданные в ТЗ свойства сепаратного канала.

Построим ЛАЧХ первого сепаратного канала. Построение проведем на масштабно-координатной бумаге.

Первая асимптота ЛАЧХ с наклоном -20 дБ/дек пересекает ось L(w) в точке 20logK1, что соответствует требованию ТЗ по точности.

Определим частоту среза.

log wср=1.6, wcp=40 рад/с. Она близка к требуемому значению.

Построим АЧХ замкнутого сепаратного канала (Рисунок 1.3), как зависимость модуля частотной передаточной функции замкнутого канала от частоты.

Передаточная функция замкнутого канала определяется формулой

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня (1.2)

Определим показатель колебательности М, используя формулу

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня; (1.3)

где N(w) – модуль частотной передаточной функции замкнутого канала.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Свойства первого сепаратного канала по колебательности не соответствуют заданным в ТЗ.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.3 – АЧХ замкнутого сепаратного канала 1

Определим передаточную функцию сепаратного регулятора.

Типовая «симметричная» ЛАХ на среднечастотном участке имеет наклоны (-40 дБ/дек; -20 дБ/дек; -40 дБ/дек). Сравнивая с заданной передаточной функцией первого сепаратного канала, определим, что желаемая передаточная функция будет иметь вид:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня. (1.4)

Для оценки параметров желаемой передаточной функции воспользуемся формулами Бесекерского:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня (1.5)

Проведем построение желаемой ЛАЧХ на масштабно-координатной бумаге (Приложение 1а), из построения определим постоянную времени Т1 и ЛАЧХ сепаратного регулятора.

Таким образом, передаточная функция первого сепаратного регулятора, обеспечивающая заданные в ТЗ свойства первому сепаратному каналу, имеет вид:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Передаточная функция разомкнутого сепаратного канала:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня. (1.6)

Определим показатель колебательности скорректированного сепаратного канала по формуле (1.3), для этого построим АЧХ замкнутого сепаратного канала. (Рисунок 1.4)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.4 – АЧХ замкнутого сепаратного канала 1 с регулятором

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Свойства сепаратного канала по точности, быстродействию и колебательности соответствуют заданным в ТЗ.

2) Второй сепаратный канал

Изобразим структурную схему второго сепаратного канала (Рисунок 1.5)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.5 – Структурная схема второго сепаратного канала

Запишем передаточную функцию второго разомкнутого сепаратного канала:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня; (1.7)

Определим, обеспечиваются ли заданные в ТЗ свойства сепаратного канала.

Построим ЛАЧХ вотрого сепаратного канала. Построение проведем на масштабно-координатной бумаге (Приложение 1б).

Первая асимптота ЛАЧХ с наклоном -20 дБ/дек пересекает ось L(w) в точке 20logK2, что соответствует требованию ТЗ по точности.

Определим частоту среза.

log wср=1.53, wcp=34 рад/с. Она близка к требуемому значению.

Построим АЧХ замкнутого сепаратного канала (Рисунок 1.6), определим показатель колебательности М, используя формулу (1.3)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.6 – АЧХ замкнутого сепаратного канала 2

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Свойства второго сепаратного канала по колебательности не соответствуют заданным в ТЗ.

Определим передаточную функцию второго сепаратного регулятора.

Аналогично первому сепаратному каналу, желаемая передаточная функция будет иметь вид:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня. (1.8)

Для оценки параметров желаемой передаточной функции воспользуемся формулами Бесекерского (1.4).

Проведем построение желаемой ЛАЧХ на масштабно-координатной бумаге (Приложение 1б), из построения определим постоянную времени Т1 и ЛАЧХ сепаратного регулятора.

Таким образом, передаточная функция второго сепаратного регулятора, обеспечивающая заданные в ТЗ свойства второму сепаратному каналу, имеет вид:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Передаточная функция разомкнутого сепаратного канала:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня (1.9)

Определим показатель колебательности скорректированного сепаратного канала по формуле (1.2), для этого построим АЧХ замкнутого сепаратного канала. (Рисунок 1.7)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Свойства сепаратного канала по точности, быстродействию и колебательности соответствуют заданным в ТЗ.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.7 – АЧХ замкнутого сепаратного канала 2 с регулятором

1.2 Исследование свойств сепаратных каналов МСАР

Прямые и частотные показатели качества переходного процесса

Для определения прямых показателей качества переходного процесса получим переходные характеристики первого и второго сепаратных каналов с помощью программного пакета MATLAB (Приложение 2)

1) Первый сепаратный канал

Переходная характеристика для первого сепаратного канала изображена на рисунке 1.8.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.8 – Переходная характеристика первого сепаратного канала

Используя график переходной характеристики определим время переходного процесса как время, по истечении которого отклонение управляемой величины от установившегося значения станет менее 5%.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Определим перерегулирование как отношение максимального отклонения управляемой величины от своего установившегося значения к установившемуся значению.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня (1.10)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Частотный показатель качества переходного процесса – показатель колебательности – был определен в п. 1.1 в рамках проверки свойств сепаратного канала.

2) Второй сепаратный канал

Переходная характеристика для второго сепаратного канала изображена на рисунке 1.9.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.9 – Переходная характеристика второго сепаратного канала

Аналогично первому сепаратному каналу:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Определим перерегулирование по формуле (1.10)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Частотный показатель качества переходного процесса – показатель колебательности – был определен в п. 1.1 в рамках проверки свойств сепаратного канала.

Показатели точности

Определим показатели точности в виде амплитудных (δА) и фазовых (δφ) искажений на частоте w1=0,3wср2

Частота среза второго сепаратного канала определена техническим заданием.

wср2=33 рад/с,

w1=0,3∙33=9,9 рад/с.

Найдем амплитудно-фазовые искажения для каждого сепаратного канала по формулам:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня (1.11)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня (1.12)

где

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня – частотная передаточная функция замкнутого сепаратного канала.

1) Первый сепаратный канал

Запишем частотную передаточную функцию замкнутого канала, используя формулу (1.2):

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня (1.13)

Определим амплитудные искажения:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Определим фазовые искажения:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня,

где Q(w) и P(w) – мнимая и действительная часть частотной передаточной функции замкнутого канала.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

2) Второй сепаратный канал

Запишем частотную передаточную функцию замкнутого канала:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня. (1.14)

Определим амплитудные искажения:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Определим фазовые искажения:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Запасы устойчивости

Определим запасы устойчивости сепаратных каналов, используя критерий Найквиста на плоскости ЛЧХ.

Построим ЛЧХ разомкнутых сепаратных каналов. (Рисунок 1.10)

По графикам определим запасы устойчивости

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

1.3 Исследование свойств исходной МСАР (при Wk(p)=E)

Изобразим структурную схему МСАР с учетом перекрестных связей в многомерном объекте управления (Рисунок 1.11)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.11 – Структурная схема МСАР с учетом перекрестных связей в МОУ

Передаточная матрица Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня имеет следующий вид:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня,

где Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня – передаточные функции перекрестных связей в объекте управления

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня,

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Устойчивость исходной МСАР

1) Обобщенный критерий Найквиста

Запишем передаточную матрицу разомкнутой системы, изображенной на рисунке 1.10

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня (1.15)

Выражение для получения характеристического уравнения:

det [E+W(p)] = 0. (1.16)

Здесь [E+W(p)] – матрица возвратных разностей. Ее определитель представляет собой дробно-рациональную функцию H(p), в числителе которой – характеристический полином jз(p) для замкнутой МСАР, а в знаменателе – характеристический полином jр(p) для разомкнутой МСАР:

H(p) = jз(p)/jр(p). (1.17)

Эта особенность функции H(p) используется для получения обобщенного критерия Найквиста при исследовании устойчивости замкнутой МСАР.

С помощью программного пакета MathCAD найдем характеристический полином разомкнутой МСАР (Приложение 3а). Приравняем полученный полином к нулю и получим корни характеристического уравнения разомкнутой МСАР:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разомкнутая МСАР находится на апериодической границе устойчивости.

Построим обобщенный годограф Найквиста. Произведем замену Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня и представим определитель матрицы возвратных разностей в виде суммы действительной и мнимой части:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Построим обобщенный годограф Найквиста (рисунок 1.12) с помощью программного пакета MathCAD (Приложение 3б).

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.12 – Обобщенный годограф Найквиста

а) годограф на высокочастотном участке

б) годограф на среднечастотном участке

в) общий вид годографа

Если разомкнутая система находится на апериодической границе устойчивости, то для устойчивости замкнутой МСАР необходимо и достаточно, чтобы обобщенный годограф Найквиста, дополненный на участке разрыва дугой бесконечно большого радиуса, не охватывал точку с координатами (0; j0).

Так как обобщенный годограф Найквиста, дополненный на участке разрыва дугой бесконечно большого радиуса, охватывает точку с координатами (0; j0) (рисунок 1.12 в), то замкнутая МСАР является неустойчивой.

2) Метод эквивалентирования относительно первого канала

Рассмотрим детализирванную до уровня одномерных звеньев структурную схему МСАР (Рисунок 1.13)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.13 – Детализирванная до уровня одномерных звеньев структурная схема МСАР

Изобразим структурною схему с учетом только внешнего воздействия первого канала регулирования, тогда второй канал регулирования представим эквивалентным звеном (Рисунок 1.14).

Определим передаточную функцию эквивалентного звена:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня (1.18)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.14 – Структурная схема с эквивалентным второму каналу регулирования звеном

Запишем передаточную функцию разомкнутой системы

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня (1.19)

Для устойчивости системы необходимо и достаточно, чтобы все корнии ее характеристического уравнения были левыми.

Запишем характеристическое уравнение замкнутой системы:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

С помощью программного пакета MathCad найдем его корни (Приложение 4)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Не все корни характеристического уравнения замкнутой системы левые, следовательно, система неустойчива.

Колебательная граница устойчивости

С помощью обобщенного годографа Найквиста подберем такую пару значений параметров К1 и К2, при которых МСАР находится на колебательной границе устойчивости.

Значения параметров Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня и Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, при которых МСАР находится на колебательной границе устойчивости, следующие:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня,

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Изобразим годограф Найквиста системы с найденными коэффициентами в области высоких частот (Рисунок 1.15).

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.15 – Обобщенный годограф Найквиста при Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Проверим правильность найденных значений моделированием МСАР (Приложение 5). Графики переходных процессов, полученные в результате моделирования, представим на рисунке 1.16.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.16 – Переходные характеристики

Графики переходных характеристик представляют собой незатухающие колебания, следовательно, при заданных параметрах система находится на границе устойчивости.

Влияние перекрестных связей на точность МСАР в установившемся режиме

Запишем передаточную матрицу замкнутой системы, изображенной на рисунке 1.10.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня,

где W(p) – передаточная матрица разомкнутой системы (1.15), определенная в пункте 1.3.1.

Рассматриваемая система имеет два входа и два выхода, следовательно, передаточная матрица замкнутой системы имеет вид:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня. (1.20)

Передаточная матрица замкнутой системы, соответствующая паре «вх. 1 – вых. 1», – Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, паре «вх. 1 – вых. 2», – Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Построим АЧХ замкнутой МСАР относительно пар «вх. 1 – вых. 1» и «вх. 1 – вых. 2» с помощью программного пакета MathCAD (Приложение 6а).

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня,

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.17 – АЧХ замкнутой МСАР относительно пар «вх. 1 – вых. 1» и «вх. 1 – вых. 2»

Определим ординаты построенных характеристик на частоте Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровняРазработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня,

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

За точность МСАР в установившемся режиме отвечает низкочастотный участок АЧХ, по которому можно определить амплитудно-фазовые искажения.

Проведем сравнение АЧХ первого сепаратного канала и АЧХ исходной системы относительно пары «вх1-вых1». Представим их на одном графике.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.18 – АЧХ замкнутой МСАР относительно пары «вх. 1 – вых. 1» и первого сепаратного канала

Если предположить, что установившийся режим существует, то, судя по низкочастотному диапазону АЧХ, следствием влияния перекрестных связей является уменьшение амплитудных искажений на рассматриваемой частоте w1=9.9 рад.

Влияние перекрестных связей на динамические свойства МСАР

Построим графики переходных функций относительно пар «вх. 1 – вых. 1», «вх. 1 – вых. 2» в программном пакете MathCAD (Приложение 6б) с использованием ранее записанной передаточной матрицей замкнутой системы (1.20).

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.19 – Переходных функций относительно пар «вх. 1 – вых. 1», «вх. 1 – вых. 2»

По графикам переходных функций видно, что исходная двумерная САР (при Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня) является неустойчивой. Таким образом, введенные перекрестные связи в объект управления ухудшают динамические свойства МСАР.

1.4 Расчет последовательного компенсатора (частичный синтез автономной САР)

Изобразим структурную схему МСАР с последовательным компенсатором (Рисунок 1.20)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.20 – Структурная схема МСАР с учетом перекрестных связей в МОУ

Передаточная матрица компенсатора Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня имеет вид

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня – для компенсатора с прямыми перекрестными связями;

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня – для компенсатора с обратными перекрестными связями,

Здесь

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня – подлежащие определению передаточные функции перекрестных связей последовательного компенсатора.

Передаточные функции прямых и обратных перекрестных связей

Необходимым и достаточным условием полной автономности каналов регулирования является диагональный вид передаточной матрицы Ф(p) замкнутой МСАР относительно задающих воздействий:

Фij(p)=0 при i №j или Ф(p) =diag{Фii(p)}.

Для структуры с единичной отрицательной обратной связью (ЕООС) математические условия автономности можно получить для передаточной матрицы разомкнутой системы.

В рассматриваемом случае САР является двумерной, когда число перекрестных связей невелико, их передаточные функции легко получить на основе принципа двухканальности Б.Н. Петрова.

1) МСАР с прямыми перекрестными связями в компенсаторе

Рассмотрим детализирванную до уровня одномерных звеньев структурную схему разомкнутой МСАР (Рисунок 1.21)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.21 – Детализирванная до уровня одномерных звеньев структурная схема разомкнутой МСАР

Передаточную функцию прямой перекрестной связи Wx1(p) определим из условия равенства нулю суммы передаточных функций двух каналов распространения сигнала ε1(p) до второго выхода МОУ.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Аналогично определим и передаточную функцию Wx2(p):

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Динамические свойства автономных каналов регулирования в общем случае могут отличаться от свойств соответствующих сепаратных каналов регулирования, получаемых формальным отбрасыванием всех перекрестных связей и МОУ, и в регуляторе. В случае точного совпадения этих свойств в МСАР достигается абсолютная автономность, а иначе  обычная, простая автономность.

Определим вид автономности системы. Для этого сравним передаточные функции разомкнутых автономных и сепаратных каналов регулирования.

Передаточная функция разомкнутой системы с учетом перекрестных связей имеет вид:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня (1.21)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Передаточная матрица разомкнутой системы без учета перекрестных связей:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Соответствующие передаточные функции разомкнутых автономных и сепаратных каналов регулирования не совпадают, а, следовательно, не совпадают и свойства этих каналов. Значит, наблюдается простая автономность каналов.

2) МСАР с обратными перекрестными связями в компенсаторе

Рассмотрим детализирванную до уровня одномерных звеньев структурную схему разомкнутой МСАР (Рисунок 1.20)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.20 – Детализирванная до уровня одномерных звеньев структурная схема разомкнутой МСАР

Передаточную функцию обратной перекрестной связи Wx1(p) определим из условия равенства нулю суммы передаточных функций двух каналов распространения сигнала ε1(p) до второго выхода МОУ.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Аналогично определим и передаточную функцию Wx2(p):

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Определим вид автономности системы. Для этого сравним передаточные функции разомкнутых автономных и сепаратных каналов регулирования.

Передаточная функция разомкнутой системы с учетом перекрестных связей имеет вид:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня (1.22)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Передаточная матрица разомкнутой системы без учета перекрестных связей:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Соответствующие передаточные функции разомкнутых автономных и сепаратных каналов регулирования совпадают, а, следовательно, совпадают и свойства этих каналов. Значит, наблюдается абсолютная автономность каналов.

Исследование частотных и временных характеристик автономных каналов МСАР

1) МСАР с прямыми перекрестными связями в компенсаторе

Запишем передаточную матрицу замкнутой системы.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня,

где W(p) – передаточная матрица разомкнутой системы (1.21), определенная в пункте 1.4.1 (1)

Рассматриваемая передаточная матрица имеет вид:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

где Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня,Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня – передаточные функции замкнутых автономных каналов регулирования.

Построим АЧХ для каждого из автономных каналов (Приложение 7а)

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.21 – АЧХ замкнутых автономных каналов регулирования

Определим показатель колебательности по формуле (1.2):

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Построим переходные характеристики (рисунок 1.22) для каждого из автономных каналов регулирования (Приложение 7б).

По графикам переходных функций видно, что переходный процесс расходится.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.22 – Переходные характеристики автономных каналов регулирования

2) МСАР с обратными перекрестными связями в компенсаторе

Поскольку в п. 1.4.1 доказано, что при включении последовательного компенсатора с обратными перекрестными связями наблюдается абсолютная автономность каналов регулирования, то характеристики автономных каналов регулирования совпадают с аналогичными характеристиками сепаратных каналов.

Проверим это моделированием МСАР в программном пакете MATLAB. Получим переходные характеристики автономных каналов МСАР с обратными перекрестными связями.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.23 – Переходные характеристики автономных каналов регулирования МСАР с обратными ПС

Определим время переходного процесса и перерегулирования по графикам.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Отметим, что значения прямых показателей качества переходного процесса автономных каналов МСАР с обратными перекрестными связями совпадают с аналогичными показателями сепаратных каналов.

Поскольку исходная МСАР неустойчива, говорить о прямых показателях качества системы некорректно.

Устойчивость автономной МСАР

Передаточная матрица разомкнутой системы определена в п. 1.4.1.

Используя передаточные функции разомкнутых автономных каналов регулирования построим ЛЧХ для каждого из случаев перекрестных связей и определим запасы устойчивости автономных каналов регулирования.

1) МСАР с прямыми перекрестными связями в компенсаторе

С помощью программного пакета MathCad построим графики ЛЧХ для каждого из разомкнутых каналов регулирования (Приложение 9а).

По графикам ЛЧХ (рисунок 1.24) видно, что критическая частота меньше частоты среза, следовательно, автономные каналы регулирования с прямыми перекрестными связями в компенсаторе неустойчивы, а, следовательно, неустойчива и рассматриваемая МСАР.

Добьемся устойчивости автономных каналов регулирования.

Рассматриваемые выше сепаратные каналы устойчивы и удовлетворяют требованиям ТЗ по точности, быстродействию и колебательности.

Передаточные функции каждого из сепаратных каналов в общем виде записываются:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня,

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня;

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.24 – ЛЧХ автономных каналов регулирования МСАР с прямыми ПС в компенсаторе

Сравним их с передаточными функциями автономных каналов регулирования, которые имеют вид:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Отметим, что если ввести в цепь каждого автономного канала такое корректирующее устройство, которое компенсировало бы множитель Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, то передаточные функции автономных каналов регулирования совпадут с передаточными функциями сепаратных каналов, будет наблюдаться абсолютная автономность каналов МСАР и следующее из этого удовлетворение рассматриваемыми каналами требований ТЗ.

Таким корректирующим устройством будет включенный последовательно в цепь контур следующего вида:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Представим структурную схему скорректированной МСАР с прямыми перекрестными связями в компенсаторе.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.25 – Детализированная до уровня одномерных звеньев структурная схема скорректированной МСАР с прямыми ПС

Построим ЛЧХ автономных каналов регулирования. (Рисунок 1.26).

Определим запасы устойчивости.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Поскольку введением корректирующего контура удалось добиться абсолютной автономности системы, запасы устойчивости автономных каналов регулирования МСАР с прямыми перекрестными связями совпадают с запасами устойчивости сепаратных каналов регулирования.

Из устойчивости автономных каналов регулирования следует устойчивость и рассматриваемой МСАР.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.26 – – ЛЧХ автономных каналов регулирования с МСАР с прямыми ПС в компенсаторе

2) МСАР с обратными перекрестными связями в компенсаторе

С помощью программного пакета MathCad построим графики ЛЧХ для каждого из разомкнутых каналов регулирования (Приложение 9б).

По графикам ЛЧХ видно, что критическая частота больше частоты среза, следовательно, автономные каналы регулирования с обратными перекрестными связями в компенсаторе устойчивы.

Определим запасы устойчивости.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 1.24 – ЛЧХ автономных каналов регулирования

Поскольку в п. 1.4.1 доказано, что при включении последовательного компенсатора с обратными перекрестными связями наблюдается абсолютная автономность каналов регулирования, то запасы устойчивости автономных каналов регулирования совпадают с запасами устойчивости сепаратных каналов.

Из устойчивости автономных каналов регулирования следует устойчивость и всей рассматриваемой МСАР.

Показатели точности в виде амплитудных искажений на частоте w1=9.9c-1 для сепаратных каналов регулирования были определены в п. 1.2.2. Эти величины совпадают с амплитудными искажениями автономных каналов регулирования МСАР с обратными перекрестными связями в компенсаторе и прямыми перекрестными связями в компенсаторе с учетом корректировки, так как в данных случаях наблюдается абсолютная автономность каналов регулирования.

Амплитудные искажения автономных каналов регулирования МСАР с прямыми перекрестными связями в компенсаторе без учета корректировки определим по графику АЧХ для этих каналов, изображенному на рисунке 1.21.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Составим сравнительную таблицу амплитудных искажений для автономных каналов регулирования и сепаратных каналов регулирования.

Таблица 1 – Амплитудные искажения

Сепаратные каналы

Автономные каналы

1 канал

2 канал

Прямые ПС

Прямые ПС

До корректировки

После корректир.

1 канал

2 канал

1 канал

2 канал

1 канал

2 канал

Амплитудные искажения Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

8,2

15

0,11

0,14

8,2

15

8,2

15

Предполагая, что установившийся режим существует для каждого из вариантов перекрестных связей в компенсаторе, можно отметить, что прямые перекрестные связи обеспечивают большую точность по величине амплитудных искажений.

2. Синтез и исследование микропроцессорной МСАР

2.1 Функциональная схема цифровой МСАР. Расчетная структурная схема

Перейдем от непрерывной МСАР к цифровой. Для этого произведем замену непрерывного корректирующего устройства на цифровое корректирующее устройство.

Изобразим функциональную схему цифровой МСАР.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 2.1 – Функциональная схема цифровой МСАР

ЦВУ, АЦП и ЦАП – цифровое корректирующее устройство (ЦКУ), работающее с периодом Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Структурный метод основан на замене «нестандартных» элементов, какими являются устройства дискретного действия, их эквивалентными схемами замещения с последующими структурными преобразованиями.

Основными этапами структурного метода при получении расчетных структурных схем являются следующие:

Замещение. Все устройства дискретного действия в составе исходной структурной схемы заменяются своими эквивалентными схемами замещения. Формирователи импульсов ФИ, а так же фиксаторы объединяются с расположенными следом за ними непрерывными частями НЧ с образованием приведенных непрерывных частей ПНЧ.

Дискретизация выхода. Выходной сигнал системы рассматривается только в дискретные моменты времени tk=kT0. Формально это соответствует размещению фиктивного ключа в цепи наблюдения на выходе непрерывной части и не влияет на вид процессов в системе.

Структурные преобразования. Выполняются допустимые преобразования полученной выше промежуточной структурной схемы.

Определение дискретных звеньев. Выявляются участки структурной схемы, для которых как входы, так и выходы являются дискретными сигналами. Эти участки структурной схемы объявляются дискретными звеньями.

Применим данный метод для исходной структуры.

1) Замещение

Представим эквивалентные схемы замещения для устройств дискретного действия.

а) АЦП

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

б) ЦВУ

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

в) ЦАП

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

2) Дискретизация выхода

Разместим фиктивный ключ в цепи наблюдения на выходе непрерывной части.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

3) Структурные преобразования.

Выполним допустимые структурные преобразования.

Ключ с выхода сумматора перенесем на его входы.

Коэффициенты К1 и К2 удовлетворяют условию К2=1/К1.

Последовательность фиксатора и непрерывной части представляют собой приведенную непрерывную часть.

Последовательно расположенные фиксатор и ключ не изменяют дискретного сигнала.

4) Определение дискретных звеньев.

Последовательно соединенные ПНЧ и ключ образуют дискретное звено приведенной непрерывной части ДЗПНЧ.

Таким образом, изобразим расчетную структурную схему:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 2.2 – Расчетная структурная схема

2.2 Период дискретизации To. Дискретные передаточные матрицы диагонального регулятора и компенсатора

Согласно методу аналогового прототипа, шаг дискретизации То можно определить, зная частоту среза ср и запас устойчивости по фазе зап автономных каналов регулирования непрерывной МСАР с обратными перекрестными связями в компенсаторе.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня;

Здесь δ – допустимое уменьшение запаса устойчивости по фазе. Зададимся значением 6%.

Используя данные пункта 1.4.3 определим шаг дискретизации для каждого из автономных каналов.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня с,

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня с.

Выберем из полученных значений шага дискретизации меньшее. Расчетное значение периода дискретности цифровой МСАР

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Согласно методу аналогового прототипа и аппроксимации интеграторов по методу трапеций определим дискретные передаточные матрицы «диагонального» регулятора и компенсатора.

Осуществим следующую замену:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня,

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня,

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня,

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

2.3 Переходные характеристики МСАР относительно пар «вх1-вых1» и «вх1-вых2»

Далее проведем сравнение переходных характеристик автономной МСАР с обратными перекрестными связями в компенсаторе и цифровой МСАР с обратными перекрестными связями в компенсаторе. Переходные характеристики автономной МСАР с прямыми перекрестными связями в компенсаторе после корректировки совпадают с переходными характеристиками автономной МСАР с обратными перекрестными связями в компенсаторе, так как и в том, и в другом случаях наблюдается абсолютная автономность.

Методом компьютерного моделирования в программном пакете VisSim получим переходные характеристики относительно пар «вх1-вых1» и «вх1-вых2» непрерывной МСАР с обратными ПС в компенсаторе. (Приложение 10)

Для получения переходных характеристик цифровой МСАР проведем некоторое структурное преобразование. Рассчитаем передаточную матрицу компенсатора и включим в систему непосредственно его.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня,

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Сравним графики переходных характеристик относительно пар «вх1-вых1» для непрерывной и дискретной МСАР

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 2.3 – Переходные характеристики относительно пар «вх1-вых1» для дискретной и непрерывной МСАР

Определим время переходного процесса и перерегулирование для каждого из вариантов:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Можно отметить, что прямые показатели качества переходного процесса непрерывной МСАР лучше, несмотря на то, что время переходного процесса в данном случае у дискретной МСАР меньше, так как его определение проводилось на уровне 5%. Если увеличить требования к точности, то время переходного процесса для дискретной МСАР увеличится значительнее, нежели для непрерывной МСАР.

Сравним графики переходных характеристик относительно пар «вх1-вых2» для непрерывной и дискретной МСАР

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 2.3 – Переходные характеристики относительно пар «вх1-вых2» для дискретной и непрерывной МСАР

График переходной функции дискретной МСАР относительно пары «вх. 1 – вых. 2» не совпадает с аналогичным графиком переходной функции непрерывной МСАР. Это свидетельствует о грубой автономности каналов регулирования цифровой МСАР.

Определим подбором на модели новое расчетное значение шага дискретизации Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, при котором свойство автономности для цифровой САР можно считать практически выполненным.

Увеличим шаг дискретизации. Получим переходные характеристики для Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 2.4 – Переходные характеристики относительно пар «вх1-вых2» для дискретной МСАР с различными То

Попытка увеличить шаг дискретизации приводит к увеличению максимального отклонения управляемой величины от установившегося значения и времени установления.

Уменьшим шаг дискретизации. Получим переходные характеристики для Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровняРазработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня (Рисунок 2.5)

Из графиков видно, что уменьшая шаг дискретизации можно добиться уменьшения максимального отклонения управляемой величины от установившегося значения. Оптимальное значение Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня так как в этом случае наблюдается минимальное значение hmax(t), в то же время достаточно быстро достигается установившееся значение.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок 2.5 – Переходные характеристики относительно пар «вх1-вых2» для дискретной МСАР с различными То

Таким образом, при Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровняавтономность является менее грубой, при таком значении шага дискретизации свойство автономности можно считать практически выполненным

2.4 Устойчивость цифровой МСАР

Запишем передаточную матрицу приведенной непрерывной части:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня,

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня. (2.1)

Запишем частотную передаточную матрицу ДЗ ПНЧ:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, (2.2)

где Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня, здесь Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровнячастота дискретизации.

Определим значение частоты дискретизации:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Получим передаточную матрицу цифрового корректирующего устройства по методу трапеций подстановкой Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня (2.3)

Частотно-передаточная матрица разомкнутой системы запишется в виде

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Определитель матрицы возвратных разностей:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Построим обобщенный годограф Найквиста с помощью MathCAD.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

а) б)

Рисунок 2.6 – Обобщенный годограф Найквиста цифровой МСАР

а) общий вид годографа Найквиста

б) построение годографа в области высоких частот;

Разомкнутая система не имеет правых корней характеристического уравнения, поэтому для устойчивости замкнутой МСАР необходимо и достаточно, чтобы обобщенный годограф Найквиста, дополненный на участке разрыва дугой бесконечно большого радиуса, не охватывал точку с координатами (0; j0). Так как обобщенный годограф Найквиста, дополненный на участке разрыва дугой бесконечно большого радиуса, не охватывает точку с координатами (0; j0), то цифровая МСАР при Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня является устойчивой.

Проверим устойчивость цифровой МСАР с помощью обобщенного критерия Найквиста при увеличенном в три раза расчетном значении Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Передаточную матрицу приведенной непрерывной части, частотную передаточную матрицу ДЗ ПНЧ, дискретную передаточную матрицу цифрового корректирующего устройства определим по формулам (2.1) – (2.3).

Построим годограф Найквиста с помощью программного пакета MathCAD.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

а) б)

Рисунок 2.7 – Обобщенный годограф Найквиста цифровой МСАР

а) общий вид годографа Найквиста

б) построение годографа в области высоких частот;

Разомкнутая система не имеет правых корней характеристического уравнения, поэтому для устойчивости замкнутой МСАР необходимо и достаточно, чтобы обобщенный годограф Найквиста, дополненный на участке разрыва дугой бесконечно большого радиуса, не охватывал точку с координатами (0; j0). Так как обобщенный годограф Найквиста, дополненный на участке разрыва дугой бесконечно большого радиуса, не охватывает точку с координатами (0; j0) (см. рисунок 2.17 б)), то цифровая МСАР при Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня является устойчивой, но запасы устойчивости системы уменьшаются (обобщенный годограф Найквиста при Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня пересекает координатные оси плоскости ближе к точке (0; j0), чем при Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня).

2.5 Реакция цифровой МСАР на гармоническое воздействие

Получим реакцию цифровой МСАР по первому каналу на гармоническое воздействие с частотой w1=9.9 и сравним ее с аналогичной реакцией первого сепаратного канала.

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Рисунок – Реакция цифровой МСАР по первому каналу и первого сепаратного канала на гармоническое воздействие с частотой w1=9.9.

Сравним амплитуды колебаний выходного сигнала первого канала цифровой МСАР и первого сепаратного канала:

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

Таким образом, можно сделать вывод о достаточно высокой точности МСАР, так как реакции цифровой МСАР по первому каналу на гармоническое воздействие практически совпадает с реакцией на аналогичное воздействие первого сепаратного канала, амплитуды колебаний выходных сигналов различаются незначительно.

Библиографический список

СТО ЮУрГУ 04–2008 Стандарт организации. Курсовое и дипломное проектирование. Общие требования к содержанию и оформлению / составители: Т.И. Парубочная, Н.В. Сырейщикова, В.И. Гузеев, Л.В. Винокурова. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008, – 56 с.

Автоматизированное проектирование систем автоматического управления /.А. Алексанкин, А.Е. Бржозовский, В.А. Жданов и др.; под ред. В.В. Солодовнива. – М.: Машиностроение, 1990. – 335 с.

Автоматизированное управление технологическими процессами: учебное пособие / Н.С. Зотов, О.В. Назаров, Б.В. Петелин, В.Б. Яковлев; под ред. В.Б. Яковлева. – Л.: Изд-во ЛГУ, 1988. – 224 с.

Александров, А.Г. Синтез регуляторов многомерных систем/ А.Г. Александров. – М.: Машиностроение, 1986. – 272 с.

Баранчук, Е.И. Взаимосвязанные и многоконтурные регулируемые системы Баранчук. – Л.: Энергия, 1968. – 267 с.

Барковский, В.В. Методы синтеза систем управления/ В.В. Барковский, Н., Захаров, А.С. Шаталов. – М.: Машиностроение, 1969. – 325 с.

Бусленко, Н.П. Лекции по теории сложных систем / Н.П. Бусленко и др. – М.: Сов. радио, 1973.

Васильев, В.Н. Многоуровневое управление динамическими объектами / Васильев и др. – М.: Наука, 1987.

Воронов, А.А. Введение в динамику сложных систем управления / – М.: Наука, 1985.

Зырянов, Г.В. Системы управления многосвязными объектами: учебное пособие / Г.В. Зырянов. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010.

Катковник, В.Я. Многомерные дискретные системы управления / В.Я. Катковник, Р.А. Полуэктов. – М.: Наука, 1966. – 416 с.

Морозовский, В.Т. Многосвязные системы автоматического регулирования/ В.Т. Морозовский. – М.: Энергия, 1970. – 288 с.

Острем, К. Введение в стохастическую теорию управления/ К. Острем. – М.: Мир, 1973. – 320 с.

Рэй, У. Методы управления технологическими процессами / У. Рэй. – М.: 1983.

Соболев, О.С. Методы исследования линейных многосвязных систем – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 464 с.

Чинаев, П.И. Методы анализа и синтеза многомерных автоматических систем / П.И. Чинаев. – Киев: Техника, 1969. – 377 с.

Янушевский, Р.Т. Теория линейных оптимальных многосвязных систем управления / Р.Т. Янушевский. – М.: Наука, 1973. – 464 с.

Зырянов, Г.В. Линейные дискретные системы управления / Г.В. Зырянов. – Минск: Изд-во ЮУрГУ, 2005. – 109 с.

Реферат: Современные экономические школы: теория и практика реализации концепции монетаризма и кейнсианства

смотреть на рефераты похожие на «Современные экономические школы: теория и практика реализации концепции монетаризма и кейнсианства»
Министерство общего и профессионального образования РФ

Институт «Открытое Общество»

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: «Современные экономические школы: теория и практика реализации концепции монетаризма и кейнсианства»

Санкт-Петербург

2002

ВВЕДЕНИЕ

На протяжении всего XX века в экономике велась длительная борьба между различными школами, прежде всего кейнсианством и монетаризмом. В последние 20-25 лет наиболее популярной в противовес кейнсианству становится Чикагская школа — школа монетаризма. Сейчас практически во всём мире идеи этой экономической школы положены в основу государственной политики.

Современная Россия находится на нелёгком этапе развития: завершается переход от экономики с централизованным планированием к рыночной, основанной на конкуренции.

Выбирая ту ли иную экономическую политику, необходимо чётко представлять её принципы, плюсы и минусы, просчёты и достижения, и самое главное — последствия.

Для современной экономики России чрезвычайно важно теоретическое обоснование решения актуальных практических вопросов:
Как уменьшить безработицу, не стимулируя инфляцию?
Как бороться с инфляцией и одновременно расширять спрос на рабочую силу?
Как стимулировать инвестиции и в то же время не допустить “перегрева” конъюнктуры?

Эти и многие другие вопросы находят у представителей различных экономических школ порой полярно противоположные ответы.

Основной целью данной работы является анализ экономических концепций монетаризма и кейнсианства применительно к переходной экономической политике России 1992-2000 годов, первых либеральных реформ Е.Гайдара как попытки создания определённой системы в экономической политике переходного периода, основанной на принципах монетаризма, анализ источников неудач и провалов данной политики. В конечном итоге мы попытались определить границы применения монетаристской и кейнсианской теории в российской экономике, в соответствии с мировым опытом, Российскими традициями и менталитетом.

В работе освещена история возникновения кейнсианства и монетаризма, причины перехода от одной теории к другой, а также применение данных теорий в России и других странах мира.

Раздел I. КЕЙНСИАНСТВО и МОНЕТАРИЗМ: теоретический аспект

Джон Мейнард Кейнс – своего рода революционер экономической науки прошлого века. Английский экономист, влияние которого на экономическую мысль в XX века сравнимо с воздействием Адама Смита и Давида Рикардо на экономическую мысль XIX века, был человеком необычайно интеллектуальным и неординарным. Он создал принципиально новые методологические подходы к экономике и экономической политике, являлся родоначальником и разработчиком макроэкономики, создателем нового языка экономической теории. Выдающийся ученный полвека назад дал ответ на то, является ли экономика наукой практической: “Идеи экономистов и политических мыслителей – и когда они правы, и когда они ошибаются – имеют гораздо большее значение, чем принято думать. В действительности именно они и правят миром. Люди практики, которые считают себя совершенно неподверженными интеллектуальным влияниям, обычно являются рабами какого-нибудь экономиста прошлого”. [1]

В конце 1920-х – начале 1930-х и США, Западная Европа, практически весь капиталистический мир, переживали «великую депрессию». Кризисное падение производства сопровождалось массовой безработицей. Это был самый глубокий и продолжительный кризис, особенно тяжело поразивший США.

Большинство экономистов считали, что безработица вызвана недостаточным потреблением и низким уровнем спроса. В качестве спасительного средства они предлагали использовать общественные работы. Государство должно «запустить экономический двигатель», предоставив людям работу на строительстве дорог и пр. Затраченные деньги, кроме прямого воздействия на уровень занятости, послужат к созданию других рабочих мест, связанных с производством товаров и услуг для тех, кто уже получил работу. Таким способом экономика сама вытянет себя из застоя.

Эти предложения, однако, не получили поддержки у правительств. Именно в тех условиях появилась книга английского экономиста Джона Мейнарда Кейнса
(1883 – 1946) «Общая теория занятости, процента и денег» (1936). Он окончил
Итонский и Кембриджский университеты, получил отличное экономическое и математическое образование. В 1929 году Кейнс стал членом Британской академии наук.

Свою основную работу Кейнс и задумал как систематическое обоснование тезиса о необходимости системы общественных работ, правительственных субсидий и займов на жилищное строительство в условиях массовой безработицы. Но Кейнс сделал гораздо больше. В «Общей теории» он показал, что в рыночной экономике нет механизма, автоматически приводящего к полной занятости. Экономика может долго оставаться в состоянии депрессии и бедности. Государство должно увеличить расходы, чтобы увеличить производство и занятость, проводить активную инвестиционную политику. По сути «Общая теория» подводила теоретическую базу под рекомендации тех, кто предлагал для снижения безработицы широко использовать общественные работы, усилить воздействие государства на уровень занятости, стимулирование спроса.

До Кейнса в экономической литературе были распространены взгляды, согласно которым инвестициям отводилась относительно пассивная роль: нужны прежде всею сбережения, которые, дескать, сами неизбежно приведут к инвестициям. Образно говоря, «сбережения – собака, виляющая хвостом инвестиций». Кейнс перевернул прежнюю формулу, отстаивая точку зрения, по которой, скорее всего, «инвестиции – собака, виляющая хвостом сбережений».
Иначе, решающую роль призваны играть инвестиции, а сбережениям в большинстве случаев отводится пассивная роль.

Почему же теория Кейнса столь популярна?

Во-первых, наряду с несомненными различиями между взглядами сегодняшних сторонников кейнсианской теории и позицией, выдвинутой ее автором в 30-х годах, сохраняются общие подходы, составляющие ядро кейнсианской теории.
Эти подходы выражают суть концепции Кейнса.

Теория Кейнса – это, прежде всего, теория эффективного спроса. Идея
Кейнса состоит в том, чтобы через активизацию и стимулирование совокупного спроса (общей покупательной способности) воздействовать на производство и предложение товаров и услуг. Кейнсианская теория, как было упомянуто выше, это теория, придающая решающее значение инвестициям. Чем выше их прибыльность, ожидаемый от них доход и чем значительнее размеры инвестиций, тем больше масштабы и выше темпы производства. Концепция, выдвинутая и отстаиваемая Кейнсом, предусматривает активное вмешательство государства в экономическую жизнь. Кейнс не верил в саморегулирующийся рыночный механизм и считал, что для обеспечения нормального роста и достижения равновесия необходимо вмешательство в процесс экономического развития извне. Рыночная экономика сама себя (без участия государства) «вылечить» не может.

Во-вторых теория Кейнса остается значимой и популярной потому, что имеет прямой выход на практику. Она представляет не просто дальнейшее развитие теории, пересмотр теоретических положений классиков, а обосновывает практические рекомендации, направленные на регулирование воспроизводственного процесса, снижение уровня безработицы. По Кейнсу, равновесие может быть достигнуто не только при полной, но и при неполной занятости.

Кейнс не только занимался теоретическими разработками, но и, как я уже упоминал ранее, принимал активное участие в работе правительственных органов. Выполнял роль консультанта по вопросам финансов и денежного обращения; редактировал журнал «Economic journal». Авторитет Кейнса, как крупного специалиста и влиятельного экономиста, подкреплял значимость выдвигаемых им рекомендаций.

В-третьих, принципиальное значение имеет кейнсианская методология, которая выходит за рамки какой-либо одной проблемы. Многие считают, что предложенная Кейнсом система анализа означала «революцию» в экономической теории. Великие классики прошлого не различали микро- и макроэкономические аспекты экономики. Однако, поскольку условия процветания отдельной фирмы не тождественны эффективности экономики в целом, то макроэкономический подход не может не отличаться от микроэкономического. Поэтому дальнейшее развитие экономической науки потребовало построения двух разных уровней экономического анализа.

Микроэкономический анализ был создан неоклассической экономикой, а вот создание основ краткосрочного макроэкономического анализа выпало на долю
Кейнса. Прежде всего, по его мнению, необходимо решить задачу агрегирования, т. е. представить экономическое поведение в виде функции от небольшого числа основных переменных, количественная характеристика которых требует простых единиц измерения. При макроэкономическом подходе многих ненужных осложнений удастся избежать, если при анализе функционирования экономической системы в целом строго ограничиваться двумя единицами измерения – денежной единицей и единицей труда. Единица труда – это есть один час труда неквалифицированного рабочего.

Кейнс ввел в теоретический обиход экономической науки макроэкономические модели, основанные на взаимосвязи небольшого числа наблюдаемых переменных, а общее равновесие экономики – к равновесию товарного рынка, денежного рынка, рынка облигаций и рынка труда. Причиной возможной нестабильности экономики он считал колебания в уровне дохода, вызванные неожиданными изменениями объема инвестиций. Последние, если они достигают опасной границы, не могут быть скорректированы только силами рыночной саморегуляции и требуют дополнительного (но не заменяющего рынка) вмешательства государства. Тем самым, Кейнс предложил новую технологию экономического анализа, усовершенствовав не только методы, но и язык экономической теории.

Возможно, что самой большой заслугой Кейнса стало создание нового языка экономической теории. Этот язык имеет дело с небольшим числом мало изменяющихся в короткий период времени агрегированных величин, что позволило свести всю экономику к функционированию четырех взаимосвязанных рынков: рынка товаров и услуг, рынка труда, денежного рынка и рынка ценных бумаг. С учетом достижений маржиналистов возник двухэтажный мир микро- и макроэкономической теории, в котором математическое моделирование стало возможным не только на микроуровне, но также и на макроуровне. Первая такая модель появилась уже в 1937 г. – это знаменитая IS/LM-модель Хикса.

Ключевым в экономическом поведении Кейнс считал роль предположений.
«Когда ждут повышения цен и хозяйственная жизнь сообразуется с этим, то этого вполне достаточно, чтобы вызвать на некоторое время повышение цен, а когда ожидание оправдывается, повышение еще более усиливается. То же наблюдается и при ожидании падения цен. Относительно слабый предварительный толчок в состоянии вызвать значительное понижение». [2]

Дж. Кейнс считается создателем системы государственного регулирования экономики, хотя оно скорее следствие, чем побудительный мотив макроэкономического анализа.

Стимулятором производства является, согласно кейнсианской модели, спрос, определяемый как психологическая готовность общества к потреблению.
Дело в том, что доход домашнего хозяйства, фирмы, страны в целом, как правило, увеличивается быстрее, чем его потребление, как личное, так и производственное, причем по мере роста благосостояния эта разница между доходом и потреблением становится весьма значительной. Таким образом, в развитой экономике возникает фактор отложенного спроса, сбережений.
Последние существуют в виде банковских счетов и иных пассивов. Задача состоит в том, чтобы активизировать, заставить работать сберегаемую часть национального дохода. Сбережения должны превратиться в составную часть эффективного спроса. И здесь на сцене появляется государство со всем инструментарием фискальной (госбюджетной) и кредитно-денежной политики.
Центральный банк размещает займы (продает облигации), распределяет льготные кредиты; проводятся государственные закупки товаров и услуг; строится инфраструктура и социальный сектор. Естественно, что бюджетные расходы перекрывают средства, мобилизуемые за счет займов. Кейнсианцы советуют использовать налоги, а также, в известных пределах, денежную эмиссию.

В кейнсианской концепции поведение потребителя интерпретируется принципиально иным образом. Во-первых, величина дохода выступает в качестве экзогенного параметра. Во-вторых, объем потребления зависит только от текущего располагаемого дохода. В-третьих, распределение дохода на потребление и сбережение зависит не от объективного параметра экономической конъюнктуры (текущей ставки процента), а от предпочтений потребителя: традиций, сложившегося мировоззрения, общественных установок и т. п., то есть от факторов субъективного характера.

Кейнс подчеркивал, что вероятность того, что домашнее хозяйство изменит свое потребление в результате колебаний процентной ставки на один или два пункта, очень низка. Что касается сбережений, то если их и можно представить как функцию от процентной ставки, то как неубывающую, но не возрастающую функцию.

Зависимость потребления от абсолютной величины текущего располагаемого дохода Кейнс сформулировал в виде основного психологического закона, согласно которому «люди склонны, как правы ло, увеличивать свое потребление с ростом дохода, но в меньшей степени, чем растут доходы». Данный вывод делается «не только из априорных соображений, исходя из нашего знания человеческой природы, но и на основании детального изучения прошлого опыта».

Кейнсианская функция потребления, соответствующая основному психологическому закону, выглядит:

C(y)=C0+Cyyv. (1)

Соответственно функция сбережений:

S(y)=S0+Syyv (2) где Сy= (С/(у — предельная склонность к потреблению по доходу
(выражает, насколько возрастет потребление при росте дохода на единицу);

Sy= (S/(y — предельная склонность к сбережению.

Cy+Sy=1

C0=-S0

Предельная склонность к потреблению и есть параметр, выражающий субъективные (психологические) предпочтения относительно распределения дохода на потребление и сбережение. В коротком периоде этот параметр есть константа.

В отличие от предельной, средняя склонность к потреблению (С/у), то есть доля дохода, идущая на потребление, в соответствии с основным психологическим законом с ростом дохода должна снижаться.

Мультипликативный эффект

Из кейнсианской теории потребления вытекает одно важное следствие, которое получило название мультипликативного эффекта. Суть его состоит в том, что если в экономике увеличатся по какой-либо причине автономные расходы, то в результате совокупный спрос и национальный доход возрастают на многократно большую величину.

Обоснование действия мультипликативного эффекта основано на том, что в кейнсианской модели потребление есть функция от дохода, в отличие от других плановых расходов, которые от уровня дохода не зависят и поэтому рассматриваются как автономные. Строго говоря, функцией от дохода в кейнсианской модели является также и импорт, но учет потребления импортных благ не изменяет сути Действия мультипликативного эффекта, уточняя лишь количественное значение величины мультипликатора.

Действие мультипликативного эффекта в общем виде можно описать следующим образом. Любое повышение автономных расходов на величину (А непосредственно увеличивает совокупный спрос и, следовательно, национальный доход на величину (у=(А. Но так как потребление домашних хозяйств есть функция от дохода, то часть прироста своего дохода в размере С (у они направят на потребление. А вследствие того, что потребительские расходы являются составной частью совокупного спроса, последний опять возрастет.
Его рост в свою очередь вызовет рост национального дохода, в результате чего часть Прироста опять будет направлена на потребление и т. д.

То есть прирост автономных расходов вызывает как непосредственное увеличение прироста национального дохода, так и индуцированный прирост национального дохода в результате роста потребления.

Из теории мультипликатора следует один интересный вывод, который Кейнс назвал «парадоксом сбережений». Так как Sy = 1-Сy, то чем больше субъекты сберегают, тем меньше величина равновесного национального дохода.

Теория мультипликатора является одним из важнейших элементов кейнсианской концепции. Действие мультипликативного эффекта наряду с
«парадоксом сбережений» среди прочего наглядно иллюстрирует важнейший тезис кейнсианства — о ведущей роли совокупного спроса в модели «совокупный спрос
— совокупное предложение».

Теоретическая конструкция поведения домашних хозяйств на потребительском рынке, предложенная Кейнсом, оказала огромное влияние на развитие макроэкономических исследований, именно на ней основывается и теория мультипликатора, и кейнсианская модель взаимодействия рынков.

В кейнсианской модели отсутствует гибкость цен, так как, во-первых, в коротком периоде экономические субъекты подвержены денежным иллюзиям, кроме того в экономике в силу институциональных факторов (долгосрочные контракты, монополизация и т.д.) реальная гибкость цен отсутствует.

Особое значение имеет относительная жесткость номинальной зарплаты.
Кейнс подчеркивал, что номинальная зарплата в коротком периоде фиксирована, так как определяется долгосрочными трудовыми контрактами, кроме того, если она и меняется, то только в одну сторону — повышения в периоды экономического подъема. Снижению же ее в периоды экономического спада препятствуют профсоюзы, имеющие большое влияние в развитых странах. В силу этого рынок труда несовершенен и равновесие на нем устанавливается, как правило, в условиях неполной занятости.

Однако основная особенность кейнсианской модели заключается в том, что реальный и денежный сектор экономики оказываются взаимосвязанными.
Указанная взаимосвязь обусловливается спецификой кейнсианской трактовки денежного спроса, согласно которой деньги являются богатством и имеют самостоятельную ценность, и выражается через трансмиссионный механизм ставки процента.

Важнейшим рынком в кейнсианской модели является рынок благ. В связке
«совокупный спрос—совокупное предложение» ведущая роль принадлежит совокупному спросу. Но так как его величина корректируется в результате взаимодействия с денежным рынком, то определяющим параметром общего равновесия становится эффективный спрос, величина которого устанавливается в модели совместного равновесия.

Таким образом, экономика в кейнсианской модели представляется как внутренне нестабильная система, поэтому для поддержания устойчивости ее развития необходимо активное государственное вмешательство, в первую очередь фискальными методами.

Воздействовать на совокупный и эффективный спрос государство может используя инструменты и монетарной политики, однако, по мнению кейнсианцев, в этом случае эффективность такого воздействия значительно ниже’. Кроме того, в условиях инвестиционной или ликвидной ловушки изменения параметров денежного рынка не оказывают влияния на величину эффективного спроса (будет меняться только ставка процента) и любые изменения денежной массы вызовут лишь изменение уровня цен, как это имеет место в ситуации классической дихотомии.

Взгляды Кейнса пользовались огромной популярностью до конца 50-х годов, но позже, особенно когда изменились условия функционирования послевоенной экономики, стали подвергаться все большей критике. Однако даже самые ярые его противники открыто признают, что современную экономическую науку нельзя даже представить себе без того, что было привнесено в нее творчеством Джона
Мейнарда Кейнса.

Автор «Общей теории» показал, что экономический рост зависит от структуры общественного продукта, что равновесие может быть достигнуто и при неполной занятости и что полезно исследовать типичные явления, складывающиеся из массовых устремлений и действий участников экономических процессов.

В 1950-60-е годы действия правительств и центральных банков были направлены в соответствии с кейнсианскими рекомендациями на чрезмерное предложение денег. Перманентная инфляция искусственно подогревала конъюнктуру, вызвала гипертрофию потребления,подорвала склонность населения к сбережениям, ослабила конкуренцию и эффективность хозяйства. В результате в 1970-е годы наступила стагфляция.

На подобной вполне подготовленной почве бурно взошли семена, которые небольшая, но активная группа теоретиков монетаризма поначалу безуспешно засевала ещё со второй половины 40-х годов. Их рецептура дерегулирования с конца 70-80-х годов была использована в программах неоконсервативных течений по всему миру, прежде всего «тэтчеризма» в Англии и «рейганомики» в США.

Главный инструмент государственного вмешательства в экономику, по мнению монетаристов — стабильная кредитно-денежная политика. Устойчивость денежного обращения — главная предпосылка частного накопления капитала, повышения эффективности, ускорения роста в долговременной перспективе.

Важным моментом теории можно назвать признание естественной нормы безработицы, которое помимо оживления на рынке труда ведёт к сокращению инфляции за счёт уменьшения государственных расходов на выплату пособий.

Предпосылкой эффективной монетарной политики является единство сферы обращения капитала и производственной сферы. Они должны быть глубоко интегрированы таким образом, чтобы через первую осуществлялся перелив капитала между разными сегментами производственной сферы, обеспечивая перераспределение ресурсов из традиционных в новые, более эффективные её секторы.

Монетаризм — школа экономической мысли, отводящая деньгам определяющую роль в колебательном движении экономики. Монетарный — значит денежный
(money — деньги, monetary — денежный). Главную причину нестабильности экономики представители этой школы усматривают в неустойчивости денежных параметров.

В центре внимания монетаристов находятся денежные категории, денежно- кредитные инструменты, банковская система, денежно-кредитная политика. Они рассматривают эти процессы и категории, чтобы выявить связь между объемом денежной массы и уровнем совокупного дохода. По их мнению, банки — ведущий инструмент регулирования, при непосредственном участии которого изменения на денежном рынке трансформируются в изменения на рынке товаров и услуг.

Можно сказать, что монетаризм — это наука о деньгах и их роли в процессе воспроизводства. Это теория, обосновывающая специфические методы регулирования экономики с помощью денежно-кредитных инструментов.

Монетаризм представляет собой одно из наиболее влиятельных течений в современной экономической науке, относящееся к неоклассическому направлению. Он рассматривает явления хозяйственной жизни преимущественно под углом зрения процессов, протекающих в сфере денежного обращения.

Термин «монетаризм» был введен в современную литературу Карлом
Бруннером в 1968 г. Обычно он применяется для характеристики экономической школы (преимущественно Чикагской), утверждающей, что совокупный денежный доход оказывает первоочередное влияние на изменение денежной массы.

Первоначально Монетаризм отождествлялся с антикейнсианством, что подтверждается названием некоторых работ видных представителей монетаристкой теории (книга Г. Джонсана «Кейнсианская революция и монетаристская контрреволюция»).

Одновременно с критикой кейнсианской макроэкономической теории и экономической политики, монетарную теорию определения уровня национального дохода и теорию цикла, со своими сторонниками разработал лидер монетаристов
Милтон Фридмен (родился в 1912 г.) — американский экономист, лауреат
Нобелевской премии по экономике 1976 г., присужденной «за исследование в области потребления, истории и теории денег». Уроженец Нью-Йорка, закончил
Рутгерский (1932) и Чикагский (1934) университеты.

Мировую известность ему принесли, прежде всего, труды по монетаристской тематике. В их числе изданный под его редакцией сборник статей
«Исследования в области количественной теории денег» (1956) и книга, изданная в соавторстве с Анной Шварц «История денежной системы США,
1867—1960″ (1963). Фридменовская монетарная концепция, говоря словами американского экономиста Г. Эллиса, привела к «повторному открытию денег» из-за почти повсеместно растущей, особенно в последний период, инфляции.

Последовавший за этим рост влияния и популярности монетаризма, особенно в США и Великобритании, где он был принят в качестве основной теории при разработке экономической политики, связан с обострением инфляционных процессов и их воздействием на состояние экономики.

За более чем три десятилетия существования монетаризм расширил свое влияние, претерпел определенные изменения. Он стал претендовать на роль универсальной общеэкономической доктрины, способной решить такие экономические проблемы, как эффективность экономического регулирования, роль государства в экономической жизни и т.п. Монетаризм широко пропагандируется его представителями как кредитно-денежная политика, специально направленная на контроль роста денежной массы.

Значительное влияние на формирование монетаристской теории оказали американские экономисты 20-40-х годов Г. Саймонс, И.Фишер, Ф. Найт и др.
Они придавали большое значение сфере денежного обращения, которую впоследствии недооценивали кейнсианцы. Именно поэтому одной из заслуг монетаристов ряд западных исследователей считает «реабилитацию» денег в системе экономических категорий. Определенную респектабельность монетаризму придают ссылки на А.Смита и основоположников количественной теории денег Д.
Рикардо, Д. Юма, Р. Кантилона, Г.Тортона.

Внимание к монетаристской теории возросло со второй половины 70-х — начала 80-х гг. В этот период обнаружилось, что кейнсианские методы дают сбои. Начался поиск новых подходов к восстановлению экономического равновесия. У Кейнса наиболее острой проблемой, поставленной в центр анализа, была безработица, обеспечение занятости и экономического роста.
Теперь на первый план выдвинулась задача регулирования инфляции.

Рост потребительских цен в странах Запада перешагнул десятипроцентную отметку, составив в 1974—1975 гг. в Великобритании 16— 24%, в США— 9—11%.
Инфляционные процессы в США— экономическом и финансовом центре капиталистического мира — инициировали всплески цен в других странах.

Многомиллионная безработица при одновременном росте инфляции и падающем или застойном производстве означала появление нового, неизвестного ранее феномена, получившего название «стагфляция» (стагнация плюс инфляция).
Создался своего рода замкнутый круг. Государственная поддержка убыточных предприятий не способствовала выходу из кризисного состояния.
Инвестиционные средства, в которых нуждались новые производства, расходовались понапрасну.

В спорах и дискуссиях экономистов возникали самые различные трактовки причин инфляции и стагфляции. Многие по-прежнему считали, что надо регулировать спрос, но расходились относительно того, как это делать. Меры, направляемые на текущий ремонт хозяйственного механизма, игнорировали задачи долгосрочной политики.

Среди экономистов стал популярен лозунг «Назад к Смиту», что означало отказ от методов активного государственного вмешательства и регулирования, поспешную разработку новой доктрины.

Наибольшее же внимание привлекли взгляды и предложения теоретиков монетаристской школы и сторонников теории «экономики предложения». Они оказали заметное влияние на формирование официальных доктрин и экономическую политику западных держав.

Следует заметить, что с монетаристскими концепциями сторонники этого направления и их признанный глава Милтон Фридмен выступали еще в 50-х гг., но тогда их предложения и выводы особой популярностью не пользовались. Они были востребованы позже, когда на повестку дня выдвинулись новые проблемы.

Чтобы представить концепцию Фридмена, выделим исходные положения, в той или иной мере разделяемые его сторонниками.

1. Признание устойчивости денежного хозяйства. Рыночная экономика, по мнению монетаристов, сама в силу внутренних тенденций и условий стремится к стабильности, к саморегулированию. Система рыночной конкуренции обеспечивает высокую стабильность. Цены выполняют роль главного инструмента, обеспечивающего корректировку в случае нарушения равновесия.

Постулат об устойчивости частного, рыночного хозяйства направлен против утверждения Кейнса о необходимости государственного вмешательства, которое, дескать, нарушает естественный процесс.

2. Приоритетность денежных факторов. Среди различных инструментов,
Бездействующих на экономику, предпочтение предлагается отдать денежным инструментам. Именно они (а не административные, не ценовые инструменты, не налоговая система) способны наилучшим образом обеспечить экономическую стабильность как главную цель регулирования.

Кейнс оценивал бюджетную политику как инструмент, достаточно точный, быстрый и предсказуемый по результатам. В отличие от него Фридмен характеризует подобным образом денежно-кредитную политику.

Он исходит из того, что между движением денег (темпами роста денежной массы) и динамикой валового национального продукта существует достаточно тесная корреляционная связь. Ускорение или замедление темпов роста денежной массы сказывается на совокупном денежном доходе, а значит, на развитии деловой активности, циклических колебаниях производства.

3. Регулирование должно ориентироваться не на текущие, а на долгосрочные задачи. Последствия колебаний денежной массы сказываются на основных экономических параметрах не сразу, а с некоторым разрывом во времени.
Временной лаг (разрыв) составляет обычно несколько месяцев. Он неодинаков по странам, зависит от состояния конъюнктуры, других факторов.

Текущие коррективы с целью воздействия на конъюнктуру обычно запаздывают.
Экономические условия быстро меняются. Денежная политика призвана ориентироваться не на текущие эффекты и краткосрочные изменения, а носить долгосрочный характер.

Обладая богатством, человек в условиях рыночной экономики может хранить его в различных формах — в виде денег, ценных бумаг, земельных участков, недвижимости, предметов потребления длительного пользования. Ценность одних видов богатства увеличивается, других — падает. Каждый стремится увеличить доход (прибыль) от имеющегося в его распоряжении богатства и решает, в какой именно форме его целесообразнее хранить.

По Фридмену, спрос на деньги зависит не только от доходности финансовых активов, но и от других форм богатства, способных приносить доход.
«Первичные собственники богатства могут владеть им в самых разных формах, и каждый выбирает тот способ разделения богатства по видам владения, который позволяет получить максимум «полезности»’.

Фридмен выделяет пять основных форм богатства: деньги, облигации, акции, физические блага, человеческий капитал. Формы богатства заменяемы, они могут продаваться и покупаться. Если одна из форм богатства приносит недостаточно высокий доход, его собственник обменивает его на другую, более прибыльную форму.

Стремление иметь часть активов в денежной форме объяснимо: деньги легко ликвидны, реализуемы. Располагая денежным запасом, можно без особых затруднений приобрести любые товары и услуги.

Обладание наличными деньгами как таковыми дохода не приносит и даже может быть связано с дополнительными издержками (расходами на хранение). Денежный запас нужен для повседневных расходов, а хранение остальных активов в виде денег связано с потерей альтернативного дохода. Деньги, лежащие в сейфе, бумажнике или кубышке, лишают их обладателя дохода, который может быть получен в случае приобретения облигаций, вложения в предпринимательскую деятельность, в инвестиционные товары.

В отличие от кейнсианской трактовки монетаристы утверждают, что денежный спрос определяется исключительно потребностями обмена, иначе говоря, трансакци-онным мотивом. По Фридмену, «главная причина состоит, конечно, в том, что они служат средством обращения благ или временным вместилищем покупательной способности», что позволяет избежать затруднений обмена, особенно возникающих при бартере’.

Сколько денег желают иметь люди? Вопрос может быть сформулирован иначе: какую часть своих активов люди хотят иметь в ликвидной форме, а не в других видах активов? По Фридмену, ту часть или тот уровень, который необходим для надлежащего обеспечения покупок, оплаты товаров. Без кассовых резервов обойтись нельзя, но в кассе целесообразно иметь минимум денег.

Потребность в деньгах — это спрос на деньги. В отличие от Кейнса Фридмен считал, что денежный спрос относительно стабилен. Люди стремятся не накапливать в кассах и бумажниках излишнюю наличность, чтобы получать максимум выгод. В случае избытка денег в кассе, их стремятся трансформировать в другие, приносящие процент или прибыль активы.

Если ожидается рост цен (инфляция), покупательная способность денег будет падать, от «горячих» денег будут стремиться избавиться. Если ожидается снижение цен, то, напротив, спрос на деньги будет расти.

Спрос на деньги снижается при повышении процента. Он является своего рода регулятором, при помощи которого достигается оптимальная пропорция междуденьгами как средством сбережения и ценными бумагами, приносящими доход в виде процента.

Но спрос на деньги зависит не только от процентной ставки. По теории
Фридмена, спрос на деньги определяется их предельной доходностью по сравнению с доходностью всех других видов активов (форм богатства).

М. Фридмен вместе с А. Шварц пришли к выводу, что темп роста денежной массы идет по циклической схеме. В книге «Монетарная история Соединенных
Штатов. 1867—1960» они проследили, как происходило ускорение или замедление темпов роста денежной массы, и пришли к заключению, что на протяжении почти ста лет хозяйственная динамика США определялась движением денежной массы.

Рост предложения денег ведет к их удешевлению (снижается процентная ставка). Становится выгодным брать кредит, расширяется спрос на инвестиционные товары. С ростом капиталовложений увеличивается валовой общественный продукт, повышается уровень занятости.

Изменения, связанные с увеличением денежного предложения, носят не только количественный характер. Цены на различные виды продукции повышаются, но неравномерно. Изменяются соотношения цен между различными группами товаров.
Нередко спрос переключается вначале на дешевые товары, затем — на новые товары, потом — на услуги. Ценовые сдвиги, изменения относительных цен способствуют структурным сдвигам, а в итоге создаются предпосылки для стабильного развития в долгосрочном периоде.

В результате саморегулирующей «работы» цен и выравнивания покупательной силы денег устанавливается необходимая связь междуденежным и товарным секторами.

Монетаристы исходят из того, что главная функция денег — служить финансовой основой и важнейшим стимулятором экономического развития.
Регулирование денежной массы через систему банков воздействует на распределение ресурсов между отраслями, способствует техническому прогрессу, поддержанию экономической активности.

Денежным инструментом следует пользоваться осторожно. Если происходит относительно небольшое увеличение количества денег в обращении и соответственно повышение цен, согласуемые с темпом экономического роста, то создаются необходимые предпосылки для равновесия между денежным и товарным секторами. Если цены растут быстро, то развертывается неконтролируемая инфляция. Снижается покупательная сила денег. Потребность в них возрастает, ибо увеличивается объем товарооборота (в номинальном выражении). Нехватка денежных средств может привести к кризису платежей и расчетов.

Как говорилось выше, спрос на деньги формируется на основе сравнения альтернативных выгод. В связи с ожидаемой инфляцией все стремятся освободиться от «горячих» денег. Их трансформируют в другие виды активов, например, в ценные бумаги, недвижимость, а не в производство, ибо риск инвестиционных вложений растет.

Исходные положения монетаристской теории — устойчивость рыночного механизма, его способность к саморегулированию; при этом имеется в виду наличие в обществе определенных условий. Оптимизация структуры богатства предполагает, что средний класс обладает основными формами богатства и может выбирать, что полезнее для максимизации доходов. Необходимы предпосылки для свободного вложения ресурсов и перемещения активов; совокупный спрос на деньги должен стабилизироваться.

Как было уже отмечено, монетаристская концепция и монетаристские рецепты отличаются от кейнсианских, а иногда и противоречат им. Вместе с тем было бы неправильно проводить резкую грань между этими двумя подходами к проблеме экономического регулирования. Обе теории построены применительно к условиям, прежде всего, рыночной экономики. В известной мере они взаимодополняют друг друга, составляя теорию определения общего дохода.
Кейнс обосновывает количественную зависимость доходов от расходов, Фридмен
— зависимость доходов от денег. Вместе с тем между подходами Кейнса и
Фридмена имеются немалые различия. В самом общем, схематизированном виде они представлены в табл. 1.

Таблица 1. Основные постулаты концепций монетаристской и кейнсианской школ

|Критерий |Кейнсианство |Монетаризм |
|Стремление к |Отрицают, |Соглашаются, но оговаривают, что процесс |
|полной занятости|считают, что |приспособления к новым условиям и |
| |возможно |стремление к уровню полной занятости – |
| |равновесие на |долговременный процесс. |
| |уровне | |
| |производства ниже| |
| |потенциально | |
| |возможного | |
|Потоки в |Рассматривают |Рассматривают денежные потоки и банковскую|
|экономике |совокупные |сферу, деньги – как основная сила и |
| |расходы и доходы |стимул, влияющие на состояние экономики. |
| |к | |
| |основополагающие | |
| |встречные потоки,| |
| |определяющие | |
| |состояние | |
| |экономики. | |
|Кредитно-денежна|Трудно |Последствия легко предсказуемы. Денежное |
|я политика |предсказать её |предложение – основной фактор, |
| |последствия. |определяющий конъюнктуру. Считают, что |
| |Второстепенная |увеличение денежной массы ? увеличение |
| |роль. Увеличение |спроса на все виды активов |
| |предложения денег| |
| |? снижение | |
| |процентной ставки| |
| |? увеличение | |
| |потока инвестиций| |
| |? либо повышение | |
| |цен при уровне | |
| |полной занятости | |
|Стабильность V |Нестабильна, т.к.|Стабильна т.к. стабилен спрос на деньги |
|(скорость |скорость денег в | |
|обращения) |качестве активов | |
| |равна 0, и, | |
| |следовательно, | |
| |всё зависит от | |
| |пропорции | |
| |распределения | |
| |активных и | |
| |пассивных денег. | |
|Эффективность |Малоэффективна |Эффективна т.к. |
|кредитно-денежно|т.к., кривая |- кривая спроса на деньги очень крута, а |
|й политики |спроса на деньги |кривую спроса на инвестиции достаточно |
| |относительно |полога, следовательно, что изменение |
| |полога, а кривая |денежного предложения оказывает мощное |
| |спроса на |воздействие на равновесный уровень |
| |инвестиции |- может осуществлять “тонкую настройку” |
| |относительно |экономического состояния |
| |крута, | |
| |следовательно, | |
| |кредитно-денежная| |
| |политика – слабое| |
| |стабилизирующее | |
| |средство | |

Следует иметь в виду, что концепция Фридмена представляет собой не только теорию монетарного режима и монетаристской политики для стабильной экономики с невысоким темпом инфляции. По сути, она содержит и другую часть
(или раздел), включающую систему мер для экономики переходного периода. Для решения задач переходного характера предусматриваются иные эффекты, стимулы и меры, другой монетарный режим. Предусматривается отказ от регулирующей роли государства и его участия в создании денег. Предлагается система мероприятий для перехода к свободным ценам. Делается упор на проведение приватизации и всемерное расширение частного сектора.

Раздел II. РЕАЛИЗАЦИЯ КОНЦЕПЦИЙ КЕЙНСИАНСТВА И МОНЕТАРИЗМА В МИРЕ

Хотя Кейнс рассматривал в основном проблемы замкнутой национальной экономики, он разрабатывал и проблемы открытой экономики, равно как и мировой экономики в целом. В качестве важного примера можно отметить идею
Кейнса 1943 года о принципах организации международной финансовой системы, предшествующей созданию Международного валютного фонда и мировой Бреттон-
Вудской финансовой системы в 1944 г. Предложенный им механизм выравнивания платежных балансов стран с фиксированным обменным курсом содержит три основные идеи:

1. Создание между государствами клирингового союза, который должен
«обеспечить, чтобы деньги, полученные от продажи товаров одной страны, могли быть направлены на закупку товаров любой другой стране».

2. Создание «банкора», или международной квазивалюты. Для того, чтобы члены клирингового союза могли покрывать внешний дефицит, не прибегая к ограничительной политике, Кейнс предложил открывать счета всем центральным банкам, на которых они могут иметь краткосрочные ссуды. Каждое государство – член союза имеет квоту, пропорциональную его внешней торговле и составляющую предел, сверх которого оно не могло бы иметь долгов по отношению к клиринговому союзу. В зависимости от своей квоты каждое государство получает определенное количество банкора. Банкор не должен конвертироваться в золото, доллар или другую мировую валюту, поэтому дебетовые сальдо не могут изыматься их владельцами в качестве самостоятельной денежной ценности.

3. Для выравнивания дисбалансов Кейнс полагал, что страна, дебетовое (отрицательное) сальдо которой превышает четверть ее квоты, должна провести девальвацию (примерно на 5%). Если дебетовое сальдо превышает половину квоты, клиринговый союз может потребовать от страны выплаты золотом (или долларами), а также более значительной девальвации ее валюты. Напротив, если положительное сальдо превышает определенный предел и определенную длительность, то соответствующая страна облагается налогом с отрицательным процентом (штрафом).

Создание Международного валютного фонда пошло по несколько иному пути, использовав вместо банкора доллар и золото. Это сделало неизбежными периодические валютные спекуляции против слабых валют и последующие резкие корректировки национальных обменных курсов, которые можно было бы избежать использованием предложенного Кейнсом механизма постепенного выравнивания курсов. План Кейнса, не принятый полностью в 1944 г., может оказаться полезным спустя полвека для стран с переходной рыночной экономикой.

Появление концепции Кейнса закономерно вызвало большой резонанс в капиталистическом свете и оказало значительное воздействие на дальнейшее развитие экономической теории и экономической политики. Наиболее активные ее поклонники связывают эту модель с началом нового этапа в развития экономической науки. Кейнсианство заняло ведущее место в буржуазной политэкономии в ряде стран развитого капитализма, особенно в США, Англии, и долгое время сохраняло свои позиции. Последователи Кейнса выдвинули три проблемы, имеющие относительно самостоятельный характер: проблему динамического равновесия, проблему долговременных отклонений от состояния динамического равновесия и проблему кратковременных отклонений, либо циклических колебаний. Теории, которые появились как результат дальнейшего развития теории Кейнса, получили название неокейнсианство. Они стали развиваться, преодолевая слабые места теории Кейнса.

Разработанные в теории Кейнса и его последователей разнообразные практические рекомендации для буржуазной государства после второй мировой войны активно воплощаться в экономической политике западных стран. Это направление, испытав значительной эволюции, становится господствующим в западной экономической теории 50-60-х лет. Однако уже вторая половина 60-х лет и особенно 70-е годы характеризовались резким усилением критики кейнсианской концепции цикла и учрежденной на ней политики регулирования эффективного спроса. Последнюю все чаще стали рассматривать как дестабилизирующий фактор по причине несвоевременности применения мероприятий, ошибочности их выбора, чрезмерных масштабов государственного вмешательства и др. Рецепты неокейнсианской модели начали вступать в большие противоречия с объективными законами капитализма и даже способствовали обострению отдельных проблем. Наиболее острыми проблемами для капиталистической экономики становятся инфляция, дефицит государственного бюджета и особенно цикличность капиталистического развития.

В далеком теперь уже 1973 году из-за октябрьской войны на Синае и последовавшего за ней нефтяного эмбарго арабских стран на поставки нефти в
США цена на сырье подскочила с двух до одиннадцати долларов за баррель.
Экономика США отреагировала примерно 15-процентной инфляцией в 1974-1975 годах, а к 1978 году сократила потребление нефти с 900 до 600 миллионов тонн в год.

Все хрестоматийно четко и понятно. Но с конца 1979 года в экономике
США начинают происходить процессы на первый взгляд необъяснимые. Рост цен на нефть гораздо скромнее, чем в 1973 году, — с 14 до 17-18 долларов за баррель, а инфляция, напротив, еще сильнее — 15-17 процентов. Продолжается она вплоть до 1982 года и в итоге вызывает глобальный долговой кризис, который постепенно приобретает и политический окрас. Лозунг Фиделя Кастро
«Перестанем платить долги империалистам!» летом 1982 года находит благожелательный отклик в странах Латинской Америки. И только спешно запущенный в дело план по снижению и реструктуризации латиноамериканских долгов перед МВФ и США, который в 1985 году оформился как «план Брейди», спасает мировую финансовую систему от неразберихи, которая могла бы возникнуть после «континентального дефолта» стран Южной Америки.

Итак, первый (1974-1975 годы) и второй (1979-1982 годы) нефтяные кризисы оказались совершенно непохожими друг на друга. Сравнивая рост цен на нефть и масштабы его последствий, приходишь к выводу о явном несоответствии незначительности посыла и остроты реакции экономики США в разные годы.

После Великой депрессии 1929-1933 годов экономическое регулирование США постепенно дрейфует от монетаризма к кейнсианству. Федеральная резервная система (ФРС) жестко фиксирует процентную ставку (аналог нашей ставки рефинансирования ЦБР) и еще более жестко зажимает доходность 30-летних облигаций федерального Казначейства на уровне двух процентов годовых. Эти параметры США удерживали всю Вторую мировую войну, но «споткнулись» в 1951-
1953 годах, в период войны корейской, когда пришлось поднимать и ставку
ФРС, и ставку долгострочных облигаций до 6-7 процентов. И вновь возникает проблема экономической несопоставимости, несоответствия посыла и следствия.
Ведь масштабы влияния Второй мировой на экономику США на порядок выше, чем корейской, а экономика в последнем случае реагировала куда более болезненно.

Монетаризм приобрел популярность в 1970-х гг., когда проявилась несостоятельность кейнсианских методов обеспечения высокой занятости и преодоления инфляции. Причину экономической нестабильности монетаристская теория усматривает в нарушениях функционирования денежного сектора, в чрезмерном росте денежной массы.

Президент США Рональд Рейган пришел к власти после десятилетия рецессии, и отдохнувшее хозяйство было готово воспринимать инновации. Идеи глобализации и информационной революции не просто витали в воздухе, но были готовы к воплощению в «металле». Надо было лишь стимулировать процесс. И Рейган сделал это, снизив налоги, вкачав «немного» денег через государственные заимствования и повысив процентные ставки, что стимулировало приток иностранного капитала. Кстати, последнее очень показательно. Повышение ставок не привело к ограничению роста. И не привело именно потому, что эффективность капитала уже начала стремительный взлет.

Раздел III. РЕАЛИЗАЦИЯ КОНЦЕПЦИЙ КЕЙНСИАНСТВА И МОНЕТАРИЗМА В РОССИИ

В экономическом отношении 2000 год в России является наиболее успешным за последний десяток лет. В то же время широко распространено мнение, что факторы, обеспечившие благоприятное развитие нашей экономики не носят фундаментального характера. И в этом смысле проблема стоит так: сумеем ли мы воспользоваться нынешней благоприятной ситуацией для того, чтобы перевести экономику в устойчивый режим роста, или после небольшой передышки вернемся ко многим из тех проблем, с которыми до этого сталкивались.

Более того, при механическом переносе на нашу почву различия в подходах к экономической политике, действительно существующие между монетаризмом и кейнсианством в условиях нормальной рыночной экономики, приобретают какой- то карикатурный характер. Многие российские «кейнсианцы» искренне уверены в том, что дефицит совокупного спроса — это отсутствие денег у хозяйственных субъектов. Соответственно, их рецепты сводятся к тем или иным вариантам увеличения денежного предложения и осуществления на этой основе
«монетизации» экономики. Между тем, самого Кейнса волновала прямо противоположная проблема: как заставить тратить деньги в условиях, когда хозяйственные субъекты этого делать не хотят. Не случайно в качестве основного инструмента увеличения эффективного спроса он рассматривал фискальную, а не кредитно-денежную политику.

В то же время монетаристский подход, который имеет достаточно строгие логические основания в условиях нормальных рыночных экономик, также выглядит весьма странным в современной России. Можно и на цифрах, и на жизненных примерах показывать, как ужесточение монетарной политики в наших условиях вело не столько к ограничению инфляции, сколько к прогрессирующему
«дефициту денег». Точно так же можно на цифрах продемонстрировать, как сокращение государственных расходов приводило в России к тому, к чему оно в нормальных условиях приводить не может: к примерно такому же, а иногда и еще большему сокращению доходов бюджета. Это являлось следствием того, что в наших условиях урезание расходов провоцировало распространение бартерных сделок и неплатежей, чего не должно происходить в функционирующих по стандартным правилам рыночных экономиках.

Доминирующий в идеологии российских реформаторов с 1992 года монетаризм исходит из ряда предпосылок, которые, очевидно, отсутствуют в российской экономике. М. Фридмен, строя свои выводы о зависимости динамики цен и экономической стабильности от предложения денег высокой эффективности (т.е. от эмиссии центральных банков), опирается на данные за вековой период; в то же время он подчеркивает, что к коротким периодам времени его выводы не относятся. Внутри короткого периода времени решающими факторами экономической динамики являются ставка процента и уровень доходов (прежде всего — заработной платы). Российский капитализм не располагает вековой историей, «векового тренда» применительно к России не существует, в российской экономике последнего десятилетия короткие периоды усиления и ослабления спада сменяют друг друга. Теория Фридмена, очевидно, имеет в виду развитое, устоявшееся капиталистическое общество, со сложившимися вековыми тенденциями. К кризисной экономике переходного типа она явно неприменима.

Далее М. Фридмен полагает, что в обществе существует сложившийся, привычный уровень дохода для основной массы индивидов, который обусловливает устойчивость ожиданий — ценовых, процентных, ожиданий будущих доходов; на основе устойчивых ожиданий складывается стабильный спрос на деньги. В кризисной экономике России и эта предпосылка монетаризма, очевидно, отсутствует. Уровень цен и доходов подвержен резким и частым изменениям, ожидания индивидов и фирм неустойчивы.

Кредитно-денежная политика монетарных властей России реально может иметь дело лишь с процессами, протекающими на коротком отрезке времени, причем в условиях кризиса. Именно таков подход к анализу экономических процессов, развитый Дж.М. Кейнсом.

Идеи Кейнса, интерпретированные Дж.Р. Хиксом в духе неоклассической школы, получили воплощение в знаменитой модели LS-LM (investment-saving- liguidity-money).

Основные зависимости, описываемые этой моделью, это обратная зависимость национального дохода от процента в реальном секторе экономики (чем ниже процент, тем выше инвестиции и национальный доход, причем инвестиции определенно равны сбережениям), и прямая зависимость процента от национального дохода в денежном секторе экономики (чем выше национальный доход при заданной денежной массе, тем больше денег необходимо для обслуживания трансакций, тем меньше денег может поступать на спекулятивные рынки, тем выше ставка процента. Главный вывод из модели IS-LM заключается в том, что увеличение денежной массы относительно достигнутого уровня национального дохода позволяет снизить равновесную ставку процента и добиться увеличения национального дохода.

Если в реальном секторе модель IS-LM постулирует равенство инвестиций и сбережений, то в денежном секторе эта модель постулирует автоматическое первоначальное поступление денег на обслуживание трансакций, и лишь избытка денежной массы сверх необходимых трансакций — на спекулятивные рынки.
Возможность инвестирования сбережений и нехватки денег для обслуживания трансакций априори исключается, что очевидно противоречит российским реалиям.

Тем не менее, модель IS-LM описывает определенные закономерности, сохраняющиеся в российской экономике (зависимость инвестиций от ставки процента, снижение национального дохода по мере сокращения инвестиций, зависимость процента от массы денег при данном уровне национального дохода.
Однако эта модель не адекватна российской экономике полностью. Абсолютная нехватка денег для обслуживания трансакций в российской экономике свидетельствует о том, что в чистом виде методы регулирования процента и инвестиций через манипулирование денежной массой, предлагаемые сторонниками кейнсианского — неоклассического синтеза, не дадут нужного эффекта. Отсюда вытекает, что для российской экономики необходима более жесткая модель регулирования процента, денежной массы и ее канализации в реальный сектор экономики. Такая модель, отчасти основанная на радикальном истолковании постулатов Кейнса (а не на его неоклассической интерпретации) была отработана и функционировала на практике в Японии в послевоенные десятилетия. Эта модель включает в себя жесткое ограничение или даже временное недопущение открытых спекулятивных рынков (валютного и фондового), концентрацию сбережений в форме банковских депозитов, причем безальтернативность этой формы сбережений позволяет установить предельно низкий процент по депозитам (с учетом небольшой инфляции — процент по депозитам становится нулевым или даже отрицательным), а также жестко регулируемый низкий процент по кредитам, прямое регулирование размеров и направлений кредитов, предоставляемых коммерческими банками, а следовательно, прямое регулирование не только денежной базы, но и денежной массы; широкое рефинансирование коммерческих банков центральным банком, гарантирующее их ликвидность в условиях высокой кредитной экспансии.

В настоящее время обращающиеся в российской экономике векселя являются скорее суррогатами векселей. Они не отражают торговых сделок, их учет неприемлемо дорог (дисконт 50-60% и более), их переучет отсутствует.

Размеры потребности народного хозяйства в вексельном обращении можно оценить как сумму задолженности поставщикам плюс объем бартерных операций плюс объем операций обслуживаемых суррогатами, деленную на число оборотов, которое в среднем должен совершить вексель, прежде чем он будет представлен и принят к учету (ориентировочно 3-4 оборота). Исходя из мировой и дореволюционной российской практики объем учета векселей банками можно определить как максимум 80% от объема всех обращающихся векселей. По нашим подсчетам, до кризиса в августе 1998 года коммерческие банки располагали финансовым потенциалом для налаживания учета векселей, при условии организационной, методической и финансовой поддержки Банка России. Сегодня такая поддержка потребовалась бы в больших размерах, чем до августовского кризиса, однако, нужно иметь в виду, что переучет векселей, жестко канализируя эмиссионные ресурсы на расчеты в реальном секторе экономики, позволил бы расширить эмиссию денег Банком России без опасности возникновения их излишка или отвлечения на спекулятивные рынки.

Определение денежной массы, необходимой для обращения, должно основываться не только на определении денежной базы, но и на учете и регулировании банковского мультипликатора. Уровень мультипликации денежной массы банками в российской экономике остается крайне низким. До августовского кризиса 1998 года банковский мультипликатор денежной массы был равен 2, после кризиса — меньше 2, тогда как в развитых странах он равен 8-10. Учитывая это соотношение, нельзя категорически утверждать, что размер налично-денежной эмиссии Банка России недостаточен: отноше6ние массы наличных к ВВП в России примерно такое же, как и в развитых странах (6-7%
ВВП). Обеспечение реального сектора необходимой для трансакций денежной массой связано, следовательно, не с использованием печатного станка, а с активизацией кредитной экспансии банков и мультипликативного процесса генерирования ими денежной массы.

Банковский мультипликатор можно определить как функцию от четырех аргументов: удельного веса наличных денег в совокупной денежной массе, размера обязательных резервов коммерческих банков в центральном банке, удельного веса резервов наличных в общем объеме банковских ресурсов, соотношение между кредитами и другими активами (ценными бумагами, валютой) в портфеле банков. Чем выше удельный вес наличных в денежной массе, удельный вес резервов (обязательных и добровольных) в банковских ресурсах, удельный вес ценных бумаг и валюты в банковских активах, тем слабее действие банковского мультипликатора.

Состояние денежного обращения России можно назвать национальным кризисом ликвидности

Долларизация кредита, снижение резервных требований Банка России
(возможно до нуля), ограничение присутствия банков на спекулятивных рынках
— таковы условия ремонетизации российской экономики.

Обе школы в макроэкономике (монетаризм и кейнсианство) принимают так называемый эффект реальных кассовых остатков: сам по себе рост цен не ведет к длительному снижению платежеспособного спроса, поскольку одновременно с ростом цен растут и номинальные доходы; рост цен обесценивает не текущие доходы (они возрастают), а сбережения; однако стремление индивидов и фирм восстановить реальную стоимость сбережений временно ограничивает текущее потребление и останавливает дальнейший рост цен. В результате через определенное время восстанавливается привычное соотношение между доходами и сбережениями, но при возросшем уровне цен. Таким образом, совокупный платежеспособный спрос на длительном отрезке времени не зависит от абсолютного уровня цен, он определяется реальным уровнем национального дохода и его распределением между социальными группами.

Однако в российской экономике эффект реальных кассовых остатков практически не действует, а совокупный платежеспособный спрос, резко сократившийся в результате августовского кризиса 1998 года, не восстанавливается в течение длительного времени (уже более года). Согласно официальному прогнозу и бюджету на 2000 год, платежеспособный спрос и в следующем году будет существенно ниже, чем в 1998.

В результате в российской экономике (вопреки тому, что утверждает современная денежная теория) не только относительный, но и абсолютный рост цен вызывает снижение совокупного спроса. Этот вывод заставляет обратиться к традиционным (неоклассическим) теориям динамики спроса под воздействием изменения цен, но распространить применимость этих теорий на совокупный рынок в народном хозяйстве, а не только на рынки отдельных товаров.

В современной российской экономике важнейшими факторами производства, лимитирующими его рост даже в те периоды, когда существующий спрос, казалось бы, позволяет его расширить (1997- первая половина 1998) — это дефицит энергоносителей и металлов, а также нехватка капитала в денежной форме. Эти факторы обусловливают стагнацию производства в России в течение последних лет. С лета 1998 года стала усиливаться ограниченность платежеспособного спроса.

По мнению ведущих экономистов, следующие положения теории монетаризма ещё не разработаны:

— Проблема неплатежей

— Подавление отечественных производителей импортной продукцией

— Неопределённость производственных возможностей

— Проблема лидерства в ценах

— Искусственное стимулирование потребностей

В процессе исследования были выделены следующие условия возможного применения монетаризма в России:

— Обеспечение реального выбора между различными формами богатства

— Достижение стабильности производительности труда и эффективности всего национального хозяйства

— Установление свободной конкуренции, обеспечивающей гибкость цен и зарплат

В заключение хотелось бы отметить, что ни одна из теоретических концепций экономического развития и экономической политики в чистом виде
России в этот сложный переходный период не подходит. Известно, что ни в одной стране осуществление кейнсианской или монетаристской полигики в чистом виде не наблюдалось. Исторические и национальные особенности, роль социального фактора — всё это накладывает свой отпечаток на конкретную политику, рождает свои компромиссные решения.

Но знать экономические теории необходимо. Знание их практического опыта, понимание условий, в которых даст максимальный эффект та или иная мера экономической политики, поможет уберечь от ошибок в ходе реформирования экономики, поиска собственного пути развития России.

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Афанасьев В.С. Буржуазная экономическая мысль 30-80-х годов XX века.

М. 1986.

2. Бартнев С.А. История экономических учений.-М.:2001.

3. Костюк В.Н. История экономических учений. – М.: 1997.

4. Курс экономики: Учебник./Под ред.Б.А.Райзберга.-М. 2001

5. Макроэкономика. Учебное пособие./ Под ред. Бункина. М., 1995.

6. Ховард К.,Эриашвили Н.Д.,Никитин А.М. Экономическая теория М,2000.

7. Ядгаров Я.С. История экономических учений, М. 1998

————————
[1] Бартенев С. А. Экономические теории и школы (история и современность):
Курс лекций. – М.: Издательство БЕК, 1996
[2] Там же

Курсовая работа: Приёмник радиовещательный переносной

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

РЯЗАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

КАФЕДРА РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

Пояснительная записка

к курсовой работе

по теме:

«Приёмник радиовещательный переносной»

Выполнил: студент группы 615

Лоцманов А.А.

Проверил: Салтыков Е.Н.

Рязань 2000

Содержание

Введение

1. Структурная схема приёмника

2. Проектирование структурной схемы линейного тракта приёмника

2.1 Расчёт необходимой полосы пропускания

2.2 Распределение усиления по каскадам

2.3 Проверка возможности осуществления регулировок

2.4 Расчёт допустимого и реального коэффициента шума и чувствительности ПРМ

3. Расчёт входной цепи

4. Расчёт УРЧ

5. Расчёт преобразователя частоты

6. Микросхемная реализация ПРМ

Заключение

Список литературы

Введение

Бытовые радиовещательные приёмники (в дальнейшем ПРМ) предназначены для приёма программ звукового радиовещания в диапазонах длинных (148 … 285кГц), средних (525 … 1607кГц), коротких (3,95 … 12,1МГц) волн с амплитудной модуляцией (АМ) и в диапазоне ультракоротких волн (65,8 … 74; 100 … 108МГц) с частотной модуляцией (ЧМ), в том числе приёма стереофонических передач.

Технический (инженерный) расчёт ПРМ выполняется для того, чтобы на основе требуемых (заданных) характеристик на ПРМ получить:

обоснованный и наиболее оптимальный вариант структурной схемы с выбором электронных приборов, схем и основных характеристик каждого каскада;

характеристики и параметры всех элементов каждого каскада ПРМ, включая выбор оптимального режима работы электронного прибора;

принципиальную схему приёмника и спецификацию к ней.

Основными узлами и блоками ПРМ являются: приёмная антенна, ряд различных усилителей (УВЧ) и преобразователей высокой частоты, детектор, усилитель звуковой частоты (УЗЧ) и оконечное устройство, а так же используются системы автоматической подстройки частоты (АПЧ) и усиления (АРУ).

Классификация ПРМ проводится по ряду признаков: тип структурной схемы, вид используемых активных элементов, тип конструкции и т.д.

Структурная схема ПРМ в значительной степени определяется его назначением и видом модуляции сигнала. По виду структурных схем все существующие ПРМ можно поделить на: детекторные ПРМ без УЗЧ и с УЗЧ, приёмники прямого усиления, регенеративные и сверхрегенеративные ПРМ, синхронные, ПРМ с прямым преобразованием частоты и супергетеродинные ПРМ с одним и более преобразованиями частоты.

приемник радиовещательный переносной усиление

Современные ПРМ в большинстве случаев строят по супергетеродинной схеме, т.к. данная схема обладает существенными преимуществами (высокая чувствительность и селективность) перед ПРМ других типов. Поэтому проектируемый ПРМ будет строиться именно по этой схеме.

1. Структурная схема приёмника

Как отмечалось ранее, структурная схема проектируемого ПРМ будет гетеродинной. В добавлении к этому следует учесть, что данный ПРМ принимает и обрабатывает сигналы с АМ, поэтому в его структуру следует включить систему АРУ. А так же для улучшения чувствительности, путём уменьшения полосы пропускания ПРМ, введём систему АПЧ.

Таким образом, структурная схема всего ПРМ будет иметь вид, приведённый на рис.1.

Приёмник радиовещательный переносной

Рис.1. Структурная схема супергетеродинного приёмника.

Условные обозначения:
ВЦ — входная цепь;

Г — перестраиваемый гетеродин;
УРЧ, УПЧ, УЗЧ — усилители резонансной, промежуточной и звуковой частоты соответственно;

ФАПЧ, ФАРУ — фильтры соответствующих систем автоматики;
ОУ — оконечное устройство (динамическая головка);

УЭ — управляемый элемент (варикап);
АД, ЧД — амплитудный и частотный детекторы;

СМ — преобразователь частоты (смеситель);
ДАРУ — амплитудный детектор системы АРУ;

А — антенна.

2. Проектирование структурной схемы линейного тракта приёмника

Строгое выполнение блок-схемы ПРМ без детального расчёта отдельных каскадов затруднительно, особенно для высокочастотных диапазонов волн. Поэтому в некоторых случаях уже при расчёте структурной схемы может потребоваться конкретизация активных элементов ПРМ, схем их включения и др.

2.1 Расчёт необходимой полосы пропускания

Полоса пропускания линейного тракта ПРМ, форма основных характеристик (АЧХ, ФЧХ) в пределах полосы частот принимаемого сигнала должны удовлетворять требованиям допустимых искажений. Необходимая полоса пропускания (ПП) определяется реальной шириной спектра принимаемого сигнала Приёмник радиовещательный переносной; доплеровским смещением частоты сигнала, которое в данном случае можно положить равном нулю, т.к. имеем дело с малыми скоростями Приёмник радиовещательный переносной и запасом Приёмник радиовещательный переносной, зависящим от нестабильности частот принимаемого сигнала и гетеродинов приёмника, а так же погрешностей в настройки отдельных контуров и всего приёмника. Таким образом

Приёмник радиовещательный переносной (1)

Ширина спектра принимаемого сигнала при АМ определяется как удвоенная верхняя частота модуляции, т.е. Приёмник радиовещательный переносной (2)

Запас по полосе в данном случае можно определить по следующей формуле: Приёмник радиовещательный переносной

Приёмник радиовещательный переносной, (3)

где Приёмник радиовещательный переносной — относительная погрешность и нестабильность частоты настройки контуров тракта промежуточной частоты (Приёмник радиовещательный переносной Приёмник радиовещательный переноснойкГц), Приёмник радиовещательный переносной — температурная нестабильность высокой частоты, которая определяется как

Приёмник радиовещательный переносной, (4)

где ТКЧ — температурный коэффициент нестабильности частоты настройки контуров гетеродина (для кварцевого гетеродина ТКЧ=10-6 1/град), Приёмник радиовещательный переносной — статистический разброс температур окружающей среды между приёмником и передатчиком, Приёмник радиовещательный переносной — частота принимаемого сигнала.

Приёмник радиовещательный переносной, (5)

где Приёмник радиовещательный переносной — диапазон рабочих температур проектируемого приёмника.

Таким образом, получим Приёмник радиовещательный переноснойГц

Приёмник радиовещательный переносной Гц, Приёмник радиовещательный переносной кГц,

Приёмник радиовещательный переносной кГц.

Так как из-за увеличения полосы ухудшается избирательность по соседнему каналу и отношение сигнал/шум, то следует выбирать полосу фильтра не более рассчитанной, но и не на много уже. Исходя из этого, ограничимся полосой в 12,5 кГц, и выберем пьезокерамический фильтр УПЧ типа ПФ1П-2 465кГц Приёмник радиовещательный переносной 12,5кГц, который обеспечивает селекцию по соседнему каналу при расстройке ±9 кГц более 40дБ, что и требуется по техническому заданию.

2.2 Распределение усиления по каскадам

Необходимое усиление сигналов в линейном тракте следует обеспечить при достаточной устойчивости каскадов (возможно меньшее их число), используя экономичные приборы. С другой стороны, во избежание сильной перегрузки каскадов при большом динамическом диапазоне входных сигналов, их число должно быть таким, чтобы на каждый каскад приходилось АРУ не более 10…15дБ.

Коэффициент усиления линейного тракта определяется следующим образом: Приёмник радиовещательный переносной, (6)

где UА — заданная чувствительность ПРМ, UАД — минимальное (с точки зрения допустимых искажений) напряжение на входе АД (для диодного детектора Приёмник радиовещательный переноснойв. Таким образом, Приёмник радиовещательный переноснойраз.

Приёмник радиовещательный переносной

Рис.2. Проходная характеристика транзистора КП305Д.

Для линейной части ПРМ в качестве активного усилительного элемента выберем транзистор КП305Д:

Общие сведения: кремниевый планарный полевой с изолированным затвором и встроенным каналом n-типа, предназначен для работы во входных каскадах высокочастотных усилителей с высоким входным сопротивлением.

Основные параметры:

Крутизна характеристики (мА/В): Приёмник радиовещательный переносной Приёмник радиовещательный переносной

Ёмкость входная (пФ): Приёмник радиовещательный переносной

Ёмкость проходная (пФ): Приёмник радиовещательный переносной

Коэффициент шума (дБ): Приёмник радиовещательный переносной

Для средней крутизны справедливо: Приёмник радиовещательный переносной (7)

Приёмник радиовещательный переносной

Рис.3. Зависимость крутизны от входного напряжения для транзистора КП305Д.

Данный транзистор имеет квадратичную характеристику при нулевом смещении и близкую к линейной при смещении в пределах Приёмник радиовещательный переноснойВ.

Определим устойчивые коэффициенты усиления для этого транзистора на частотах сигнала и промежуточной.

Имеем равенство: Приёмник радиовещательный переносной (8). Тогда на частоте Приёмник радиовещательный переноснойМГц: Приёмник радиовещательный переносной, а на промежуточной частоте: Приёмник радиовещательный переносной. Таким образом, положим Приёмник радиовещательный переносной, Приёмник радиовещательный переносной, Приёмник радиовещательный переносной, Приёмник радиовещательный переносной, тогда Приёмник радиовещательный переносной. Значит, будем использовать 3 каскада УПЧ с коэффициентами усиления Приёмник радиовещательный переносной.

Для обеспечения заданной АРУ необходимо иметь не менее трёх каскадов усиления (по 10дБ на каскад). Следовательно, будем охватывать АРУ каскад УРЧ и два первых каскада УПЧ.

Приёмник радиовещательный переносной

Рис.4. Структурная схема ПРМ по усилению

Таким образом, структурная схема ПРМ по усилению имеет вид, приведённый на рис.4.

2.3 Проверка возможности осуществления регулировок

АРУ обеспечивает требуемое относительное постоянство выходного напряжения ПРМ в условиях изменения мощности принимаемых сигналов. АРУ современных ПРМ осуществляются путём:

а) изменения крутизны характеристики электронных приборов;

б) регулировки междукаскадных связей (обычно в транзисторных ПРМ);

в) регулируемых обратных связей в каскадах или группе каскадов.

Существует большое разнообразие схем АРУ, применяемых в современных ПРМ. Подавляюще большинство из них относятся к классу инерционных систем АРУ с обратной связью.

Проверим возможность осуществления автоматических регулировок путём изменения крутизны характеристик транзисторов в усилителях. В этом случае изменение крутизны характеристик электронных приборов регулируемых каскадов должно удовлетворять неравенству: Приёмник радиовещательный переносной (9) где Si — значение крутизны в исходной рабочей точке i-ого регулируемого каскада, Si,min — значение крутизны при максимальном регулирующем напряжении для i-ого регулируемого каскада, Д и В — заданные исходные данные системы АРУ согласно формулам (9) и (10) (смотри ГОСТ).

Приёмник радиовещательный переносной (10) Приёмник радиовещательный переносной (11)

Таким образом, имеем: Приёмник радиовещательный переносной => Приёмник радиовещательный переносной.

Значит требуемая АРУ вполне обеспечивается.

2.4 Расчёт допустимого и реального коэффициента шума и чувствительности ПРМ

В диапазонах СВ, ДВ и КВ чувствительность приёмников ограничена внешними помехами (промышленными и атмосферными) и собственными шумами, причём обычно в этих диапазонах уровень внешних помех на входе ПРМ оказывается больше приведённого к входу уровня шумов ПРМ даже без УРЧ. Поскольку эти ПРМ относительно узкополосны, в первом приближении можно считать, что внешние помехи имеют такой же характер, на выходе селективной системы, как собственные шумы. В этом случае для получения требуемой чувствительности со входа внешней антенны коэффициент шума ПРМ не должен превышать значения, рассчитываемого по нижеследующей формуле: Приёмник радиовещательный переносной, (12), где ЕСА — заданная чувствительность, Приёмник радиовещательный переносной — заданное отношение сигнал/шум на входе ПРМ, Приёмник радиовещательный переноснойДж/К — постоянная Больцмана, Т0 — абсолютная температура, Приёмник радиовещательный переносной — шумовая полоса пропускания линейного тракта ПРМ, RА — эквивалентное сопротивление антенны. Таким образом, получим: Приёмник радиовещательный переносной. Теперь посчитаем реальный коэффициент шума проектируемого ПРМ по формуле: Приёмник радиовещательный переносной (13). Так как справедливы следующие равенства: Приёмник радиовещательный переносной, Приёмник радиовещательный переносной, то Приёмник радиовещательный переносной, что много меньше допустимого.

Таким образом, при данном коэффициенте шума будет обеспечиваться чувствительность, рассчитываемая по выражению (14).

Приёмник радиовещательный переносной (14)

В данном выражении tА — это относительная шумовая температура антенны, которая зависит от внешних помех (положим Приёмник радиовещательный переносной). Тогда,

Приёмник радиовещательный переносноймкВ

Таким образом, имеем большой запас по чувствительности.

3. Расчёт входной цепи

Входной цепью называют часть ПРМ, связывающую антенно-фидерную систему со входом первого каскада, которым в данном случае является УРЧ.

В зависимости от вида антенны ВЦ классифицируются как ВЦ при ненастроенной и настроенной антенне. Первые предназначены работать с различными антеннами, внутреннее сопротивление которых комплексно, а параметры заранее не известны (вещательные приёмники); вторые используются в случае работы от антенны с известным активным внутренним сопротивлением (профессиональная связь, СВЧ приёмники). По диапазонам различают ВЦ ДВ, СВ, КВ, метрового диапазона, в которых используются контуры с сосредоточенными параметрами, и ВЦ более коротковолновых диапазонов, в которых применяются коаксиальные, полосковые, микрополосковые и полые резонаторы. По числу селективных элементов ВЦ делятся на одноконтурные, двухконтурные, многоконтурные; по виду связи антенны (фидера) с ВЦ на ВЦ с непосредственной, трансформаторной (автотрансформаторной), емкостной и комбинированной связью.

Приёмник радиовещательный переносной

Рис.5. АЧХ избирательной системы ВЦ.

Основное требование к ВЦ — высокая селективность, чтобы обеспечить заданное ослабление по зеркальному каналу и промежуточной частоте.

Рассчитаем обобщённую расстройку по зеркальному каналу:

Приёмник радиовещательный переносной (15)

Приёмник радиовещательный переноснойМГц

ПоложимПриёмник радиовещательный переносной, тогда

Приёмник радиовещательный переносной

Приёмник радиовещательный переносной

Рис.6. Расчётная электрическая схема ВЦ.

При такой расстройке одноконтурная избирательная система обеспечивает ослабление сигнала на 20дБ. Так как это значительно больше заданного, то используем одиночный колебательный контур в ВЦ.

Выберем ВЦ с индуктивной связью с антенной, так как при этом коэффициент передачи по всему поддиапазону постоянен (при Приёмник радиовещательный переносной).

Параметры для расчёта: RА=50Ом RВХ=500кОм СL=4пФ СВХ=3,5пФ

САМАХ=50пФ САМИН=25пФ СМ=8пФ LАМИН=2мкГн

Индуктивность катушки связи: Приёмник радиовещательный переносной (16)

где Приёмник радиовещательный переносной, тогда

Приёмник радиовещательный переносноймкГн

2. Наибольшее значение коэффициента связи между катушками при допустимой расстройке входного контура:

Приёмник радиовещательный переносной (17)

коэффициент поддиапазона — Приёмник радиовещательный переносной (18)

эквивалентное затухание катушки связи — Приёмник радиовещательный переносной (19)

3. Наименьшее значение оптимального коэффициента связи между катушками: Приёмник радиовещательный переносной (20)

затухание антенной цепи —

Приёмник радиовещательный переносной (21)

4. Так как Приёмник радиовещательный переносной, то коэффициент связи выбираем

Приёмник радиовещательный переносной (22)

5. Коэффициент включения входа электронного прибора к контуру, гарантирующий заданное эквивалентное затухание: (23)

Приёмник радиовещательный переносной

активная входная проводимость электронного прибора на максимальной частоте поддиапазона — gвх мах=2,33мкСм (будет рассчитан далее).

Так как оказалось, что Приёмник радиовещательный переносной, то полагаем Приёмник радиовещательный переносной. В этом случае необходимо последовательно в контур включить добавочное сопротивление:

Приёмник радиовещательный переносной

Приёмник радиовещательный переноснойОм (24)

6. Проверим осуществимость минимальной эквивалентной ёмкости:

Приёмник радиовещательный переноснойпФ (25)

7. Индуктивность контурной катушки:

Приёмник радиовещательный переносной

Приёмник радиовещательный переносноймкГн (26)

8. Действительное значение эквивалентного затухания контура:

Приёмник радиовещательный переносной (27)

Приёмник радиовещательный переносной

Таким образом, действительное затухание контура соответствует выбранному ранее.

9. Полоса пропускания ВЦ: Приёмник радиовещательный переноснойкГц (28)

10. Коэффициент передачи ВЦ:

Приёмник радиовещательный переносной (29)

11. Ёмкость блокировочного конденсатора: Приёмник радиовещательный переноснойнФ (30)

Приёмник радиовещательный переноснойнФ (31)

Таким образом, Приёмник радиовещательный переносной нФ.

На этом расчёт ВЦ можно считать законченным.

4. Расчёт УРЧ

Так как избирательность по зеркальному каналу с большим запасом обеспечивает ВЦ, то УРЧ целесообразно проектировать как резистивный каскад. Таким образом, схема УРЧ имеет вид, приведённый на рис.7.

Исходные данные:

СВХ=3,5пФ С12И=СЗС0=0,3пФ ССИ0=2,6пФ IС=5мА

RСИ=500кОм UЗИ=1В UСИ=6В S=7,4мА/В RЗИ=10ГОм RИ=50Ом fТ=550МГц

Расчёт по постоянному току: пусть URИ=0,5В, тогда

1. Сопротивление в цепи истока: Приёмник радиовещательный переноснойОм (32)

2. Ток делителя: Приёмник радиовещательный переносноймкА (33)

3. Сопротивление резисторов делителя: Приёмник радиовещательный переноснойкОм (34)

Приёмник радиовещательный переноснойкОм (35)

Расчёт по переменному току:

1. Ёмкость цепи истока: Приёмник радиовещательный переноснойнФ (36)

2. Емкости фильтров цепей питания:

а) стока: Приёмник радиовещательный переноснойнФ (37)

Приёмник радиовещательный переносной

Рис.7. Принципиальная схема резистивного УРЧ.

где Приёмник радиовещательный переносной (38)

Приёмник радиовещательный переноснойкГц

б) затвора:

Приёмник радиовещательный переносной

Приёмник радиовещательный переносноймкФ (39)

где внутреннее сопротивление источника питания положим Приёмник радиовещательный переноснойОм.

Входная и выходная проводимости транзистора на ВЧ:

Приёмник радиовещательный переносной

Приёмник радиовещательный переноснойпФ (40)

Приёмник радиовещательный переносноймкСм (41)

Приёмник радиовещательный переноснойпФ (42)

Приёмник радиовещательный переносноймкСм (43)

Приёмник радиовещательный переносноймА/В (44)

3. Ёмкость схемы: Приёмник радиовещательный переноснойпФ (45)

4. Сопротивление нагрузки: Приёмник радиовещательный переноснойОм (46)

5. Индуктивности дросселей цепей питания:

а) затвора: Приёмник радиовещательный переносной мГн (47)

б) стока: Приёмник радиовещательный переносноймГн (48)

6. Ёмкость разделительного конденсатора:

Приёмник радиовещательный переноснойнФ (49)

На этом расчёт УРЧ можно считать законченным.

5. Расчёт преобразователя частоты

Исходные данные: IС=0,83мА UЗИ=0 UИ=0,5В UСИ=5В

Приёмник радиовещательный переносной

Рис.8. Принципиальная схема преобразователя частоты.

UФ=1В RЗ=100кОм UГЕТ=2В

Сопротивление резистора фильтра питания: Приёмник радиовещательный переноснойкОм (50)

Сопротивление истока: Приёмник радиовещательный переноснойОм (51)

Ёмкость конденсатора фильтра питания:

Приёмник радиовещательный переноснойнФ (52)

Крутизну преобразования определим по методу пяти ординат:

Приёмник радиовещательный переносноймА/В (53)

Коэффициент включения каскадов УПЧ:

Приёмник радиовещательный переносноймкСм (54)

Приёмник радиовещательный переносноймкСм, Приёмник радиовещательный переносной, Приёмник радиовещательный переносной (55)

Эквивалентная ёмкость контура:

Приёмник радиовещательный переноснойпФ (56)

Контурная ёмкость: Приёмник радиовещательный переносной пФ Приёмник радиовещательный переносной пФ

Приёмник радиовещательный переносной пФ (57)

Приёмник радиовещательный переносной пФ Приёмник радиовещательный переносной пФ (58)

Индуктивность контура:

Приёмник радиовещательный переносноймкГн (59)

9. эквивалентная добротность контура: Приёмник радиовещательный переносной (60)

Коэффициент усиления смесителя:

Приёмник радиовещательный переносной (61)

На этом этапе расчёт смесителя можно считать законченным.

6. Микросхемная реализация ПРМ

Современные ПРМ реализуются исключительно в микросхемном исполнении, т.к. в настоящее время существует множество различных микросхем специального и универсального назначения.

Приёмник радиовещательный переносной

Рис.9. Структурная схема микросхемы К174ХА36А.

Микросхема К174ХА36А предназначена для приёма радиосигналов с АМ и предварительного усиления напряжения звуковой частоты. Применяются в переносных радиовещательных приёмниках с низким напряжением питания и малым потребляемым током, в стационарных радиовещательных приёмниках, переносных приёмопередатчиках, системах охранной сигнализации, радиоуправления и других бытовых и промышленных радиосистемах. Содержит 218 интегральных элементов. Корпус типа 236.16 — 1, масса не более 1,3г.

Назначение выводов: 1 — контур гетеродина; 2 — общий (-UПИТ); 3 — вход 1 УРЧ; 4 — вход 2 УРЧ; 5 — индикатор настройки; 6 — вход предварительного усилителя звуковой частоты (ПУЗЧ) инвертирующий; 7 — вход ПУЗЧ неинвертирующий; 8 — вход ПУЗЧ; 9 — общий вывод ПУЗЧ; 10 — напряжение питания (+UПИТ); 11 — выход детектора; 12 — фильтрующий конденсатор АРУ; 13 — преддетекторный LC — контур; 14 — вход УПЧ; 15 — блокировочный конденсатор УПЧ; 16 — выход смесителя.

Предельно допустимые режимы эксплуатации:

Напряжение питания……..2…9 В

предельное……… Приёмник радиовещательный переносной10В

Напряжение входного сигнала…… Приёмник радиовещательный переносной200 мВ

Напряжение входного сигнала внешнего гетеродина. Приёмник радиовещательный переносной200…300 мВ

Напряжение звуковой частоты на выходах ПУЗЧ

(выводы 6 и 7)……… Приёмник радиовещательный переносной100 мВ

Сопротивление нагрузки детектора…. Приёмник радиовещательный переносной20кОм

Сопротивление нагрузки УЗЧ…… Приёмник радиовещательный переносной10кОм

Сопротивление нагрузки ПУЗЧ….. Приёмник радиовещательный переносной100Ом

Частота входного сигнала…….0,14…27,5МГц

в предельном режиме……. Приёмник радиовещательный переносной50МГц

Частота входного сигнала внешнего гетеродина..0,605…27,035МГц

в предельном режиме……. Приёмник радиовещательный переносной50МГц

Коэффициент амплитудной модуляции…. Приёмник радиовещательный переносной80%

Температура окружающей среды….. — 60…+850С

Работа микросхемы:

АМ сигнал после усиления в УРЧ поступает на смеситель. На другой вход смесителя поступает напряжение от гетеродина. Частоту гетеродина определяют параметры внешнего LC — контура. Сигнал промежуточной частоты выделяется внешним фильтром.

УПЧ обеспечивает основное усиление сигнала данной микросхемой, и вместе с внешними элементами — избирательность системы. После усиления в УПЧ сигнал промежуточной частоты поступает на вход АД, и далее, через регулятор громкости на вход ПУЗЧ.

Для расширения динамического диапазона входных сигналов в микросхеме применена система АРУ.

УРЧ выполнен на дифференциальном усилителе, что обеспечивает высокую устойчивость.

В качестве преобразователя частоты используется аналоговый перемножитель с перекрёстными связями, что позволяет подавлять чётные гармоники.

В микросхеме предусмотрен узел индикации точной настройки, который в целях энергосбережения следует закоротить на корпус.

Приёмник радиовещательный переносной

Рис.10. Структурная схема микросхемы КФ174УН26.

Усилитель звуковой частоты представлен микросхемой КФ174УН26. Эта микросхема представляет собой усилитель мощности с регулятором громкости, и предназначена для применения в выходных каскадах радиозвукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратуры. Содержит 105 интегральных элементов. Корпус типа 238.18-3, масса не более 1,5г.

Назначение выводов: 1, 2 — коррекция; 3 — общий; 4 — выход; 5 — напряжение питания; 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 — свободные; 14 — блокировка (отключение звука); 15 — регулировка громкости; 16 — вход инвертирующий; 17 — вход неинвертирующий; 18 — фильтр.

Предельно допустимые режимы эксплуатации:

Напряжение питания……..4,5…7,5 В

предельное………………….. Приёмник радиовещательный переносной9В

Напряжение входного сигнала…… Приёмник радиовещательный переносной0,7 В

предельное……………………….. Приёмник радиовещательный переносной1 В

Сопротивление нагрузки……. Приёмник радиовещательный переносной6,2Ом

предельное…………………………. Приёмник радиовещательный переносной6,2Ом

Температура окружающей среды….. — 10…+700С

Выдержки из ГОСТ 5651 — 89

Наименование параметра

Нормы для переносных и носимых аппаратов группы сложности
1

2

Чувствительность, ограниченная шумами, при отношении сигнал/шум не менее 20дБ по напряжению со входа для внешней антенны, мкВ, не хуже, в диапазонах:

ДВ

СВ

КВ

100

100

100

По ТУ

По ТУ

По ТУ

Диапазон воспроизводимых частот звукового давления всего тракта при неравномерности частотной характеристики звукового давления 14дБ в диапазоне СВ и 18дБ в диапазоне ДВ, Гц, не уже:

125 — 5600

315 — 3150

3. Общие гармонические искажения всего тракта по электрическому напряжению на частоте модуляции 1000Гц, при М=0,8; Приёмник радиовещательный переносной (Приёмник радиовещательный переносной), %, не более

4

5

4. Действие АРУ:

изменение уровня сигнала на входе, дБ

изменение уровня сигнала на выходе, дБ, не более

46

10

30

10

5. Односигнальная избирательность по соседнему каналу при расстройке Приёмник радиовещательный переносной9кГц, дБ, не менее

40

По ТУ

6. Односигнальная избирательность по зеркальному каналу, дБ, не менее, в диапазонах:

ДВ (на частоте 200кГц)

СВ (на частоте 1000кГц)

КВ (на частотах по ТУ)

50

36

16

40

34

12

Заключение

В данной курсовой работе нами рассчитан радиовещательный приёмник второй группы сложности с параметрами, превосходящими заданные, т.е. чувствительность ПРМ, подавление по побочным каналам приёма.

Для микросхемной реализации ПРМ применены микросхемы 174 серии. В частности микросхема К174ХА36А — в качестве высокочастотного тракта, тракта промежуточной частоты, детектирования АМ сигнала и предварительного усиления на звуковой частоте; и микросхема КФ174УН26 — в качестве усилителя звуковой частоты. Данные микросхемы интересны тем, что для них характерно низковольтное питание и малый потребляемый ток.

В целом, можно отметить, что полученное задание на курсовую работы выполнено в полном объёме.

Список литературы

Бобров Н.В. Расчёт радиоприёмников. — М.: Радио и Связь, 1981

Справочник по учебному проектированию приёмно-усилительных устройств / М.К. Белкин, В.Т. Белинский, Ю.Л. Мазор, Р.М. Терещук. — К.: Выща школа, 1988

Проектирование радиоприёмных устройств. Под ред.А.П. Сиверса. Учебное пособие для ВУЗов. М., «Советское радио», 1976

Расчёт радиоприёмников. Бобров Н.В. и др.М., Воениздат, 1971

Радиоприёмные устройства. Под ред. проф. А.П. Жуковского, М., «Высшая школа» 1989

Белов И.Ф., Белов В.И. Бытовая приёмно-усилительная аппаратура: Переносные и носимые радиолы, магниторадиолы.: Справочник. — М.: Радио и связь, 1986

Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник / К.М. Брежнева, Е.И. Гантман, Т.И. Давыдова и др. Под ред. Б.Л. Перельмана. — М.: Радио и Связь, 1981

Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам / Горюнов Н.Н. И др. — М.: «Энергия», 1979

Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры: Справочник / И.В. Новаченко и др. — М.: «Радио и Связь», 1989

Курсовая работа: Математическое моделирование в задачах расчета и проектирования систем автоматического управления

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана

Калужский филиал

Кафедра “САУ и Электротехники”

ЭИУ3-КФ

Расчётно-пояснительная записка к курсовой работе

на тему:

“ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ЗАДАЧАХ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ”

по курсу:

Системы аналитических вычислений

Калуга

Содержание

1 Постановка задачи

2 Анализ устойчивости

3 Решение дифференциального уравнения интерполяционным методом Адамса

4 Синтез

Вывод

Список литературы

Приложение 1 (Листинг скрипта для нахождения корней полинома)

Приложение 2 (Листинг скрипта для решения дифференциального уравнения

численным методом)

Приложение 3 (Листинг скриптов для нахождения коэффициентов регулятора)

1 Постановка задачи

Требуется:

1. Выполнить анализ устойчивости работы нескорректированной системы управления.

2. Выполнить анализ функционирования системы

3. Синтезировать регулятор для системы управления.

4. Выполнить анализ работы скорректированной системы управления.

Структурная схема системы приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема контура стабилизации угла тангажа

Параметры системы имеют следующие значения:

Требования к системе:

2 Анализ устойчивости

Выполним анализ нескорректированной системы с использованием критериев Михайлова и Гурвица.

Найдем передаточную функцию всей системы

Составим матрицу Гурвица

a0=1; a1=7.4; a2=19; a3=10;

По критерию Гурвица для того, чтобы система была устойчива необходимо и достаточно, чтобы все определители на главной диагонали были больше нуля Найдем все миноры на главной диагонали:

Система устойчива.

Критерий Михайлова:

Из условия

Получаем, что система устойчива.

Построим годограф разомкнутой системы и найдем запас устойчивости.

На рис. 2 приведен график АФЧХ разомкнутой системы и единичная окружность.

Рис. 2.Годограф АФЧХ разомкнутой системы

По рис. 2 легко определить запас устойчивости замкнутой системы.

Нахождение корней характеристического уравнения методом градиентов.

Найдем корни передаточной функции с помощью метода градиентов.

Рабочая формула используемого метода имеет следующий вид

где

и векторы неизвестных на шаге k+1 и k.

— транспонированная матрица Якоби, вычисленная на шаге k.

Невязка на шаге k

Шаговый множитель

Находим полюса для передаточной функции, имеющий вид

Текст программы приведен в приложении 1.

Результат приведен на рис.3

Рис. 3. Пример нахождения полюсов ПФ W(s)

Аналитические выражения для переходной и импульсной переходной функций, АЧХ, ФЧХ, АФЧХ

Найдем импульсную переходную функцию.

График k(t) приведен на рис. 4.

Рис. 4. График импульсной переходной функции.

Найдем переходную функцию.

График h(t) приведен на рис. 5.

Рис. 5. График переходной функции.

Найдем амплитудно-частотную характеристику.

График АЧХ приведен на рис. 6.

Рис. 6. График АЧХ

Найдем ФЧХ:

График ФЧХ приведен на рис. 7.

Рис. 7. График ФЧХ

Найдем АФЧХ.

График ФЧХ приведен на рис. 8.

Рис. 8. График АФЧХ

Вывод: Система является устойчивой, перерегулирование равно 0, время управления примерно равно 5с.

3 Решение дифференциального уравнения интерполяционным методом Адамса

Так как ДУ заданной системы имеет третий порядок, то его необходимо свести к системе уравнений, каждое из которых должно иметь первый порядок, т.е. имеет место нормальная форма Коши:

Запишем нормальную форму Коши в следующем виде:

Приведём уравнение к нормальной форме Коши:

Интерполяционный метод Адамса 3:

, точность

Для того, чтобы использовать этот неявный метод, нужно знать

Получим методом Эйлера: точность

Для получения точности на первом шаге, возьмем

Текст программы находится в приложении 2.

Результаты работы программы при h равных 0.5, 0.2, 0.01 приведены на рис. 9.

Рис. 9. Отклики на единичное ступенчатое воздействие

4 Синтез

Введем в прямую цепь ПИД регулятор, а в обратную ПД.

Вид скорректированной системы приведен на рис. 10.

Рис.10. Структурная схема скорректированной системы

Найдем передаточную функцию системы

Передаточная функция разомкнутой цепи имеет вид:

Передаточная функция разомкнутой цепи имеет вид:

Для решения задачи синтеза необходимо найти параметра регулятора, при которых реальный выходной сигнал, являющийся реакцией на единичное ступенчатое воздействие, будет близок к заданному эталонному сигналу.

В качестве эталонного выходного сигнала используем следующий сигнал:

,

Коэффициент находим по следующей формуле:

Найдем параметры регулятора методом квадратичной аппроксимации.

Рабочая формула метода имеет вид:

Где,

градиент функции.

матрица Гессе функции

находим с помощью метода Золотого сечения.

Текст программы находится в приложении 3.

Результат работы программы приведен на рис. 11.

Рис. 11. Пример получения коэффициентов регулятора.

Переходная функция скорректированной системы изображена на рис. 12.

Время управления скорректированной системы исходя из графика примерно равно 2.4с.

Рис. 12. Сравнение эталонной и реальной переходных функций

Вывод

В данной курсовой работе был синтезирован регулятор САУ, найдены его параметры численным методом. Также было решено дифференциальное уравнение неявным численным методом.

Список литературы

1. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 5-ти т.; 2-е изд., перераб. и доп. Т.3: Синтез регуляторов систем автоматического управления / Под редакцией К.А. Пупкова и Н.Д. Егупова. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 616с.; ил.

2. Н.Д. Егупов, Ю.П. Корнюшин, Ю.И. Мышляев. Учебное пособие по выполнению курсового проектирования по дисциплине «Системы аналитических вычислений» для студентов специальности 160403 «Системы управления летательными аппаратами»

Приложение 1

Метод градиентов

function M_Gradientov

clc

% Решим уравнение s^3+7,4*s^2+19*s+10=0

e=10^-4;

s=0;

A1=1;

A2=7.4;

A3=19;

A4=10;

r0=1;

i=0; %количество итераций

while abs(r0)>e

i=i+1;

s0=s;

r0=A1*s^3+A2*s^2+A3*s+A4; %невязка

Ar=(A1+A2+A3)*r0;

AAr=(A1^2+A2^2+A3^3)*r0;

m=r0*AAr/AAr^2;

s=s0-m*Ar;

end

S1=s; % Нашли вешественный корень

Теперь решаем уранение: A1*s^2+(A2+A1*S1)*s+(A3+A2*S1+A1*s^2)=0

% Корни комплексные

D=(A2+A1*S1)^2-4*A1*(A3+A2*S1+A1*s^2);

S2=(-(A2+A1*S1)+sqrt(D))/2*A1;

S3=(-(A2+A1*S1)-sqrt(D))/2*A1;

disp(S1);

disp(S2);

disp(S3);

disp(‘Количество итераций’); disp(i);

Приложение 2

Интерполяционный метод Адамса

function Int_Adams_3

clc

%время переходного процесса

T=10;

%——————%

%матрица А (X’=AX+BY)

A=[0 1 0;

0 0 1;

-10 -19 -7.4];

%матрица B

B=[0 5 10]’;

Y=[0 0 1]’;

k=1;

%начальные условия

X(1,1:3)=[0 0 0];

I=[1 0 0; 0 1 0; 0 0 1];

while(k<=3)

%шаг

if(k==1) h=0.1; end;

if(k==2) h=1; end;

if(k==3) h=0.01; end;

%—————————%

n=1;

F(1,1:3)=(A*(X(1,1:3))’+B.*Y)’;

X(n+1,1:3)=(X(n,1:3)’+h/10*(F(n,1:3))’)’;% Метод Эйлера

n=n+1;

while (n<=T/h)

F(n,1:3)=(A*(X(n,1:3))’+B.*Y)’;

X(n+1,1:3)=(((I-5*h/12*A)^-1)*(X(n,1:3)’+h/12*(5*B.*Y+8*(F(n,1:3))’-(F(n-1,1:3))’)))’;

n=n+1;

end

t=0:h:10;

%k=t/h+1;

i=1;

while(i<=n)

if(k==1) t1=t; x1(i)=X(i,1); Xa1=1-0.9202*exp(-0.6983*t)-0.4636*exp(-3.3508*t).*cos(1.7584*t+4.382)+0.2433*exp(-3.3508*t).*sin(1.7584*t+4.382); end;

if(k==2) t2=t; x2(i)=X(i,1); Xa2=1-0.9202*exp(-0.6983*t)-0.4636*exp(-3.3508*t).*cos(1.7584*t+4.382)+0.2433*exp(-3.3508*t).*sin(1.7584*t+4.382); end;

if(k==3) t3=t; x3(i)=X(i,1); Xa3=1-0.9202*exp(-0.6983*t)-0.4636*exp(-3.3508*t).*cos(1.7584*t+4.382)+0.2433*exp(-3.3508*t).*sin(1.7584*t+4.382);

end;

i=i+1;

end

k=k+1;

end

t=0:0.01:10;

Xa=1-0.9202*exp(-0.6983*t)-0.4636*exp(-3.3508*t).*cos(1.7584*t+4.382)+0.2433*exp(-3.3508*t).*sin(1.7584*t+4.382);

plot(t,Xa,t1,x1,t1,(Xa1-x1),t2,x2,t2,(Xa2-x2),t3,x3,t3,(Xa3-x3)),grid on

Приложение3

Оптимизация методом квадратичной аппроксимации

function minK

%зададим точность и шаг

eps=0.1;

h=0.1;

%определим матрицу K=[Kp,Kd,Ki,Kp2,Kd2]’;

T=4;

K0=[26 6 50 1 0.2]’;

%Найдем J0

J0=Xr5(26, 6, 50, 1 ,0.2,T);

%————————

%Ищем матрицу G

a=Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4),K0(5),T);

g11=(Xr5(K0(1)+2*h,K0(2),K0(3),K0(4),K0(5),T)-2*Xr5(K0(1)+h,K0(2),K0(3),K0(4),K0(5),T)+a)/h^2;

g12=(Xr5(K0(1)+h,K0(2)+h,K0(3),K0(4),K0(5),T)-Xr5(K0(1)+h,K0(2),K0(3),K0(4),K0(5),T)-Xr5(K0(1),K0(2)+h,K0(3),K0(4),K0(5),T)+a)/h^2;

g21=g12;

g13=(Xr5(K0(1)+h,K0(2),K0(3)+h,K0(4),K0(5),T)-Xr5(K0(1)+h,K0(2),K0(3),K0(4),K0(5),T)-Xr5(K0(1),K0(2),K0(3)+h,K0(4),K0(5),T)+a)/h^2;

g31=g13;

g14=(Xr5(K0(1)+h,K0(2),K0(3),K0(4)+h,K0(5),T)-Xr5(K0(1)+h,K0(2),K0(3),K0(4),K0(5),T)-Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4)+h,K0(5),T)+a)/h^2;

g41=g14;

g15=(Xr5(K0(1)+h,K0(2),K0(3),K0(4),K0(5)+h,T)-Xr5(K0(1)+h,K0(2),K0(3),K0(4),K0(5),T)-Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4),K0(5)+h,T)+a)/h^2;

g51=g15;

g22=(Xr5(K0(1),K0(2)+2*h,K0(3),K0(4),K0(5),T)-2*Xr5(K0(1),K0(2)+h,K0(3),K0(4),K0(5),T)+a)/h^2;

g23=(Xr5(K0(1),K0(2)+h,K0(3)+h,K0(4),K0(5),T)-Xr5(K0(1),K0(2)+h,K0(3),K0(4),K0(5),T)-Xr5(K0(1),K0(2),K0(3)+h,K0(4),K0(5),T)+a)/h^2;

g32=g23;

g24=(Xr5(K0(1),K0(2)+h,K0(3),K0(4)+h,K0(5),T)-Xr5(K0(1),K0(2)+h,K0(3),K0(4),K0(5),T)-Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4)+h,K0(5),T)+a)/h^2;

g42=g24;

g25=(Xr5(K0(1),K0(2)+h,K0(3),K0(4),K0(5)+h,T)-Xr5(K0(1),K0(2)+h,K0(3),K0(4),K0(5),T)-Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4),K0(5)+h,T)+a)/h^2;

g52=g25;

g33=(Xr5(K0(1),K0(2),K0(3)+2*h,K0(4),K0(5),T)-2*Xr5(K0(1),K0(2),K0(3)+h,K0(4),K0(5),T)+a)/h^2;

g34=(Xr5(K0(1),K0(2),K0(3)+h,K0(4)+h,K0(5),T)-Xr5(K0(1),K0(2),K0(3)+h,K0(4),K0(5),T)-Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4)+h,K0(5),T)+a)/h^2;

g43=g34;

g35=(Xr5(K0(1),K0(2),K0(3)+h,K0(4),K0(5)+h,T)-Xr5(K0(1),K0(2),K0(3)+h,K0(4),K0(5),T)-Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4),K0(5)+h,T)+a)/h^2;

g53=g35;

g44=(Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4)+2*h,K0(5),T)-2*Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4)+h,K0(5),T)+a)/h^2;

g45=(Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4)+h,K0(5)+h,T)-Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4)+h,K0(5),T)-Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4),K0(5)+h,T)+a)/h^2;

g54=g45;

g55=(Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4),K0(5)+2*h,T)-2*Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4),K0(5)+h,T)+a)/h^2;

G=[g11, g12, g13, g14, g15; g21, g22, g23, g24, g25; g31, g32 ,g33, g34, g35; g41, g42 ,g43, g44, g45; g51, g52 ,g53, g54, g55;];

%G1=G.^-1;

G1=inv(G);

%построим градиент

gr1=(Xr5(K0(1)+h,K0(2),K0(3),K0(4),K0(5), T)-a)/h;

gr2=(Xr5(K0(1),K0(2)+h,K0(3),K0(4),K0(5), T)-a)/h;

gr3=(Xr5(K0(1),K0(2),K0(3)+h,K0(4),K0(5), T)-a)/h;

gr4=(Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4)+h,K0(5), T)-a)/h;

gr5=(Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4),K0(5)+h, T)-a)/h;

grad=[gr1 gr2 gr3 gr4 gr5]’;

L=lambdamin(K0,G1,grad);

K=K0+L*G1*grad;

G10=G1;

grad0=grad;

J=Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4),K(5),T);

% квадратичная аппроксимация: X(i+1)=X(i)-L(i)G^-1(i)GRAD(x(i))

while (J0>J)

J0=J;

%Ищем матрицу G

a=Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4),K(5),T);

g11=(Xr5(K(1)+2*h,K(2),K(3),K(4),K(5),T)-2*Xr5(K(1)+h,K(2),K(3),K(4),K(5),T)+a)/h^2;

g12=(Xr5(K(1)+h,K(2)+h,K(3),K(4),K(5),T)-Xr5(K(1)+h,K(2),K(3),K(4),K(5),T)-Xr5(K(1),K(2)+h,K(3),K(4),K(5),T)+a)/h^2;

g21=g12;

g13=(Xr5(K(1)+h,K(2),K(3)+h,K(4),K(5),T)-Xr5(K(1)+h,K(2),K(3),K(4),K(5),T)-Xr5(K(1),K(2),K(3)+h,K(4),K(5),T)+a)/h^2;

g31=g13;

g14=(Xr5(K(1)+h,K(2),K(3),K(4)+h,K(5),T)-Xr5(K(1)+h,K(2),K(3),K(4),K(5),T)-Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4)+h,K(5),T)+a)/h^2;

g41=g14;

g15=(Xr5(K(1)+h,K(2),K(3),K(4),K(5)+h,T)-Xr5(K(1)+h,K(2),K(3),K(4),K(5),T)-Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4),K(5)+h,T)+a)/h^2;

g51=g15;

g22=(Xr5(K(1),K(2)+2*h,K(3),K(4),K(5),T)-2*Xr5(K(1),K(2)+h,K(3),K(4),K(5),T)+a)/h^2;

g23=(Xr5(K(1),K(2)+h,K(3)+h,K(4),K(5),T)-Xr5(K(1),K(2)+h,K(3),K(4),K(5),T)-Xr5(K(1),K(2),K(3)+h,K(4),K(5),T)+a)/h^2;

g32=g23;

g24=(Xr5(K(1),K(2)+h,K(3),K(4)+h,K(5),T)-Xr5(K(1),K(2)+h,K(3),K(4),K(5),T)-Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4)+h,K(5),T)+a)/h^2;

g42=g24;

g25=(Xr5(K(1),K(2)+h,K(3),K(4),K(5)+h,T)-Xr5(K(1),K(2)+h,K(3),K(4),K(5),T)-Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4),K(5)+h,T)+a)/h^2;

g52=g25;

g33=(Xr5(K(1),K(2),K(3)+2*h,K(4),K(5),T)-2*Xr5(K(1),K(2),K(3)+h,K(4),K(5),T)+a)/h^2;

g34=(Xr5(K(1),K(2),K(3)+h,K(4)+h,K(5),T)-Xr5(K(1),K(2),K(3)+h,K(4),K(5),T)-Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4)+h,K(5),T)+a)/h^2;

g43=g34;

g35=(Xr5(K(1),K(2),K(3)+h,K(4),K(5)+h,T)-Xr5(K(1),K(2),K(3)+h,K(4),K(5),T)-Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4),K(5)+h,T)+a)/h^2;

g53=g35;

g44=(Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4)+2*h,K(5),T)-2*Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4)+h,K(5),T)+a)/h^2;

g45=(Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4)+h,K(5)+h,T)-Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4)+h,K(5),T)-Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4),K(5)+h,T)+a)/h^2;

g54=g45;

g55=(Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4),K(5)+2*h,T)-2*Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4),K(5)+h,T)+a)/h^2;

G=[g11, g12, g13, g14, g15; g21, g22, g23, g24, g25; g31, g32 ,g33, g34, g35; g41, g42 ,g43, g44, g45; g51, g52 ,g53, g54, g55;];

%G1=G.^-1;

G1=inv(G);

%построение градиента

gr1=(Xr5(K(1)+h,K(2),K(3),K(4),K(5), T)-a)/h;

gr2=(Xr5(K(1),K(2)+h,K(3),K(4),K(5), T)-a)/h;

gr3=(Xr5(K(1),K(2),K(3)+h,K(4),K(5), T)-a)/h;

gr4=(Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4)+h,K(5), T)-a)/h;

gr5=(Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4),K(5)+h, T)-a)/h;

grad=[gr1 gr2 gr3 gr4 gr5]’;

if(Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4),K(5),T)>Xr5(K0(1),K0(2),K0(3),K0(4),K0(5),T))

L=lambdamin(K0,G10,grad0);

end

K0=K;

G10=G1;

grad0=grad;

K=K0+L*G1*grad;

J=Xr5(K(1),K(2),K(3),K(4),K(5),T);

end

disp(K0);

disp(J0);

Метод Золотого Сечения

function L=lambdamin(K,G1,grad)

Xzs=(-1+sqrt(5))/2; %золотое сечение

a=0;

b=1;

while (abs(b-a) >0.01)

x1=a+(b-a)*Xzs;

x2=b-(b-a)*Xzs;

F1=K-x1*G1*grad;

F2=K-x2*G1*grad;

if ((x1 < x2)&&(Xr5(F1(1),F1(2),F1(3),F1(4),F1(5),2) <= Xr5(F2(1),F2(2),F2(3),F2(4),F2(5),2)))

b=x2;

end

if ((x1 > x2)&&(Xr5(F1(1),F1(2),F1(3),F1(4),F1(5),2) <= Xr5(F2(1),F2(2),F2(3),F2(4),F2(5),2)))

a=x2;

end

if ((x1 < x2)&&(Xr5(F1(1),F1(2),F1(3),F1(4),F1(5),2) > Xr5(F2(1),F2(2),F2(3),F2(4),F2(5),2)))

a=x1;

end

if ((x1 > x2)&&(Xr5(F1(1),F1(2),F1(3),F1(4),F1(5),2) > Xr5(F2(1),F2(2),F2(3),F2(4),F2(5),2)))

b=x1;

end

end

L=abs((x2-x1)/2);

Построение эталонного и реального выходного сигнала, поиск значения функционала.

function J=Xr5(Kp,Kd,Ki,Kp2,Kd2,t)

%коэффициенты ДУ

a4=1;

a3=(7.4+5*Kd*Kp2+5*Kp*Kd2+10*Kd*Kd2)/(1+5*Kd*Kd2);

a2=(14+5*Kp*Kp2+10*Kp2*Kd+10*Kd2*Kp+5*Ki*Kd2)/(1+5*Kd*Kd2);

a1=(10*Kp*Kp2+10*Ki*Kd2+5*Kp2*Ki)/(1+5*Kd*Kd2);

a0=(10*Ki*Kp2)/(1+5*Kd*Kd2);

b3=5*Kd/(1+5*Kd*Kd2);

b2=(5*Kp+10*Kd)/(1+5*Kd*Kd2);

b1=(10*Kp+5*Ki)/(1+5*Kd*Kd2);

b0=10*Ki/(1+5*Kd*Kd2);

%шаг

h=0.01;

%начальные условия

X(1,1:4)=[0 0 0 0];

%матрица А (X’=AX+BY)

A=[0 1 0 0;

0 0 1 0;

0 0 0 1;

-a0 -a1 -a2 -a3];

%матрица B

B=[b3 b2 b1 b0]’;

Y=[0 0 0 1]’;

n=1;

k=1;

while(k<=10)

F(n,1:4)=(A*(X(n,1:4))’+B.*Y)’;

X(n+1,1:4)=(X(n,1:4)’+h/10*(F(n,1:4))’)’;% Метод Эйлера

n=n+1;

k=k+1;

end

X(2,1:4)=X(n,1:4);

n=2;

I=[1 0 0 0; 0 1 0 0; 0 0 1 0; 0 0 0 1];

while (n<=t/h)

F(n,1:4)=(A*(X(n,1:4))’+B.*Y)’;

X(n+1,1:4)=(((I-5*h/12*A)^-1)*(X(n,1:4)’+h/12*(5*B.*Y+8*(F(n,1:4))’-(F(n-1,1:4))’)))’;

n=n+1;

end

i=1;

while(i<=n)

Xr(i)=X(i,1);

i=i+1;

end

%Найдем J0____________

i=0;

while(i<=t/h)

Xe(i+1)=1-exp((log(0.05)/2)*i*h);

i=i+1;

end

%нашли эталон

J=0;

i=1;

while(i<=t/h)

J=J+(Xr(i)-Xe(i))^2;

i=i+1;

end

%t=0:0.01:t;

%plot(t,Xr,t,Xe),grid on

Реферат: Полимеры в медицине

Полимеры в медицине

Полимеры высокомолекулярные соединения (ВМС), вещества с высокой молекулярной массой (от нескольких тысяч до нескольких миллионов), в которых атомы, соединенные химическими связями, образуют линейные или разветвленные цепи, а также пространственные трехмерные структуры. К полимерам относятся многочисленные природные соединения: белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, крахмал, каучук и другие органические вещества. Большое число ВМС получают синтетическим путем на основе простейших соединений и элементов нефтяного, углехимического, лесохимического и минерального происхождения в результате реакций полимеризации, поликонденсации и химических превращений одних полимеров (природных и синтетических) в другие. Особую группу составляют неорганические полимеры (пластичная сера, силикаты и др.).

В зависимости от строения основной цепи ВМС делятся на линейные, разветвленные и трехмерные (пространственные) структуры. Линейные и разветвленные цепи можно превратить в трехмерные действием химических агентов, света и радиации, а также путем «сшивания» (вулканизации). В качестве примеров можно привести вулканизацию каучука,отвердение фенолформальдегидных, эпоксидных и полиэфирных смол, образование прочных пленок и покрытий из высыхающих масел, природных смол, эпоксидов и др.

Линейные ВМС могут иметь как кристаллическую, так и аморфную (стеклообразную) структуру. Разветвленные и трехмерные полимеры, как правило, являются аморфными. При нагревании они переходят в высокоэластическое состояние подобно каучуку, резине и другим эластомерам. При действии особо высоких температур, окислителей, кислот и щелочей органические и элементоорганические ВМС подвергаются постепенному разложению, образуя газообразные, жидкие и твердые (коксы) соединения.

Физико-механические свойства линейных и разветвленных полимеров во многом связаны с межмолекулярным взаимодействием за счет сил побочных валентностей. Так, например, молекулы целлюлозы взаимодействуют между собой по всей длине молекул, и это явление обеспечивает высокую прочность целлюлозных волокон. А разветвленные молекулы крахмала взаимодействуют лишь отдельными участками, поэтому не способны образовывать прочные волокна. Особенно прочные волокна дают многие синтетические полимеры (полиамиды, полиэфиры, полипропилен и др.), линейные молекулы которых расположены вдоль оси растяжения.

Трехмерные структуры могут лишь временно деформироваться при растяжении, если они имеют сравнительно редкую сетку (подобно резине), а при наличии густой пространственной сетки они бывают упругими или хрупкими в зависимости от строения. ВМС делятся на две большие группы: гомоцепные, если цепь состоит из одинаковых атомов (в том числе карбоцепные, состоящие только из углеродных атомов), и гетероцепные, когда цепь включает атомы разных элементов. Внутри этих групп полимеры подразделяются на классы в соответствии с принятыми в химической науке принципами.

Так, если в основную или боковые цепи входят металлы, сера, фосфор, кремний и др., полимеры относят к элементоорганическим соединениям.

Изучение ВМС началось лишь в XIX в., а принципы их строения были установлены в 20-30-х. гг. XX в. В 1920 г. немецкий ученый Г.Штаудингер, основываясь на теории химического строения органических веществ, высказал гипотезу о «макромолекулярном» строении полимеров и связал с этим их физико-химические свойства (например, вязкость растворов). В дальнейшем разработка этой гипотезы привела к созданию теории строения макромолекул, на основе которой стал производиться синтез все новых и новых классов полимеров с заданными свойствами.

Развитию теории строения полимеров способствовали труды С.В.Лебедева, П.П.Шорыгина, С.С.Медведева, В.А.Каргина, В.В.Коршака, У.Карозерса, П.Флори, Г.Марка и многих других ученых разных стран.

Полимерные материалы делят на три основные группы: пластические массы, каучуки, химические волокна. Они широко применяются во многих областях человеческой деятельности, удовлетворяя потребности различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины, культуры и быта.

Есть два типа химических реакций, приводящих к превращению мономеров в полимеры: поликонденсация и полимеризация. Они отличаются химическим строением мономеров, закономерностями протекания процесса и, как правило, свойствами получаемых продуктов.

Для поликонденсации необходимы мономеры, содержащие в каждой молекуле не менее двух реакционно-способных групп, например гликоли HOROH, аминокислоты H NRCOOH, диизоцианаты OCNRNCO и т.д. Сам ход процесса поликонденсации многостадийный. Одна активная группа одной молекулы мономера реагирует с одной группой другой молекулы образуется димер опять с двумя активными группами. Например, химический синтез полиэфирного волокна лавсана из терефталевой кислоты и этиленгликоля начинается с такой реакции:

HOCH CH OH + HOOC C H COOH > HOCH CH OOC C H COOH + H O

Димер реагирует далее с мономером или с димером, давая тример или тетрамер, и т.д. Иногда при таких процессах выделяются низкомолекулярные продукты (вода, аммиак и т.д.), иногда нет. Прежде выделение побочных низкомолекулярных веществ считали обязательным признаком реакции поликонденсации, но синтез высокомолекулярных соединений полиуретанов показывает, что этот признак совсем не обязательный:

HOCH CH OH + OCN R NCO > HOC H O C N R NCO II I

O H

Если реакцию вести достаточно долго, то теоретически все молекулы, находящиеся в реакционной среде, должны сконденсироваться в одну сверхгигантскую макромолекулу. В действительности так не происходит. Рост молекул прекращается значительно раньше. Причины различные: небольшой избыток одного мономера, наличие примесей, повышение вязкости среды и т.д. Немаловажную роль играет и то, что многие реакции поликонденсации обратимы.

Проходя через стадии ди-, три-, тетрамеров и т.д., молекулярная масса продукта нарастает медленно, и высокомолекулярные соединенияполимерыобычно образуются лишь к концу процесса, при общем превращении 95-99% мономеров. Но зато химики могут приостановить процесс на промежуточной стадии и сформовать изделие сначала из легкоплавких олигомеров, а затем довести реакцию поликонденсации до конца и получить прочный, теплостойкий и нерастворимый продукт (особенно если в синтезе участвуют мономеры с тремя и более функциональными группами). Эта особенность поликонденсации широко используется в промышленности, например при синтезе и формовании пенополиуретанов, фенолформальдегидных смол и других материалов, на основе которых получают пластические массы, и т.п.

Характерные особенности полимеризации в том, что прежде всего вступают в нее только мономеры, содержащие в молекуле двойную связь C=C, C=N или C=O, тройную связь либо циклическую группировку, способную раскрываться. Для того чтобы мономер вступил в реакцию полимеризации, к нему надо добавить (или создать в его среде) инициирующий активный центр: свободный радикал, активный ион или активный координационный комплекс. И наконец, еще одна специфическая особенность реакций полимеризации состоит в том, что присоединение молекул мономера к активному центру происходит медленнее, чем последующее наращивание полимерной цепи присоединением молекул мономера друг к другу.

В результате после введения активных центров в массу мономера, прервав реакцию в любой момент,можно найти там большее или меньшее количество непрореагировавшего мономера и какое-то количество высокомолекулярного полимера. Выделить из такой смеси ди-, три-, тетрамеры и прочие промежуточные продукты полимеризации обычно невозможно их нет. Такие процессы называются цепными реакциями.

Хотя впервые полимеризация была описана еще в XIX в. как побочный процесс смолообразования при выделении некоторых органических веществ (стирола, формальдегида и др.), теоретическое объяснение ее механизма стало возможно лишь в 30-х. гг. нашего столетия, на основе созданной советским академиком Н.Н.Семеновым и английским ученым С.Хиншелвудом теории цепных процессов.

Есть и еще одно отличие полимеризации от поликонденсации: обычно полимеризационным путем получают полимеры из мономеров, содержащих лишь одну реакционноспособную группу: одну С=С связь, одну С=О группу и т.д. Типичные примеры химические синтезы полиэтилена и полиформальдегида:

A + nH C = CH > A /CH CH -/n…,

A + nH C = O > A / CH O -/n…,

где А инициирующий активный центр, а n число мономерных звеньев, образующих макромолекулу (обычно превышает несколько тысяч).

Для каждого мономера химикам приходится подбирать специальные инициирующие активные агенты: перекисные соединения, окислительновосстановительные катализаторы и т.д.; определять условия проведения процесса: в массе мономера, в растворе, в эмульсии, в газовой фазе,в монокристаллах и т.д. При этом концентрации инициирующих веществ обычно ничтожно малы сотые доли процента, а условия могут очень резко отличаться друг от друга от глубокого вакуума до давления в тысячи атмосфер, от температуры жидкого гелия 272,1 С (твердофазная полимеризация формальдегида) до +200-300 С (полимеризация этилена при высоком давлении) и т.д.

Сейчас синтетические полимеры, выпускаемые в мире, примерно на 75% состоят из продуктов полимеризации. Применяются они в строительстве и радиоэлектронике, машиностроении и производстве бытовых изделий.

В медицине применяются изготовленные из синтетических полимеров искусственные суставы, сосуды и т.п.,полностью заменяющие настоящие.Часто они изготавливаются из материалов на основе ВМС (полимеров) пластмасс. При нагревании им можно придавать различную форму. На этом свойстве основано производство разнообразных изделий из них. Как правило, пластмасса смесь нескольких веществ; полимер лишь одно из них, но самое важное. Он связывает остальные компоненты в единую, более или менее однородную массу, поэтому полимер часто называют связующим.

Первоначально пластмассы получали на основе природных полимеров производных целлюлозы, каучука, молочного белка казеина и др.; потом в качестве связующих стали применять и синтетические полимеры фенолформальдегидные смолы, полиакрилаты, полиэфиры и др. Общее для всех пластмасс то, что во время формирования изделий их полимеросвязующее находится в вязкотекучем состоянии, а при эксплуатации в стеклообразном или кристаллическом.

На начальных стадиях формования изделия из пластмассы молекулы полимера практически всегда имеют линейную или разветвленную структуру. Если эта структура сохраняется и после формования, пластмасса может многократно при нагревании возвращаться в вязкотекучее состояние. Материалы, обладающие этим свойством, называют термопластичными (термопластами). К их числу относятся такие известные пластики, как полиэтилен, полистирол, полиамиды и поликарбонаты.

Если же в процессе формования изделия происходит сшивка макромолекул и полимер, твердея, приобретает сетчатое строение, то такую пластмассу уже нельзя возвратить в вязкотекучее состояние нагреванием или растворением. Эти пластмассы называются термореактивными (реактопластами). Среди них пластики на основе фенолформальдегидных, алкидных, эпоксидных смол.

Изделия из пластмасс очень легкие (имеют малую плотность), большинство пластмасс почти не проводят электрического тока и тепла, многие устойчивы к коррозии в агрессивных средах, некоторые не теряют своих прочностных свойств даже при значительном изменении температуры.Из пластических масс можно получать при помощи формования изделия разнообразной конфигурации, заменять ими металлические детали. Поэтому пластмассы находят очень широкое применение во многих областях человеческой деятельности.

Большое значение в наши дни приобрели кремнийорганические соединения, прежде всего полимерные. Это теплостойкий и морозоустойчивый силиконовый каучук, чрезвычайно важные для электротехники изоляторы кремнийорганические лаки. Даже в бытовой химии кремнийорганические соединения широко используются: обработанная ими одежда меньше загрязняется и мнется. Кремний (лат. Silicium) химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; атомный номер 14, атомная масса 28,086.

Как самостоятельный химический элемент кремний был открыт в 1825 году шведским химиком и минералогом Й.Берцелиусом.

Нагревая фторосиликат с калием, он восстановил кремний из этого соединения:

K SiF + 4K = 6KF + Si

Ж.Л.Гей-Люссак и Л.Ж.Тенар получили кремний за 12 лет до Берцелиуса, но очень нечистый. В 1834 году русский химик Г.И.Гесс дал новому элементу русское название,оставшееся неизменным до наших дней,»кремний» (от древнегреческого «кремнос»-«утес»,»скала»). От кремния (по-латыни «силекс») идет и латинское название этого элемента.

Кремний второй по распространенности элемент после кислорода (29,5% от массы земной коры), один из главных элементов неживой природы. Его соединениясиликаты и алюмосиликатысоставляют 75% земной коры. В природе кремний встречается лишь в виде соединений, и почти всегда наряду с кремнием в их составе есть и кислород, а его оксид (IV) SiO важнейшее природное неорганическое соединение.

Кристаллический кремний построен из кристаллов того же типа, что и алмаз. Это вещество серо-стального цвета, с металлическим блеском (плотность 2,33 г/см , Тпл= 1417 С, Ткип= =2600 С). Мелкокристаллический кремний имеет бурую окраску.

Химическая активность кремния невысока. При комнатной температуре он соединяется только со фтором, при нагревании с кислородом, галогенами, серой, при высокой температуресо многими металлами.

Чистый кремний стал одним из самых важных полупроводниковых материалов.

Из оксида кремния (IV)чистого пескавыплавляют кварцевое стекло для сложных оптических устройств, для изготовления лабораторной посуды и осветительных приборов.

Еще одним химическим элементом,с которым человек сталкивается каждый день, а точнее каждое утро, является фтор. При недостатке фтора в организме человека развивается кариес зубов. Поэтому многие зубные пасты содержат фтор.

Фтор (лат. Fluorum)химический элемент VII группы периодической системы Менделеева; атомный номер 9, атомная масса 18,998; относится к семейству галогенов.

О существовании элемента, который впоследствии был назван фтором (от греческого «фторос» разрушение, гибель), догадывались многие химики конца XVIIIначала XIX в.,но получить его в чистом виде из-за его необычной активности долго не удавалось. В истории фтора немало трагических страниц: многие ученые, которые изучали соединения фтора, теряли здоровье и даже гибли, потому что фтор и его соединения чрезвычайно ядовиты.

Одно из самых интересных соединений фтора плавиковая кислота HF была получена в 1771 г. шведским химиком К.Шееле. Постепенно крепло убеждение, что в веществе, открытом Шееле, содержится новый элемент, похожий на хлор. Но прошло более ста лет, прежде чем химики выделили наконец этот элемент. Произошло это в 1886 г. Первооткрывателем свободного фтора стал французский химик А.Муассан. Чтобы получить фтор, Муассан подверг электролизу охлажденный до -23 С безводный фтороводород и собрал на аноде несколько пузырьков желтого газа. Электроды в приборе Муассана были сделаны из химически стойкого платиноиридиевого сплава, но и его разрушал агрессивный газ.

Муассан должен был подтвердить свое открытие, получив фтор в присутствии комиссии, присланной Парижской Академией наук. Он очистил фтороводород со всей тщательностью, установил новые электроды, включил ток и ничего не получил. Оказалось, что помешала опыту слишком тщательная очистка исходного вещества: электролиз происходил лишь в присутствии гидродифторида калия KHF .

Спустя 20 лет за это открытие Муассан был удостоен Нобелевской премии по химии. Электролиз и поныне остается единственным способом получения фтора.

Фтор распространен в природе довольно широко. Его содержание в земной коре 6,25 * 10 % от общей массы. Свободный фтор в природе фактически не встречается. Основной его минерал флюорит, или плавиковый шпат CaF ; фтор входит также в состав фосфоритов, фторапатита 3 Ca (PO ) *CaF ,криолита Na AlF .

Фтор элемент , расположенный в таблице Менделеева » на полюсе» неметаллических свойств. Это самый активный , самый реакционноспособный окислитель. Даже кислород окисляется фтором. Химическая активность фтора такова, что инертные газы ( криптон, ксенон, радон), долгое время считавшиеся не способными к какимлибо химическим реакциям, вступают в соединения с ним.

Чрезвычайная реакционная способность фтора объясняется особенностями строения его атома. Как и у других галогенов, на внешней оболочке атома фтора 7 электронов: для создания устойчивой электронной конфигурации октета не хватает лишь одного. И этот электрон атом фтора «отбирает» у любых веществ, даже у кислорода, других галогенов.У них, как и у фтора, по 7 электронов на последней оболочке, но расположена она дальше от ядра, и от того ядро слабее притягивает валентные электроны. Поэтому и иод, и бром, и даже хлор иногда могут проявлять положительную степень окисления, а фтор очень редко.

Фтор реагирует почти со всеми простыми веществами, кроме гелия, аргона, неона, азота и углерода (в виде алмаза). В результате многих реакций с участием фтора выделяется большое количество тепла, а некоторые из этих реакций имеют характер взрыва.

Многие фторосодержащие вещества очень важны для современной науки и техники. Например, фтороводород (плавиковая кислота его водный раствор) широко применяется в авиационной, химической, целлюлозно-бумажной промышленности, при производстве стекла и некоторых металлов.

Плавиковый шпат СaF (флюорит)одна из важнейших солей плавиковой кислоты.Поскольку это достаточно распространенный минерал, его используют для получения HF и искусственного криолита двойного фторида натрия и алюминия 3NaF*AlF . Криолит незаменим в производстве алюминия.

Для атомной энергетики важны соединения фтора с другими галогенами:ClF , BrF, BrF .С помощью этих соединений получают гексафторид урана UF единственное летучее соединение урана (температура возгонки всего 56,5 С ). Изотопы урана разделяют, превратив урановые концентраты в летучий гексафторид.

Фтор вступает в реакции и с органическими веществами.

Правда, на практике для таких реакций обычно используют не сам фтор, а его неорганические соединения.Из органических фторосодержащих соединений наибольшее значение приобрели фреоны, получающиеся из углеводородов при замене в их молекулах водородных атомов на фтор и хлор. Фреоны работают в холодильниках, в установках для кондиционирования воздуха. В домашних холодильниках охлаждение обычно достигается испарением в замкнутом пространстве холодильного агрегата одного из таких соединений фреона-12 CF Cl .

Очень важно еще одно фторосодержащее органическое соединение тетрафторэтилен C F . При полимеризации этого вещества образуется отличающийся чрезвычайной химической стойкостью фторопласт-4, или тефлон, впервые полученный в 1938 г. Царская водка смесь концентрированных соляной и азотной кислот в пропорции 3:1 растворяет почти все металлы, в том числе золото и платину. А на фторпласт-4 она практически не действует. За необычайную химическую стойкость это белое легкое вещество иногда называют пластмассовой платиной.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://study.online.ks.ua/

Курсовая работа: Развитие кейнсианской теории в XX веке

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

кафедра Финансы и Кредит

Курсовая работа на тему

РАЗВИТИЕ КЕЙНСИАНСКОЙ ТЕОРИИ В XX ВЕКЕ

Выполнила:

студентка группы ФКУ

Сахно Юлия Викторовна

Принял:

доцент Белинский

Анатолий Федорович

Севастополь 2008г.

Введение.

Глава 1 Экономическая теория Джона Мейнарда Кейнса (1883 — 1946)

1.1 Общая концепция теории

1.2 Основные положения «Общей теории занятости, процента и денег»

1.2.1 Идея «денежной экономики»

1.2.2 Принцип эффективного спроса

1.2.3 Теория потребления

1.2.4 Концепция мультипликатора инвестиций

1.2.5 Теория инвестиций

1.2.6 Теория процентая и денег

1.2.7 Основы теории деловых циклов

1.2.8 Взгляд Дж. М. Кейнса на проблему инфляции

1.2.9 Причины безработицы по Кейнсу

Глава 2 Становление кейнсианства как теоретической доктрины

Глава 3 Особенности развития нео- и посткейнсианской теории

3.1 Неокейнсианство

3.2 Посткейнсианство

Глава 4 Кейнсианская теория и практика государственного регулирования во второй половине XX века

Заключение

Список использованной литературы.

Введение.

В наше время цикличность экономики никого не удивляет: периоды подъема сменяются каждый раз спадом и обострением всех социальных и экономических проблем. Но мировой экономический кризис 1929-1933 гг., обрушившийся с колоссальной силой на развитые и неразвитые в промышленном отношении страны, и обнаружил неспособность главенствующей в то время неоклассической теории предложить способы вывода экономики из этого глубокого кризиса.

И поскольку «сила» неоклассической теории конца ХIХ — начала ХХ в. распространялась главным образом на микроэкономический анализ в условиях нетипичного кризиса стал необходим еще и иной — макроэкономический анализ, к которому обратился один из величайших экономистов ХХ столетия английский ученый Дж.М.Кейнс.

В 1936 году была опубликована книга Джона Мейнарда Кейнса (1883-1846) «Общая теория занятости, процента и денег». Принято считать, что именно эта книга знаменовала собой начало так называемой «Кейнсианской революции», которая является одним из наиболее значимых событий в истории экономического анализа за последние два века.

Кейнсианскую революцию можно трактовать различным образом. С одной стороны, эта революция состояла в обеспечении обособления в самостоятельную дисциплину целой ветви экономической науки — макроэкономики. Конечно, и классики, и неоклассики имели свои представления о макрофункционировании рыночного хозяйства. При этом изучение макроэкономических вопросов осуществлялось как бы «между прочим», без выделения этих вопросов в качестве самостоятельного объекта рассмотрения. Благодаря Кейнсианской революции анализ макроэкономических проблем стал осуществляться независимо от исследований аспектов ценности, конкуренции, поведения потребителя и т.д.

С другой стороны, Кейнсианская революция была реакцией на недостатки неоклассического подхода к анализу экономической жизни. То, что зарождалось в ходе Кейнсианской революции, должно было стать как методологической, так и теоретической альтернативой неоклассической школе. Во-первых, макроэкономические функции, выведенные Дж. М. Кейнсом как правило, базировались на привычках, эмоциях, закономерностях группового поведения. Во-вторых, творцы Кейнсианской революции внесли фундаментальные изменения в собственно экономическую теорию, сделав принципиально новый анализ макроэкономических взаимосвязей. Этот новый анализ оказался возможным благодаря отказу от закона Сэ, в соответствии с которым нормальным состоянием рыночной экономики является полная занятость. Мировой экономический кризис конца 1920 — 1930-х годов и особенно Великая депрессия 1929 — 1933 годов эмпирически доказали несостоятельность данного подхода и, вероятно, оказались главной исторической причиной возникновения кейнсианской теории.

В ходе ее осуществления было сделано выдвижение на первый план элементов совокупного спроса, особенно инвестиций в основной капитал. В результате удалось продемонстрировать, что рыночная экономика является внутренне нестабильной, а ее нормальным состоянием является вынужденная безработица. Поэтому возникает необходимость в активном вмешательстве государства в макроэкономическое функционирование рыночного хозяйства.

Вследствие Кейнсианской революции в экономической теории образовался гигантский разрыв между неоклассической микроэкономикой и кейнсианской макроэкономикой, построенных на различных методологических предпосылках, содержавших разные и несопоставимые объекты исследования и теории, дававшие почти противоположные оценки характеру функционирования рыночной экономики и приводившие к разным выводам относительно желательности вмешательства государства в экономику. В результате дальнейшее развитие «макроэкономики после Дж. М. Кейнса» пошло двумя путями.

С одной стороны, большинство макроэкономистов стали пытаться вписать кейнисанскую макроэкономику в неоклассические стандарты современной экономической науки. Так, эволюция традиционного кейнсианства трансформировалась в кейнсианско-неоклассический синтез, где теория Дж. М. Кейнса была проинтерпретирована как особый, частный случай неоклассической теории. Позднее сами представители неоклассической традиции отвергли кейнсианский подход неоклассического синтеза и выработали собственную макроэкономику. В результате появились такие школы, как монетаризм и новая классическая. В ответ на это некоторые кейнсианцы создали новую интерпретацию учения Дж. М. Кейнса, впрочем, весьма далекую от того, что он сам имел в виду; так возникло неокейнсианство.

С другой стороны, некоторые экономисты попытались развить оригинальное учение Дж. М. Кейнса и более резко противопоставить свой подход неоклассической теории, а заодно и кейнсианской теории в виде кейнсианско-неоклассического синтеза. Созданная этими экономистами школа получила название «посткейнсианство». Посткейнсианство на сегодня представляет собой единственную значимую теоретическую альтернативу в макроэкономическом анализе как неокейнсианству, так и школам представителей неоклассической традиции — монетаризму и новой классике.

Целью данной работы является изучение и анализ кейнсианской концепции экономического развития, поэтому обратимся к теории того, кто непосредственно считается основателем макроэкономики как самостоятельной научной дисциплины.

Глава 1 Экономическая теория Джона Мейнарда Кейнса (1883 — 1946)

1.1 Общая концепция теории

Великие классики прошлого не различали микро- и макроэкономические аспекты экономики. Микроэкономический анализ был создан неоклассической экономикой, создание основ краткосрочного макроэкономического анализа выпало на долю Кейнса.

Теорию Кейнса можно назвать «кризисной», так как, по сути, он рассматривает экономику в состоянии депрессии. По его теории, государство должно активно вмешиваться в экономику по причине отсутствия у свободного рынка механизмов, которые по-настоящему обеспечивали бы выход экономики из кризиса. Кейнс считал, что государство должно воздействовать на рынок в целях увеличения спроса, так как причина капиталистических кризисов — перепроизводство товаров.

Он предлагал несколько инструментов.

Это гибкая кредитно-денежная политика, стабильная бюджетно-финансовая политика и др. Гибкая кредитно-денежная политика позволяет перешагнуть через один из серьезнейших барьеров — неэластичность заработной платы. Это достигается, считал Кейнс, путем изменения количества денег в обращении. При увеличении денежной массы реальная зарплата уменьшится, что будет стимулировать нвестиционный спрос и рост занятости. С помощью бюджетно-финансовой политики, Кейнс рекомендовал государству увеличить налоговые ставки и за счет этих средств финансировать нерентабельные предприятия. Это не только уменьшит безработицу, но и снимет социальную напряженность.

Главными чертами кейнсианской модели регулирования являются:

доля национального дохода высока и перераспределяется через госбюджет;

создается обширная зона государственного предпринимательства на основе образования государственных и смешанных предприятий;

широко используются бюджетно-финансовые и кредитно-финансовые регуляторы для стабилизации экономической конъюнктуры, сглаживания циклических колебаний, поддержания высоких темпов роста и высокого уровня занятости.

Теория Дж.М.Кейнса на самом деле весьма прагматична, тесно связана с истолкованием задач государственной политики и в этом смысле знаменует собой методологический поворот от социально нейтральной экономики к традициям политической экономии.

1.2 Основные положения «Общей теории занятости, процента и денег»

Советы и рекомендации английского экономиста Кейнса уже нашли широкое применение на практике, в экономических программах, акциях экономической политики. Кейнсианские рецепты применялись в основном в Англии и США, но были и другие страны Запада, воспользовавшиеся ими. Идеи основной работы Дж.М.Кейнса рассмотрим более детально, опираясь на его труд «Общая теория занятости процента и денег» [«The General Theory of Employment, Interest and Money»] (1936) и некоторые статьи.

1.2.1 Идея «денежной экономики»

Основой подхода Дж. М. Кейнса к экономическому анализу является идея «денежной экономики», которая была письменно изложена в малоизвестной статье в 1933 году .Излагая данную идею, Дж. М. Кейнс резко противопоставил себя и классикам, и неоклассикам (причем он называл «классиками» и тех, и других) в выделении сущности и роли денег. По его мнению, объектом исследований «классиков» была «реальная обменная экономика» [real exchange economy]. Это экономика, в которой деньги используются только как нейтральное звено в сделках с реальными предметами и реальными активами и не воздействуют на мотивы и решения хозяйствующих субъектов. В такой экономике деньги выступают только в качестве единицы счета и средства обмена, не являясь активом длительного пользования и не выполняя функцию средства сохранения ценности, будучи лишь некоторым удобством. Особенность подхода «классиков» заключалась в том, что закономерности «реальной обменной экономики» переносились ими на современное им рыночное хозяйство. Дж. М. Кейнс полагал, что такое перенесение необоснованно и указал, что более важно анализировать иной тип хозяйства, названный им «денежной экономикой» [monetary economy]. В такой экономике деньги представляют собой актив длительного пользования и используются в качестве средства сохранения ценности. Кейнс считал, что деньги играют самостоятельную роль. Только в «денежной экономике» возможны деловые циклы, связанные с колебаниями спроса на деньги как на самый ликвидный актив длительного пользования.

К сожалению, Дж. М. Кейнс не развил идею «денежной экономики» в стройную концепцию. Данное обстоятельство, а также ее отсутствия в «Общей теории» обусловили игнорирование данное идеи в работах ближайших последователей Дж. М. Кейнса — представителей традиционного кейнсианства. Важность идеи «денежной экономики» состоит в том, что она стала теоретическим фундаментом посткейнсианства, адепты которого сумели успешно развить эту идею.

1.2.2 Принцип эффективного спроса

Отправным пунктом макроэкономического анализа Дж. М. Кейнса является принцип эффективного спроса. Эффективный спрос, по Дж. М. Кейнсу, — это просто фактический совокупный спрос на блага, при котором совокупный спрос равен совокупному предложению. Принцип эффективного спроса заключается в том, что реальный национальный доход определяется эффективным спросом, и при этом последний может быть меньше, чем необходимо для обеспечения полной занятости. Следовательно, ресурсы общества могут использоваться не полностью. Таким образом, Дж. М. Кейнс сформулировал основную задачу своего экономического анализа: определение факторов, влияющих на объем использования, т.е. занятости, ресурсов, имеющихся в экономике.

Для определения причин неполной занятости (вынужденной безработицы) необходимо детально исследовать факторы, влияющие на компоненты совокупного спроса. В рыночной экономике без государственного макроэкономического вмешательства и внешней торговли совокупный спрос состоит из потребления и инвестиций. Следовательно, надо проанализировать факторы, от которых они зависят.

1.2.3 Теория потребления

Естественно, что с ростом доходов растет и спрос, увели­чиваются расходы на потребление. Но это не означает, что расходы увеличиваются в той же самой пропорции, на ту же самую сумму. Возражая классикам, Кейнс писал об ошибоч­ности утверждения, что «вся стоимость продукции должна быть израсходована прямо или косвенно на покупку продуктов». Потребление, наряду со сбережениями, представляет собой способ использования национального дохода. Поэтому функция потребления записывается как

C = C(Y). В основе предложенной Дж. М, Кейнсом теории лежит так называемый «основной психологический закон», согласно которому расходы растут не в той степени, в какой увеличиваются до­ходы. Этот закон был сформулирован Дж. М. Кейнсом априорно (на основе его наблюдений за особенностями группового поведения людей), без выведения на основе какой-либо оптимизационной модели. В формальном виде данный закон описывается следующим образом:

0 < DC/DY < 1, (1.2.1)

где DC/DY = MPC так называемая предельная склонность к потреблению.

Отсюда следует, что с расширением дохода увеличивается разрыв между Y и С; следовательно, для того, чтобы возросший доход не сократился, необходимо заполнить этот разрыв другим компонентом совокупного спроса — инвестициями.

Часть денег, получаемые в виде дохода, откладывается в виде сбережений. Поэтому совокупные расходы представляют лишь одну часть совокупного дохода, другая его часть – сбережения.

Изображенная на рисунке 1.2.1 простая функциональная связь представляет одно из исходных положений кейнсианской теории.

Развитие кейнсианской теории в XX веке

Рисунок 1.2.1 Схематическое изображение концепции Кейнса

По Кейнсу, доход является основным фактором, определя­ющим потребление. Он считает, что размеры сбережений – это остаток, образуемый в виде разницы между размером дохода и уровнем потребления. Идея «основного психологического закона» позволила Дж. М. Кейнсу сформулировать концепцию мультипликатора инвестиций, рассматриваемую в следующем подразделе.

1.2.4 Концепция мультипликатора инвестиций

Кейнс придаёт большое значение роли инвестиций в экономике. По Кейнсу, объём национального дохода, а следовательно, и совокупного спроса находится в определённой количественной зависимости от общего объёма инвестиций. Эту количественную связь Кейнс выражает в теории мультипликатора дохода. Действительно, рост инвестиций является важным условием увеличения национального дохода, но на его объём он влияет не прямо, а косвенно, через увеличение объёма функционирующих средств производства и рабочей силы.

Концепция мультипликатора была заимствована Дж. М. Кейнсом у английского экономиста Р. Ф. Кана, который в 1931 году выдвинул идею «мультипликатора занятости», показывавшего связи между увеличением расходов на проведение общественных работ и снижением безработицы. Дж. М. Кейнс вместо занятости в качестве зависимой переменной стал рассматривать национальный доход.

Если совокупный спрос состоит только из потребления и инвестиций, и при этом весь объем потребления определяется исключительно доходом, то тогда условие макроэкономического равновесия будет выглядеть следующим образом:

Y = MPC * Y + I. (1.2.2)

После перенесения первого слагаемого правой части уравнения в левую часть и небольших преобразований получим:

Y = I/(1-MPC ). (1.2.3)

1/(1- MPC ) = m (1.2.4)

Показатель m как раз и является мультипликатором инвестиций. Он показывает, во сколько раз изменится доход при изменении на заданную величину инвестиций. Поскольку MPC < 1, то мультипликатор инвестиций больше единицы, а следовательно, изменения инвестиций порождают многократные изменения национального дохода. Эффект мультипликатора действует в обоих направлениях, умножая как рост, так и падение инвестиций. Простой мультипликатор равен обратной величине предельной склонности к сбережению 1/MSP (где MSP – предельная склонность к сбережению), что также равно 1/(1 – MPC ).

Например, увеличение сбережений на 1 доллар уменьшает национальный доход на m долларов, и увеличение инвестиций на 1 доллар увеличивает его на m долларов. И наоборот, уменьшение накоплений на 1 доллар, увеличивает национальный доход на m единиц, а уменьшение инвестиций на 1 доллар уменьшает его на m единиц.

При этом увеличение предельной склонности к сбережению — являющейся разностью между единицей и предельной склонностью к потреблению, т.е. знаменателем мультипликатора — приводит к уменьшению мультипликатора инвестиций и, при прочих равных условиях, к снижению уровня национального дохода. Феномен влияния роста сбережений на уменьшение дохода получил название «парадокса бережливости».

Концепция мультипликатора инвестиций важна прежде всего потому, что служит одним из способов объяснения нестабильности рыночной экономики. Например, небольшое сокращение объема инвестиций способно вызвать глубокий спад производства и массовую безработицу. Здесь видна та важнейшая макроэкономическая роль, которую в рыночном хозяйстве играют инвестиции. При этом в теории Дж. М. Кейнса, именно инвестиции определяют сбережения, а не наоборот; причинно-следственная цепочка выглядит здесь следующим образом: I ® Y ® S, где S – сбережения.

1.2.5 Теория инвестиций

Согласно предложенной Дж. М. Кейнсом теории инвестиций, на их объем влияют два фактора.

а) Ожидаемая доходность инвестиций. Этот показатель является психологической переменной, связанной с ожиданиями.

По Дж. М. Кейнсу, инвестиции осуществляются в условиях неопределенности, поэтому их ожидаемую доходность — предельную эффективность капитала — невозможно заранее вычислить, даже используя методы теории вероятности. Значение предельной эффективности капитала управляется не оптимизационными расчетами, а «спонтанным оптимизмом» предпринимателей, тем, что Дж. М. Кейнс назвал «жизнерадостностью». Последнее понятие отражает «спонтанно возникающую решимость действовать», «врожденную жажду деятельности».

б) Ставка процента. Она устанавливает нижний предел требуемой доходности инвестиций. Те инвестиции, которые приносят предельную эффективность капитала, меньшую, чем ставка процента, или равную ей, не будут осуществляться.

Отсюда следует, что даже при низкой ставке процента инвестиционная активность может быть чрезвычайно слабой ввиду пессимистичности ожиданий предпринимателей, т.е. вследствие низкой степени их «жизнерадостности». Кейнс размышляет в своем труде: «…когда жизнерадостность затухает, оптимизм поколеблен и нам не остается ничего другого, как полагаться на один только математический расчет, предпринимательство хиреет и испускает дух…». Таким образом, всего лишь одно пессимистичное восприятие людьми будущего способно породить спад в рыночном хозяйстве.

Если же предельная эффективность капитала почти не зависит от текущих экономических переменных, то про ставку процента этого сказать ни в коем случае нельзя. Необходимо выявить факторы, влияющие на ее фактическое значение.

1.2.6 Теория процента и денег

Дж. М. Кейнс дает толкование процента, фундаментальное отличающееся от неоклассического. В рамках последнего процентная ставка определялась взаимодействием сбережений и инвестиций. По Дж. М. Кейнсу, процент — это исключительно денежный феномен, связанный с функционированием денег в качестве самого ликвидного актива длительного пользования в экономике.

Конкретнее говоря, процент — это плата за отказ от ликвидности; а равновесное значение процентной ставки определяется из взаимодействия между предложением денег и тем, что Дж. М. Кейнсом было назван «предпочтением ликвидности». Последний термин трактуется как спрос на деньги либо как та часть спроса на деньги, которая связана с функционированием рынка ценных бумаг (спекулятивный мотив).

Предложение денег определяется Центральным банком Что же касается спроса на деньги, то его можно подразделить на несколько видов или «мотивов».

а) Трансакционный мотив отражает использование денег для совершения сделок. Хранение денег осуществляется для заполнения разрывов между денежными поступлениями и платежами.

б) Мотив предосторожности отражает необходимость обеспечения денежных резервов для защиты себя от различных случайностей, требующих внезапных расходов; сюда же относится стремление сохранить имущество в виде денег для последующего покрытия финансовых обязательств. Этот мотив связан с тем фактом, что деньги представляют собой самый ликвидный актив длительного пользования.

Степень значимости мотива предосторожности зависит от развитости рынка ценных бумаг. Появление и эволюция рынка ценных бумаг приводит к понижению роли этого мотива, поскольку у денег возникает близкий заменитель — высоколиквидные и доходные финансовые активы. Но зато с развитием финансового рынка увеличивается значение еще одного мотива спроса на деньги.

в) Спекулятивный мотив связан с прогнозом будущей ставка процента на рынке ценных бумаг. Но теоретически возможна ситуация, при которой фактическая ставка процента упадет до столь низкого значения, что все без исключения участники финансового рынка будут ожидать в будущем ее роста. Тогда в экономике возникнет ситуация, названная Дж. М. Кейнсом «абсолютным предпочтением ликвидности», а его ближайшими последователями в рамках традиционного кейнсианства — «ликвидной ловушки».

Мотив предосторожности и спекулятивный мотив важны потому, что порождают нестабильность спроса на деньги. Вследствие этой нестабильности нарушается тесная связь между денежной массой и уровнем цен.

Тем не менее, значимость процента как денежного феномена остается актуальной. По мнению Дж. М. Кейнса ставка процента может в долгосрочной перспективе стать фактором, затормаживающим экономическое развитие.

1.2.7 Основы теории деловых циклов

Главная причина циклов, по Дж. М. Кейнсу, — колебания предельной эффективности капитала, приводящие к колебанию инвестиций. В циклы также вносят вклад колебания предпочтения ликвидности и эффект мультипликатора. Одна из основных особенностей циклов, согласно подходу Дж. М. Кейнса, их внутренняя присущность рыночному хозяйству. Оно функционирует циклически даже без каких-либо внешних шоков типа войн или государственной политики. В этом аспекте Дж. М. Кейнс также сильно расходился с «классиками».

1.2.8 Взгляд Дж. М. Кейнса на проблему инфляции

Всякое правительство, говорит Кейнс, мо­жет существовать долгое время, печатая бумажные деньги. Это такая форма налогового обложения, уклониться от которой труднее всего. Кейнс приводит следующий пример.

Допустим, что в обращении на­ходится 9 млн. бумажных знаков, и что в своей совокупности они представляют ценность в 36 млн. золотых долларов. Пусть правительство выпустило 3 млн. бумажек, тогда их общая сумма равна 12 млн. В первом случае каждая бумажка имеет ценность 4 дол., во вто­ром 3 дол. В результате 9 млн. первоначальных бумажек имеет цен­ность 27 млн. дол. вместо 36 млн. Таким путем правительство, отпечатав дополнительно бумажные деньги, приобрело от населения сумму, равную 9 млн. дол. точно так же, как если бы оно взыскало эту сумму налоговым путем. На кого же упал этот налог? Очевидно, на обладате­лей первоначальных 9 млн. бумажных денег, которые обесценились по сравнению с прежними на 25%. Инфляция свелась к налогу в 25% на всех обладателей бумажных денег в меру их наличия у каждого.

Этот процесс можно продолжать и дальше, но ценность денег соответственно падает. Это означает, что количество банкнот, кото­рое должно выпускать правительство, чтобы достигнуть определен­ного результата, должно быть увеличено. Инфляция приходит госу­дарству на помощь и иным путем, облегчая тяжесть лежащих на нем обязательств в денежной форме (уменьшает реальную величину внутреннего государственного долга).

Население начинает защищаться от инфляционного налога. Свой денежный резерв оно переводит в драгоценности и пр. Сокра­щаются траты на домашние расходы. В сделках прибегают к иностранной ва­люте. Сведение денежных ресурсов до минимума приводит к тому, что ежедневная потребность в наличных деньгах начинает покры­ваться кредитом. Поэтому номинальные процентные ставки стреми­тельно растут. При критическом уровне инфляции бумажные день­ги остаются только в мелкой торговле, других функций они выпол­нять уже не могут. Степень обесценения денег начинает обгонять рост бумажного обращения (гиперинфляция). Инфляционный налог становится невозможным. Наступает развал фискальной системы и денежного обращения.

Когда инфляция доведена до этого уровня, то неизбежной ста­новится денежная реформа. Создание устойчивой денежной едини­цы – предпосылка восстановления нормальных источников дохода. «Лучший путь поэтому – это пользование еще в течение некоторого времени плохими деньгами как источником дохода, но вместе с тем немедленное создание стабильной счетной единицы… с ежедневным официальным установлением курса таковой по отношению к плохим деньгам».

Кейнс полагал, что значительная безработица исключает значительную инфляцию. А так же считал исключительно важным поддержание устойчи­вости уровня цен. Для этого уровень денежной заработной платы должен поддерживаться стабильным настолько, насколько это воз­можно. Однако растущие цены предпочтительнее низкой денежной заработной платы. Дефляция хуже инфляции, так как предвидение понижения цен сокращает производство и ухудшает положение производителей.

Кейнса часто обвиняли в том, что он недооценил угрозы инфля­ции. Но в те годы, какие он жил, угроза безработицы была сильнее уг­розы инфляции, чем и оправдывались его взгляды. Когда изменилась экономическая ситуация, стали меняться и его оценки. Так, уже в 1945 г. Кейнс высказался за повышение процентных ставок, опасаясь инфляционного воздействия на совокупный спрос погашения огромных военных займов.

1.2.9 Причины безработицы по Кейнсу

На рисунке 1.2.2 представлена кривая, связывающая уровень безработицы U (в процентах) с уровнем национального дохода Y (в долларах). По Кейнсу равновесный уровень национального дохода Y1, то есть макроэкономическое равновесие, соответствует условию равенства инвестиций I сбережениям S. При этом полная занятость может и не достигаться, либо потому, что «фирмы» не имеют необходимых стимулов для достаточных инвестиций в производство, обеспечивающее полную занятость.

Развитие кейнсианской теории в XX веке

Рисунок 1.2.2 Зависимость уровня безработицы U от национального дохода Y

Повышение уровня инвестиций и снижение уровня накоплений мультипликативно увеличивает национальный доход и снижает уровень безработицы.

Кейнс подверг критике господствовавшее в неоклассической теории положение о добровольном характере безработицы. Он показал, что в реальности существует и вынужденная безработица, порождённая невозможностью получить рабочее место даже при желании работать за меньшую плату. В условиях спада производства, когда не задействована значительная часть трудовых ресурсов, работающие не предъявляют повышенных требований к росту заработной платы, а безработные согласны получить работу по ставкам более низким, чем действующие.

Однако даже снижение заработной платы в условиях спада производства не приведёт к росту занятости. Падение доходов домашних хозяйств сократит их потребительские расходы, а следовательно, и совокупный спрос в экономике. Столкнувшись с сужением рынка товаров и услуг, предприниматели будут вынуждены снизить объемы производства и занятости. Отсюда вытекает вывод Кейнса о том, что в современном мире с его обычаями и институтами целесообразнее проводить политику жесткой денежной заработной платы, чем политику гибкой зарплаты, чутко реагирующей на каждое изменение в объёме безработицы.

Глава 2 Становление кейнсианства как теоретической доктрины

Как остановить спад? Эта проблема достигла апогея, когда в конце 20-х – начале 30-х и США, Западная Европа, прак­тически весь капиталистический мир, переживали «великую депрессию». Кризисное падение производства сопровождалось массовой безработицей. Это был самый глубокий и продолжи­тельный кризис, особенно тяжело поразивший США. Падение производства составило десятки процентов. Официальные по­казатели безработицы в Великобритании не опускались ниже 20%. В Германии они были еще выше. В США без работы оставались 25% и около семи человек из десяти трудоспособных работали, а трое искали работу, стояли в очереди на бирже труда, жили на пособие.

Экономисты не были едины в поисках причин спада. Пред­лагались различные рецепты выхода из экономического кри­зиса. Одни искали объяснение в перенасыщенности спроса, другие, напротив, считали, что спрос упал до чрезмерно низкого уровня. Кто-то видел причину в падении капиталовложении, а кто-то в просчетах системы банковского регулирования.

Правящие круги, бизнесмены, специалисты ломали голову над тем, как вывести экономику из длительной депрессии, пре­одолеть нарастание массовой безработицы. В тот период это была наиболее острая, самая неотложная проблема практики и теории.

Большинство экономистов считали, что безработица вызвана недостаточным потреблением и низким уровнем спроса. В качестве спасительного средства они предлагали использовать общественные работы. Государство должно «запустить экономический двигатель», предоставив людям работу на строительстве дорог и пр. Затрачен­ные деньги, кроме прямого воздействия на уровень занятости, по­служат к созданию других рабочих мест, связанных с производством товаров и услуг для тех, кто уже получил работу. Таким способом экономика сама вытянет себя из застоя.

Эти предложения, однако, не получили поддержки у прави­тельств. Именно в тех условиях появилась книга английского экономиста Джона Мейнарда Кейнса (1883 – 1946) «Общая теория занятости, процента и денег» (1936).

Он окончил Итонский и Кембриджский университеты, полу­чил отличное экономическое и математическое образование. В 1929 году Кейнс стал членом Британской академии наук.

Кейнс был не только ученым, но и функционером: главным представителем Британского казначейства на Парижской мирной конференции во время первой мировой войны, заместителем канц­лера казначейства, членом совета директоров Английского банка, членом правительственного комитета по финансам и промышленно­сти, экономического консультативного совета, разрабатывал основы послевоенных международных финансовых отношений, которые с некоторыми изменениями были приняты Бреттон-Вудской конференцией, состоявшейся в 1944 году, и привели к созданию Международного Валютного Фонда и Международного Банка реконструкции и развития.

Кейнс был также членом попечительского совета Националь­ной галереи, председателем Совета по поддержке музыки и ис­кусств, казначеем Королевского колледжа, возглавлял журналы «Nation» и «New-Statesmen», а также национальное общество по страхованию жизни. Кроме того, он был управляющим инвестицион­ных компаний, организовал балетную труппу «Комарго», по­строил художественный театр в Кембридже. Играя на бирже, нажил около 2 миллионов долларов.

Свою основную работу Кейнс и задумал как систематичес­кое обоснование тезиса о необходимости системы общественных ра­бот, правительственных субсидий и займов на жилищное строитель­ство в условиях массовой безработицы. Но Кейнс сделал гораздо больше. В «Общей теории» он показал, что в рыночной экономике нет механизма, автоматически приводящего к полной занятос­ти. Экономика может долго оставаться в состоянии депрессии и бед­ности. Государство должно увеличить расходы, чтобы увеличить производство и занятость, проводить активную инвестиционную по­литику.

По сути «Общая теория» подводила теоретическую базу под рекомендации тех, кто предлагал для снижения безработицы широко использовать общественные работы, усилить воздействие государства на уровень занятости, стимулирование спроса.

До Кейнса в экономической литературе были распростра­нены взгляды, согласно которым инвестициям отводилась от­носительно пассивная роль: нужны прежде всего сбережения, которые, дескать, сами неизбежно приведут к инвестициям. Кейнс перевернул прежнюю формулу. Иначе, решающую роль призваны играть инвестиции, а сбережениям в большинстве случаев отводится пассивная роль.

Постараюсь ответить на главный вопрос этой главы: в чем причины неизменной популяр­ности Кейнса и его теории? Ведь со времени выхода в свет его основной работы, с 1936 года, прошло более полувека. Существенно изменилась экономическая обстановка, проблемы, стоящие пе­ред экономической наукой. Не остались неизменными методы, инструменты регулирования. Эволюционировали или пересмот­рены концепции, на которые они опираются. По-новому сфор­мированы взгляды теоретиков на факторы экономического ро­ста, пути преодоления нестабильности экономики.

Теоретические позиции и практические рекомендации со­временных кейнсианцев отличаются от позиций и рецептов основоположников теории эффективного спроса. Так почему же они считают себя кейнсианцами? И почему теория Кейнса столь популярна?

Во-первых, наряду с несомненными различиями между взглядами сегодняшних сторонников кейнсианской теории и позицией, выдвинутой ее автором в 30-х годах, сохраняются общие подходы, составляющие ядро кейн­сианской теории. Эти подходы выражают суть концепции Кейн­са.

Теория Кейнса – это, прежде всего, теория эффективного спроса. Идея Кейнса состоит в том, чтобы через активизацию и стимулирование совокупного спроса (общей покупательной способности) воздействовать на производство и предложение товаров и услуг. Кейнсианская теория, как было упомянуто выше, это теория, придающая решающее значение инвести­циям. Чем выше их прибыльность, ожидаемый от них доход и чем значительнее размеры инвестиций, тем больше масштабы и выше темпы производства.

Концепция, выдвинутая и отста­иваемая Кейнсом, предусматривает активное вмешательство го­сударства в экономическую жизнь. Кейнс не верил в саморе­гулирующийся рыночный механизм и считал, что для обеспе­чения нормального роста и достижения равновесия необходимо вмешательство в процесс экономического развития извне. Рыночная экономика сама себя (без участия государства) «выле­чить» не может.

Во-вторых теория Кейнса остается значимой и популярной потому, что имеет прямой выход на практику. Она представ­ляет не просто дальнейшее развитие теории, пересмотр теоре­тических положений классиков, а обосновывает практические рекомендации, направленные на регулирование воспроизвод­ственного процесса, снижение уровня безработицы. По Кейнсу, равновесие может быть достигнуто не только при полной, но и при неполной занятости.

Кейнс не только занимался теоретическими разработками, но и, как было упомянуто ранее, принимал активное участие в работе правительственных органов. Выполнял роль консультанта по вопросам финансов и денежного обращения; редактировал журнал «Economic journal». Авторитет Кейнса, как крупного специалиста и влиятельного экономиста, подкреплял значимость выдвигаемых им рекомендаций.

В-третьих, принципиальное значение имеет кейнсианская методология, которая выходит за рамки какой-либо одной про­блемы. Великие классики прошлого не различали микро- и макроэкономические аспекты экономики. Одна­ко, поскольку условия процветания отдельной фирмы не тождест­венны эффективности экономики в целом, то макроэкономический подход не может не отличаться от микроэкономического. Поэтому дальнейшее развитие экономической науки потребовало построе­ния двух разных уровней экономического анализа.

Прежде всего, по его мне­нию, при макроэкономичес­ком подходе многих ненужных осложнений удастся избежать, если при анализе функционирования экономической системы в целом строго ограничиваться двумя единицами измерения – де­нежной единицей и единицей труда. Единица труда – это есть один час труда неквалифицированного рабочего.

Кейнс ввел в теоретический обиход экономической науки макроэкономические модели, основанные на взаимосвязи небольшого числа наблюдаемых переменных, а общее равновесие экономики – к равновесию товарного рынка, денежного рынка, рынка облигаций и рынка труда. Причиной возможной нестабильности экономики он считал колебания в уровне дохода, вызванные неожиданными изме­нениями объема инвестиций. Последние, если они достигают опас­ной границы, не могут быть скорректированы только силами рыноч­ной саморегуляции и требуют дополнительного (но не заменяющего рынка) вмешательства государства. Тем самым, Кейнс предложил новую технологию экономического анализа, усовершенствовав не только методы, но и язык экономической теории.

Возможно, что самой большой заслугой Кейнса стало создание нового языка экономической теории. Этот язык имеет дело с неболь­шим числом мало изменяющихся в короткий период времени агреги­рованных величин, что позволило свести всю экономику к функцио­нированию четырех взаимосвязанных рынков: рынка товаров и ус­луг, рынка труда, денежного рынка и рынка ценных бумаг. С учетом достижений маржиналистов возник двухэтажный мир микро- и ма­кроэкономической теории.

Взгляды Кейнса пользовались огромной популярностью до конца 50-х годов, но позже, особенно когда изменились условия функционирования послевоенной экономики, стали подвергаться все большей критике. Однако даже самые ярые его противники от­крыто признают, что современную экономическую науку нельзя да­же представить себе без того, что было привнесено в нее творчеством Джона Мейнарда Кейнса. К тому же у Кейнса и его теории было множество последователей, которые развивали и дополняли ее, создавая новые направления и учения, а так же школы на основе книги «Общая теория занятости, процента и денег» и других трудов.

Так в частности появились школы нео- и посткейнсианства, которые будут подробно рассматриваться в последующей главе.

Глава 3 Особенности развития нео- и посткейнсианской теории

3.1 Неокейнсианство

Уже в первые послевоенные десятилетия кейнсианское направление претерпело значительные изменения. Оно превратилось в неокейнсианство. Когда говорят о неокейнсианстве, стремятся, подчеркнуть то новое, что дали его представители по сравнению с наследием самого Дж. М. Кейнса. К указанным новациям относятся прежде всего теории экономического роста и циклического развития.

Модель Кейнса была статической; он рассматривал все экономические процессы в рамках краткосрочного периода. Такой подход был во многом обусловлен особенностями депрессивной экономики 1930-х годов. Тогда проблема долговременного экономического роста, экономической динамики не стояла на первом месте. Кейнсу важно было ответить на более насущный для него вопрос: как от занятости неполной перейти к занятости полной, как побыстрее покончить с массовой безработицей, недогрузкой мощностей, перепроизводством товаров.

В послевоенные годы положение кардинальным образом изменилось. Подстегнутая военным бумом экономика ведущих западных стран (особенно США) обрела невиданные доселе темпы. Население после тягот войны не хотело возврата к довоенной массовой безработице и необеспеченному существованию. Устойчивости в длительном, долговременном плане требовали также деловые круги. Проблема экономической динамики выдвинулась на передний план и вследствие соревнования со странами государственного социализма. Последний, превратившись в 1940-1950-х годах в мировую систему, обладал тогда немалым динамизмом, рассматривался не только как политический, военный, но и как экономический конкурент Запада.

Видные сторонники Н. — Р. Харрод, Н. Калдор, Дж. Робинсон, Е. Домар, А. Хансен сложили новую концепцию кейнсианства под влиянием углубления общего кризиса капитализма и связанного с ним процесса перехода от монополистическому к государственно-монополистическому капитализму, научно-технической революции, экономическому соревнования двух мировых систем и краха колониальной системы империализма. В новых исторических условиях, когда проблема темпов экономического роста стала рассматриваться как вопрос жизни и смерти капитализма, неокейнсианство уже не могло наподобие теории Дж. М. Кейнса ограничиться рассмотрением преимущественно так называемых проблем антикризисной экономической политики.

Поэтому неокейнсианство акцентирует внимание на проблемах экономической динамики и экономического роста, выступая в качестве важнейшей теоретической основы экономической политики государственно-монополистического капитализма. Неокейнсианство исходит из главной посылки кейнсианства об утрате капитализмом стихийного механизма восстановления экономического равновесия и необходимости по этой причине государственного регулирования капиталистической экономики. Особенность неокейнсианства в этом отношении состоит в том, что выступает за систематическое и прямое воздействие государства на капиталистическую экономику. По этой же причине изменилась основная проблематика концепции государственного регулирования экономики — был осуществлен переход от так называемой теории занятости, ставящим своей целью изыскание путей обеспечения устойчивых темпов экономического развития капиталистической системы.

Методология неокейнсианства характеризуется макроэкономическим, народно-хозяйственным подходом к рассмотрению проблем воспроизводства, использованием так называемых агрегативных категорий (национальный доход, совокупный общественный продукт, совокупные спрос и предложение, совокупные инвестиции и т.п.).

В условиях научно-технической революции неокейнсианство вынуждено отказаться от характерного для кейнсианства абстрагирования от изменения производительных сил общества и ввести в свой анализ показатели развития техники. Так, Р. Харрод разработал понятие «коэффициента капитала», трактуемого им как отношение всей величины используемого капитала к национальному доходу за определённый период времени, т. е. как своеобразный показатель «капиталоемкости» единицы национального дохода. Вместе с тем неокейнсианство выдвигает вопрос о типах технического прогресса, выделяя, с одной стороны, технический прогресс, ведущий к экономии живого труда, а с другой — тот, который обеспечивает экономию овеществленного труда капитала. Между тем, анализ показывает, что при всем противоречивом характере факторов, воздействующих на динамику органического строения капитала, его основная тенденция в условиях современной научно-технической революции — это тенденция к росту.

Дополняя теорию воспроизводства Кейнса, в том числе его теорию мультипликатора, неокейнсианство выдвинуло теорию акселератора. На основе соединения этих теорий неокейнсианство трактует расширение капиталистического воспроизводства не как социально-экономический, а как технико-экономический процесс.

Неокейнсианская теория динамики не ограничивается одним лишь построением моделей экономического роста. Трактуемая в широком плане она обязательно включает в себя теоретическое объяснение циклических колебаний.

3.2 Посткейнсианство

Одной из важнейших предпосылок посткейнсианской макроэкономической теории является идея о том, что денежная и неденежная экономики функционируют принципиально различным образом. Основные последователи Хаймен Филип Мински (1919 — 1996), Пол Дэвидсон, Виктория Чик, Филип Эрестис, Лэрри Рэндалл Рэй считали, что в системе общего равновесия нет причин держать деньги в качестве средства сохранения богатства, поскольку признанной характеристикой денег как средства хранения богатства является их бесплодие, в то время как практически любая другая форма хранения богатства приносит определенный процент или прибыль. Согласно теории Кейнса, индивиды имеют «предпочтение ликвидности» как средство обезопасить себя на случай непредвиденных событий, так что «наше желание держать деньги как средство сохранения ценности является барометром, определяющим степень нашего недоверия к нашим собственным расчетам и общему мнению относительно будущего». Однако очевидно, что в статическом (предсказуемом) мире, ликвидность не приносила бы никакой выгоды.

Существование финансовых активов обусловливает различие между сбережениями и инвестициями, поскольку при отсутствии финансовых активов любое желание отложить расходы (т. е. осуществить сбережение) означало бы приобретение благ, выступающих как средство сохранения ценности.

Основополагающим пунктом учения посткейнсианцев является теория «денежной экономики», начала которой, как известно, были заложены еще Дж.М.Кейнсом в 1933 г. Иными словами, посткейнсианцы развили идею основоположника макроэкономики, забытую при эволюции традиционного кейнсианства. Суть посткейнсианской теории денежной экономики, разработанной, прежде всего, усилиями П. Дэвидсона и Ф. Эрестиса, заключается в следующем.

а) Рыночная экономика — это производственная экономика, и процесс производства в ней занимает длительный промежуток времени. Хозяйственная деятельность в такой экономике протекает во времени: рыночная экономика двигается от «неизменного и известного прошлого к неизвестному и неопределенному будущему». Иными словами, рыночная экономика реального мира движется в одном направлении (принцип «исторического времени»).

б) Для того, чтобы минимизировать неопределенность будущего, хозяйствующие субъекты создают определенные институты, прежде всего, такие, как контракты и деньги. Форвардные контракты устраняют неопределенность в отношении будущих поставок и продаж, платежей и поступлений. Но для их нормального выполнения необходимо, во-первых, общепринятое средство их соизмерения, а, во-вторых, общепринятое средство их погашения. Актив, который используется для удовлетворения обеих потребностей, есть деньги. Иными словами, деньги, по мнению посткейнсианцев, имеют «контрактную природу».

в) Поскольку деньги — единственное средство погашения контрактных обязательств, они наилучшим образом защищают экономических субъектов в периоды экономической нестабильности. Когда какой-либо индивид (или фирма) опасается того, что он не получит своих будущих доходов, то он, если его опасения сбываются, может оказаться в состоянии, когда он не сможет погасить свои договорные обязательства. В случае возникновения такого рода ожиданий обладание деньгами, выражаясь словами Дж. М. Кейнса, «заглушает его беспокойство». Таким образом, основным мотивом спроса на деньги является мотив предосторожности, то есть стремление защититься от возможных в неопределенном будущем финансово-экономических «неудач». Следует подчеркнуть, что в посткейнсианской теории, как и в теории Дж. М. Кейнса, деньги — это, прежде всего, актив, а не удобство (или средство его обеспечения), как у «классиков».

г) Контракты и деньги не устраняют неопределенность в рыночной экономике, а лишь уменьшают ее степень. Неопределенность связана главным образом с решениями в области реального инвестирования, а также — в несколько меньшей степени — в сфере формирования портфелей ценных бумаг. Реальные инвестиции в основной капитал очень часто приносят доход лишь в долгосрочной перспективе (7-20 лет и более). Поэтому для определения их доходности не имеет смысла использовать методы теории вероятностей, поскольку не известны ни количество доступных альтернатив (т. е. возможных вариантов получения доходов от вложения данных средств), ни вероятности успешного их осуществления. При этом уменьшение степени доверия собственным ожиданиям по поводу будущих событий, т. е. снижение «степени уверенности», может вызвать массовый отказ от осуществления реальных инвестиций, т. е. инвестиционный крах. К тому же элементы основного капитала, в отличие от денег, неликвидны — их невозможно быстро и без значительных затрат обменять на какой-либо другой актив в силу, прежде всего, высокой степени их специализации и высоких издержек их содержания.

  Циклические колебания экономической активности (т. е. совокупного выпуска или реального национального дохода) порождаются, по мнению посткейнсианцев, изменениями в «выборе активов длительного пользования» — главным образом элементов основного капитала и высоколиквидных активов (денег и их заменителей).

При этом некоторые посткейнсианцы, и прежде всего, Л. Р. Рэй, отметили то, что кредитные деньги характеризуются нулевой трудоемкостью: увеличение их предложения не связано с привлечением дополнительных трудовых ресурсов.

Итак, посткейнсианцы, как и адепты других кейнсианских школ, выступают за активное макроэкономическое вмешательство правительства в экономику. Отличие их подхода к роли государства состоит в подчеркивании важности того факта, что кризисы возникают вследствие неблагоприятной структуры финансовых потоков экономических субъектов. Поэтому фискальная и денежная политика должны быть направлены не столько на регулирование совокупного спроса как такового, сколько на обеспечение адекватной структуры и объема финансовых потоков.

Глава 4 Кейнсианская теория и практика государственного регулирования во второй половине XX века

Под моделью государственного регулирования экономики понимают систему базовых целей и методов их достижения. Такие модели непосредственно связаны с ведущими теоретическими школами в экономической теории. Рассмотрим Кейнсианскую теорию и практику государственного регулирования. 

Основные связи в теории Дж. М. Кейнса можно представить в виде следующей таблицы.

Таблица 4.1 Основные связи в теории Дж. М. Кейнса

Независимые переменные

Зависимые переменные
Склонность к потреблению

Предпочтение ликвидности

Предельная эффективность капитала

Побуждение к

Национальный доход и соответствую

щий

Количество денег (предложение денег)

Процентная ставка

инвестированию

ему уровень занятости

Из этой таблицы следует, что при «неадекватных» значениях предельной эффективности капитала, процентной ставки и предпочтения ликвидности эффективный спрос может привести к неполной занятости. Следовательно, необходимо проведение продуманной макроэкономической политики правительства.

Как показано Дж.М. Кейнсом, рыночная экономика тяготеет к нестабильности в силу действия закона роста предельной склонности к сбережению и недостаточной гибкости рынка труда, жесткости заработной платы и неэластичности цен в сторону понижения. В этих условиях спрос оказывается недостаточным для закупки всего объема произведенного продукта в обществе — наступают кризисы перепроизводства с хронической безработицей. Именно необходимость преодоления экономического кризиса и безработицы в условиях неполного использования ресурсов общества является основной целью кейнсианских вариантов макроэкономической политики (надо напомнить, что и сама эта теория возникла как раз на фоне такой экономической ситуации во многих странах мира). И именно в решении данных, а не каких-либо других проблем, эта модель сыграла ведущую роль — достаточно вспомнить «новый курс» Т. Рузвельта (1933 г.). Кейнсианская модель в своих различных интерпретациях господствовала в экономике стран достаточно долгое время — с 30-х и до 70-х гг. ХХ в.

Методы государственного вмешательства в рамках рассматриваемой либерально-реформистской модели базировались, в первую очередь, на стимулировании совокупного спроса. Государственные расходы оказывают непосредственное воздействие на величину совокупного спроса и создают сильное мультипликационное воздействие на потребительские расходы.

На практике это проявлялось и может проявляться в осуществлении государственных инвестиций и закупок, проведении общественных работ (строительство дорог, мелиорация земель, сооружение портов и др. крупных объектов и т.д.), производстве общественных благ, высоких расходов на социальные нужды (на образование, медицину, социальную помощь). На этом фоне значительно увеличивается государственная собственность и государственное предпринимательство, в частности, в результате проведения национализации объектов и государственных инвестиций. Стимулирующая фискальная политика в чистом виде (т.е. финансируемая не путем денежной эмиссии, а посредством займов) не устраивала Дж.М.Кейнси, поскольку могла привести к повышенным ставкам процентам, неблагоприятным для экономики. Характер подобного вмешательства свидетельствует о значимости фискальной политики в регулировании, которая проявляется также в широком использовании мер налогового воздействия. Налоги, во-первых, существенно возрастают, так как увеличиваются расходы бюджета, и становятся способом антициклического регулирования: повышаются на фазе подъема и снижаются при спаде. В рамках кейнсианского подхода используются также методы дефицитного финансирования и связанного с ним инфляционного стимулирования экономики.

Денежно-кредитная политика в этой модели занимает более скромное положение, поскольку у нее очень сложный передаточный механизм. Тем не менее, признавалась значимость манипулирования процентными ставками и другими инструментами для достижения некоторых целей, прежде всего для регулирования экономического цикла.

Главными чертами кейнсианской модели регулирования являются:

доля национального дохода высока и перераспределяется через госбюджет;

создается обширная зона государственного предпринимательства на основе образования государственных и смешанных предприятий;

широко используются бюджетно-финансовые и кредитно-финансовые регуляторы для стабилизации экономической конъюнктуры, сглаживания циклических колебаний, поддержания высоких темпов роста и высокого уровня занятости.

Кейнсианские подходы к роли государства в экономике неизбежно сопровождаются усилением административных мер экономического воздействия — увеличилась степень правовой регламентации экономических отношений, прежде всего в сфере использования труда, ценового регулирования, антимонопольной политики. Значительное распространение в рассматриваемой модели получило использование методов планирования и программирования экономики.

Использование кейнсианских концепций государственного регулирования экономики, как показала долгая практика их применения, действительно обеспечили в большинстве случаев достижение поставленных целей. Либерально-реформистская модель долгое время не имела альтернативы и использовалась во всех странах с рыночной экономикой. Но по мере решения исходных проблем макроэкономическая ситуация изменилась, стали накапливаться неблагоприятные последствия присутствия государства в экономике. Существенно вырос бюрократический аппарат. Проявилась неэффективность работы государственных предприятий. Растущий дефицит государственного бюджета, вызванный экспансионистской политикой правительства, увеличение государственного долга привели в итоге к серьезным финансовым проблемам и проявились в резком возрастании темпов инфляции — она вышла из-под контроля и начала свое разрушительное действие на хозяйственную систему. Манипулирование налоговыми и процентными ставками усиливало непредсказуемость экономики, вызывало утечку капиталов за рубеж. Широко распространенные методы прямого регулирования и администрирования сковывали бизнес, снижали стимулы предпринимательской деятельности. Высокая степень социальной защищенности снижала стимулы к трудовой деятельности. Экономический рост прекратился. Возникла стагфляция.

В результате в 70-х гг. кейнсианская модель вошла в кризисное состояние, породив принципиально новые экономические проблемы и не найдя адекватных способов их решения. Этот кризис был связан также с появлением новых важных факторов экономического развития: страны стояли перед необходимостью осуществления глубоких структурных преобразований экономики, связанных с овладением достижениями НТР, переходом к постиндустриальным вариантам развития; необходимо было также учесть растущую интернационализацию экономики, повышение ее роли в социально-экономическом прогрессе общества. Кейнсианство не смогло найти адекватных ответов на изменившуюся ситуацию. С неизбежностью встал вопрос о смене моделей экономического развития. Он не мог не быть связан с новыми подходами к роли государства в экономике: большинство проблем 70-х гг. так или иначе ассоциировались с «прогосударственной» экономической политикой в рамках кейнсианства. Произошел переход к новой неоконсервативной модели государственного регулирования, подготовленной альтернативной школой экономической мысли, долгое время наблюдавшей за развитием реформистских тенденций в экономике и дававшей критическую оценку используемых в рамках кейнсианства подходов.

Заключение

Влияние кейнсианских идей на экономическую мысль и экономическую практику трудно переоценить. В теоретическом аспекте идеи Дж.М.Кейнса способствовали появлению нового раздела экономической теории — макроэкономики. Введенный им инструментарий лег в основу макроэкономического анализа и, постоянно совершенствуясь, успешно служит его целям. За прошедший период в сфере макроанализа выдвинуто немало новых теорий, в том числе и критикующих воззрения Кейнса. Немало, впрочем, и тех, которые лежат в русле кейнсианских идей.

В практическом плане экономическую политику, отражающую идеи Дж.М.Кейнса, когда соответствующий денежно-кредитный и финансовый инструментарий регулировался совокупный спрос, проводило большинство развитых стран мира после второй мировой войны. Данная модель позволила ослабить циклические колебания в экономике в течение более чем двух послевоенных десятилетий. Однако, в последствии проявилось ее несовершенство. Примерно с начала 70-х гг. 20-го века стало проявляться несоответствие между возможностями государственного регулирования и объективными экономическими условиями. Кейнсианская модель могла быть устойчивой только в условиях высоких темпов роста.

К тому же кейнсианская концепция явилась теоретическим обоснованием нового подхода к роли государства в рыночной экономике. В отличие от классической идеи о нейтральности государства в ней доказана необходимость координирующего вмешательства государства. Идея о необходимости государства в рыночную экономику для достижения «полной занятости без инфляции» утвердилась в общественном сознании и государственной экономической политике в послевоенный период.

Для истории становления и развития рыночной экономики характерно постоянное чередование периодов расширения роли государства в экономике и периодов ее относительного сужения. Как вполне очевидно, государству удается добиться того, что недоступно рынку, — максимальной социальной ориентации хозяйственного развития. Но не менее ясно и другое. Государственное регулирование может упускать преимущество рыночного воздействия на производство — подъема его экономической эффективности. Государство пытается решать социальные проблемы наиболее доступным для него способом: увеличивать налоги и перераспределять доходы субъектов рынка. Однако если такое перераспределение достигнет очень больших масштабов, то это отрицательно скажется на материальном стимулировании товаропроизводителей и подорвет экономические источники социального прогресса. На решение вопросов о границах и направлениях государственного воздействия на экономику большое влияние оказывают политические и социальные предпочтения правящих партий. Обычно в период господства консервативных и либеральных партий сфера деятельности государства в экономике сокращается. С приходом к власти партий левых направлений функции государства в экономике начинают трактоваться более «расширительно».

Однако важно подчеркнуть, что вне зависимости от изменения теоретических представлений или политических ситуаций на протяжении всего послевоенного периода шел поиск путей, при которых макроэкономическая роль государства обеспечивала бы условия нормального функционирования рынка как основы рационального хозяйствования.

Отдельной проблемой является модель государственного регулирования в странах с переходной экономикой (постсоциалистических). Следует признать, что она осмыслена в наименьшей степени. Отсутствие стройной теории переходной экономики обрекает правительства стран опираться в основном на метод проб и ошибок, чреватый большими издержками для общества. Применение неоконсервативных рецептов постсоциалистических стран, в том числе и для Украины в современных условиях бывает столь же неоправданным, как и кейнсианских подходов.

Список использованной литературы.

1.Кейнс Дж. М. Общая теория занятости, процента и денег. М., 1978

2. Малкин М.Ю. Дж. М. Кейнс и эволюция кейнсианства. Н. Новгород, 1998.

3.Кэмпбелл Р.Макконнелл, Стэнли Л. Брю. Экономикс. Пер. с англ. 11-го изд. – К., Хагар-Демос, 1993 г.

4.Статья «A Monetary Theory of Production» включена в один из томов Собрания Сочинений Дж. М. Кейнса: The Collected Writings of John Maynard Keynes London, 1973. Vol.XIII.

5. Ревенков А. Планирование в системе государственного регулирования экономики. — М. 2001.

Интернет источники:

6. library.html

7.http://www.economicus.ru и другие

Реферат: Диагностика интеллектуальных способностей

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Старооскольский филиал

Кафедра филологических дисциплин

Специальность 050301.65.01 «Русский язык и литература»

ДИАГНОСТИКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ

Выполнила:

Студентка 5-го курса

Журавлева Е.Г.

Руководитель:

Земцова С.Г.

Старый Оскол

2007

Содержание

Введение 3

§1.Интеллект. Различные взгляды на интеллектуальные способности 5

§2.Факторы интеллектуального развития 8

§3.Диагностика интеллекта. ШТУР. 10

Заключение 14

Список использованной литературы 16

Введение

Проблема измерения интеллекта занимает особое место в психологической науке не только потому, что с нее началась психодиагностика, но и в связи с дерзким стремлением исследователей оценить возможности ума человека, как важнейшего органа познания как самое себя, так и явлений окружающей действительности. Первоначально тесты интеллекта понадобились для решения задачи улучшения человеческой породы посредством отбора наиболее разумных ее представителей. Но очень быстро поиски в этом направлении сменяются задачей выявления в общеобразовательной школе детей, которые имеют сколь-нибудь заметные отклонения в своем психическом (интеллектуальном) развитии и не могут усваивать знания и умения, обеспечивающие в дальнейшем адекватное функционирование личности в обществе.

Таким образом, целью нашей работы стало рассмотрение диагностики интеллектуальных способностей. Исходя из цели, в работе были поставлены и решались следующие задачи:

рассмотреть понятие интеллекта и выделить различные взгляды на интеллектуальные способности;

изучить факторы интеллектуального развития;

проанализировать методы измерения интеллекта;

подвести итоги и сделать обобщающие выводы.

Проблемой измерения интеллекта в разное время занимались Г.Айзенк, Ф.Гальтон, Дж.Кеттелл, Ч.Спирман, в отечественной науке – Л.С.Выготский, Б.Г.Ананьев и др. Но и в настоящее время эта проблема не является до конца решенной.

Диагностика интеллекта играет важную роль в повышении качества образования школьников, позволяет выявить отклонения в умственном развитии учащихся и, как следствие, правильно организовать педагогическую работу, специально направленную на развитие тех или иных способностей.

Следовательно, объектом нашего исследования стали интеллектуальные способности человека, а предметом – их диагностика. При работе над темой мы пользовались сопоставительным и описательным методами.

Переходим к описанию структуры нашей работы. Она состоит из введения, трех параграфов и заключения. В §1 «Интеллект. Различные взгляды на интеллектуальные способности» будут рассмотрены вопросы определения понятия интеллект, а также взгляды ученых на природу интеллектуальных способностей. §2 «Факторы индивидуального развития» посвящен анализу факторов, влияющих на развитие интеллекта. В §3 «Диагностика интеллекта. ШТУР» представлены различные методы диагностики интеллекта и рассмотрен школьный тест умственного развития (ШТУР). В заключении будут подведены итоги и сделаны обобщающие выводы.

§1. Интеллект. Различные взгляды на интеллектуальные способности.

Развитие общих способностей человека предполагает развитие его познавательных процессов: памяти, восприятия, мышления, воображения.

Совокупность познавательных процессов человека определяет его интеллект.

«Интеллект – это глобальная способность действовать разумно, рационально мыслить и хорошо справляться с жизненными обстоятельствами» (Векслер), т.е. интеллект рассматривается как способность человека адаптироваться к окружающей среде.

Интеллект выступает как общий фактор умственной энергии. Спирмен показал, что успех любой интеллектуальной деятельности зависит от некоего общего фактора, общей способности. Он выделил генеральный фактор интеллекта (фактор G) и фактор S, служащий показателем специфических способностей. С точки зрения Спирмена, каждый человек характеризуется определенным уровнем общего интеллекта, от которого зависит, как этот человек адаптируется к окружающей среде. Кроме того, у всех людей имеются в различной степени развитые специфические способности, проявляющиеся в решении конкретных задач. Впоследствии Айзенк интерпретировал генеральный фактор как скорость переработки информации центральной нервной системой (умственный темп). Для оценки и диагностики генерального фактора интеллекта применяют скоростные интеллектуальные тесты Айзенка, тест «Прогрессивные матрицы» Д.Равена, теста интеллекта Кэттела.

Терстоунт (1938г) с помощью статистических факторных методов исследовал различные стороны общего интеллекта, которые он назвал первичными умственными потенциями. Он выделил семь таких потенций:

Счетную способность, т.е. способность оперировать числами и выполнять арифметические действия.

Вербальную (словесную) гибкость, т.е. легкость, с которой человек может объясняться, используя наиболее подходящие слова.

Вербальное восприятие, т.е. способность понимать устную и письменную речь.

Пространственную ориентацию, или способность представлять себе различные предметы и формы в пространства.

Память.

Способность к рассуждению.

Быстроту восприятия сходств или различий между предметами и изображениями.

Факторы интеллекта, или первичные умственные потенции, как показали дальнейшие исследования, коррелируют, связаны друг с другом, что говорит о существовании единого генерального фактора.

Позже Гилфорд (1959) выделил 120 факторов интеллекта, исходя из того, для каких умственных операций они нужны, к каким результатам приводят эти операции и каково их содержание (содержание может быть образным, символическим, семантическим, поведенческим).

По мнению Кэттела (1967), у каждого из нас уже с рождения имеется потенциальный интеллект, который лежит в основе нашей способности к мышлению, абстрагированию и рассуждению. Примерно к двадцати годам этот интеллект достигает наибольшего расцвета. С другой стороны, формируется «кристаллический интеллект», состоящий из различных навыков и знаний. Которые мы приобретаем по мере накопления жизненного опыта. «Кристаллический интеллект» образуется именно при решении задач адаптации к окружающей среде и требует развития одних способностей за счет других, а также приобретения конкретных навыков. Таким образом, «кристаллический интеллект» определяется мерой овладения культурой того общества, к которому принадлежит человек. Фактор потенциального, или свободного, интеллекта коррелирует с фактором «кристаллического, или связного, интеллекта», так как потенциальный интеллект определяет первичное накопление знаний. С точки зрения Кэттела, потенциальный, или свободный, интеллект независим от приобщенности к культуре. Его уровень определяется уровнем развития третичных зон коры больших полушарий головного мозга. Парциальные, или частные, факторы интеллекта (например, визуализация – манипулирование зрительными образами) определяются уровнем развития отдельных сенсорных и моторных зон мозга. Кэттел попытался сконструировать тест, свободный от влияния культуры, на специфическом пространственно-геометрическом материале.

Хебб (1974) с несколько иных позиций рассматривает интеллект. Он выделяет интеллект А – это тот потенциал, который создается в момент зачатия и служит основой для развития интеллектуальных способностей личности. Что касается интеллекта В, то он формируется в результате взаимодействия этого потенциального интеллекта с окружающей средой. Оценить можно только этот «результирующий» интеллект, наблюдая, как человек совершает умственные операции. Поэтому мы никогда не сможем узнать, что представлял собой интеллект А.

В иерархических моделях интеллекта (наиболее популярна модель Ф.Вернона) на вершине иерархии помещается генеральный фактор, по Спирмену, на следующем уровне находятся два основных групповых фактора: вербально-образовательные способности (вербально-логическое мышление) и практико-технические способности (наглядно-действенное мышление). На третьем уровне находятся специальные способности: техническое мышление, арифметическая способность и т.д. и, наконец, в основании иерархического дерева помещаются более частные субфакторы. Интеллектуальные тесты Векслера, широко применяемые для диагностики интеллекта, созданы на основе указанной иерархической модели интеллекта. Векслер считал, что вербальный интеллект отражает приобретенные человеком способности, а невербальный интеллект – его природные психофизиологические возможности. Результаты исследований, проведенные на близнецах, показывают, что, напротив, преимущественно наследственно обусловлены оценки по вербальным заданиям теста Векслера, а успешность выполнения невербальных тестов зависит от социальных факторов, опыта человека [Кроль 2001: 181].

Развитие интеллекта зависит от врожденных факторов: генетические факторы наследственности, хромосомные аномалии.

Но, с каким бы потенциалом ни родился ребенок, очевидно, что необходимые ему для выживания формы интеллектуального поведения смогут развиваться и совершенствоваться лишь при контакте с той средой, с которой он будет взаимодействовать всю жизнь. Эмоциональное общение новорожденного ребенка с матерью, взрослыми людьми имеет решающее значение для интеллектуального развития ребенка. Существует тесная связь между интеллектуальным развитием ребенка и его возможностями общаться со взрослыми в течение достаточно длительного времени (чем меньше общения со взрослыми, тем медленнее происходит интеллектуальное развитие). Влияет и социальное положение семьи: обеспеченные семьи имеют более широкие возможности для создания благоприятных условий развития ребенка, развития его способностей, его обучения и конечном счете для повышения интеллектуального развития ребенка. Влияют и методы обучения, применяемые для развития способностей ребенка. К сожалению, традиционные методы обучения более ориентированы на передачу знаний ребенку и сравнительно мало внимания уделяют развитию способностей, интеллекта, творческих возможностей человека.

§2.Факторы интеллектуального развития

Развитие интеллекта зависит от тех же факторов, что и развитие других функций организма, т.е. от генетических и иных врожденных факторов, и от окружающей среды – с другой.

Генетические факторы представляют тот потенциал, который ребенок получает с наследственной информацией от своих родителей. Об этих генетических факторах почти ничего неизвестно; единственное, что можно утверждать, – это то, что в определенной степени от них зависит направление интеллектуального развития индивидуума.

Хромосомные аномалии. Некоторые хромосомные аномалии передаются по наследству, однако очень многие из них связаны с какими-то нарушениями в процессе оплодотворения. Это касается болезни Дауна, которая проявляется в легкой степени дебильности, компенсируемой общительностью больных. Главным фактором этого заболевания служит немолодой возраст родителей.

Заболевания в период беременности могут пагубно отразиться на развитии ребенка. Достаточно упомянуть такие болезни, как диабет, сифилис или краснуха. Известно, например, что хотя у матери краснуха может протекать легко, но заражение ею в первые месяцы беременности приводит к необратимым дефектам зрения, слуха и особенно интеллектуальных функций у ребенка.

Употребление матерью алкоголя, табака и лекарственных веществ приводит к задержке умственного развития.

Факторы окружающей среды. С каким бы потенциалом ни родился ребенок, очевидно, что необходимые ему для выживания формы интеллектуального поведения смогут развиваться и совершенствоваться лишь при контакте с окружающей средой. Если в самом начале жизни интеллектуальные функции, по-видимому, определяются только наследственными факторами, то, начиная с года или двух, ребенок приобретает способность более или менее эффективно взаимодействовать со своим физическим и социальным окружением. При этом ситуации, в которые он попадает, могут оказаться решающими для развития его интеллекта.

Адаптационная обусловленность интеллекта проявляется во влиянии на умственное развитие следующих факторов:

социального статуса семьи, связанного с экономическим и культурным неравенством в обществе, с этническими и поведенческими особенностями различных социальных групп;

особенности питания ребенка, его достаточность или недостаточность для полноценного развития;

психической стимуляции интеллектуальной активности ребенка со стороны взрослых (известно, что дети, живущие в детских домах, заметно отстают в умственном развитии от сверстников);

числа детей в семье: чем больше в семье детей, тем ниже их средний коэффициент интеллекта [Островский 2005: 82].

§3.Диагностика интеллекта

Тесты интеллекта или тесты общих способностей предназначены для измерения уровня интеллектуального развития человека. Понятие интеллекта еще со времен первых интеллектуальных тестов претерпевало различные изменения со стороны подходов к тестированию интеллекта как психической реальности. Еще в 20-х годах ХХ века возникла кризисная ситуация в психологии интеллекта. Встал вопрос о существовании термина «интеллект» в статусе психологической категории.

Интеллект традиционно исследовался в рамках двух основных направлений тестологического и экспериментально-логического.

Суть тестологического направления заключается в том, что под интеллектом понимается то, что измеряют тесты интеллекта, а именно совокупность познавательных способностей.

Кризис в этом направлении заключается в том, что понятие «интеллект» было подменено понятием «способность к учению». Неотестологические теории интеллекта признают IQ-концепцию, где за IQ стоят внутренние когнитивные процессы: восприятие, память, мышление и т.д.

Экспериментально-психологическое направление, как реакция на неконструктивность тестологических теорий, представлена теориями Ж.Пиаже (идея генетического объяснения интеллекта на основе учета закономерностей его онтогенетического развития) и Л.С.Выготского (влияние социально-культурных факторов на развитие интеллекта). Кроме вышеназванных существует структурный подход к исследованию интеллекта, как пример отечественного исследования, направленного на изучение интеллекта как психической реальности. Полученные с помощью тестов интеллекта результаты выражаются количественно в виде коэффициента интеллекта (IQ).

Итак, под интеллектом, как объектом измерения, в психодиагностике понимается структура познавательных свойств человека, возникающая на основе наследственно закрепленных задатков формирующаяся во взаимодействии с ними.

Еще в 1905 году Альфред Бине по поручению министерства образования Франции разработал методики, с помощью которых можно измерять уровень умственного развития ребенка. Для каждого возраста подбирались свои задания, которые могли решить 80-90% детей из выборки в 300 детей данного возраста. Детям до шести лет предлагалось по 4 задания, а старше шести лет – 6 заданий. Показателем интеллекта в шкалах Бине был умственный возраст, который определялся по успешности выполнения тестовых заданий. Испытание начиналось с выполнения заданий, соответствующих хронологическому возрасту ребенка, если он справлялся со всеми заданиями, ему предлагались задания для более старшего возраста (если он решал не все из них, то испытание прекращалось). Максимальный возраст, все задания которого решались испытуемым, является его базовым умственным возрастом. Например, если ребенок решил все задания для 7 лет и два задание для 8 лет, то его базовый возраст равен 7, каждое дополнительно выполненное задание оценивается числом «умственных месяцев» (каждое задание соответствует двум месяцам, т.к. 6 заданий равно 12 месяцам), следовательно, умственный возраст ребенка равен 7 лет 4 месяца. Несовпадение умственного и хронологического возрастов считалось показателем либо умственной отсталости (если умственный возраст меньше хронологического), любо одаренности (если умственный возраст больше хронологического).

Американский ученый Термен (работал в Стэнфордском университете) усовершенствовал тест Бине, возникла шкала Стэнфорд-Бине, в которой стал использоваться такой показатель, как коэффициент интеллектуальности, представляющий собой частное, получаемо при делении умственного возраста на хронологический, и умноженное на 100. «Коэффициент интеллектуальности», сокращенно обозначаемый IQ, позволяет соотнести уровень интеллектуальных возможностей индивида со средними показателями его возрастной и профессиональной группы. Можно сравнивать умственное развитие ребенка с возможностями его ровесников.

Среднее значение IQ (умственный возраст соответствует хронологическому) соответствует 100 баллам, самые низкие значения могут приближаться к нулю, самые высокие – к 200. Стандартное (т.е. среднее для всех групп) отклонение – 16 баллов в каждую сторону. У каждого третьего человека IQ находится между 84-100 баллами, и такова же доля лиц (34%) с показателем от 100 до 116 баллов. Таким образом, это основная масса (68%) и считается людьми со средним интеллектом. Две другие группы (по 16% в каждой), результаты которых соответствуют крайним показателям шкалы, рассматриваются как умственно отсталые (люди с IQ от 10 до 84) и обладающие высокими (выше среднего) интеллектуальными способностями (IQ от 116 до 180). Если результат ребенка выше тестовой нормы, более 116, то ребенок считается интеллектуально одаренным.

Тесты интеллекта представляют собой совокупность методик, образованных в рамках объективного диагностического подхода. Они предназначены для измерения уровня интеллектуального развития и являются одним из наиболее распространенных в психодиагностике. Тесты интеллекта – стандартизированные методики, направленные на измерение общего уровня способности индивида к решению широкого класса мыслительных задач.

Проявления интеллекта многообразны, но им присуще то общее, что позволяет отличать их от других особенностей поведения. Этим общим является вовлечение в любой интеллектуальный акт мышления, памяти, воображения, всех тех психических функций, которые обеспечивают познание окружающего мира. Соответственно под интеллектом как объектом измерения подразумеваются не любые проявления индивидуальности, а прежде всего те, которые имеют отношение к познавательным свойствам и особенностям.

Тесты интеллекта применяются в разных сферах общественной практики не только для диагностики, но и для научных исследований. Эти тесты являются хорошим диагностическим средством и кроме анализа структуры интеллекта позволяют определять прогноз успеха респондентов в определенных видах деятельности, например, успешность в профессиональной и учебной деятельности.

Главная задача психодиагноста при применении тестов интеллекта – перевод получаемой объективной диагностической информации на язык потребителя. Без этого полученная информация может оказаться неэффективной или вредной [Глуханюк 2005: 64].

В школьной практике применяется специальный школьный тест умственного развития (ШТУР). Он предназначен для диагностики уровня интеллектуального развития учащихся 6 – 8 класса.

ШТУР состоит из шести субтестов:

осведомленность (2 субтеста);

аналогии (1);

классификация (1);

обобщение (1);

числовые ряды (1).

В их состав входят задания, типичные по форме для большинства вербальных тестов интеллекта. Включенные в них задания составлялись на базе сведений, полученных в ходе психологического анализа учебных программ и учебников 6 – 7 классов общеобразовательной школы. Понятия, используемые в заданиях, подобраны по основным циклам учебных дисциплин: естественному, гуманитарному и физико-математическому. ШТУР ориентирован на социальный норматив, который зафиксирован содержанием школьной программы.

Практическое использование теста показало его достаточную эффективность для диагностики уровня интеллектуального развития учащихся среднего школьного возраста [Шевандрин 2003: 119].

Таким образом, интеллект относительно самостоятельная, динамическая структура познавательных свойств личности, возникающая на основе наследственно закрепленных (и врожденных) задатков, формирующаяся во взаимосвязи с ними. Он проявляется в деятельности, обусловленной культурно-историческими условиями, обеспечивает адекватное взаимодействие с окружающей действительностью, ее направленное преобразование.

В отечественных исследованиях накоплен определенный опыт использования наиболее известных тестов интеллекта, свидетельствующих об их практической ценности в дифференциальной диагностики умственной отсталости, задержек психического развития детей, в судебно-психологической экспертизе подростков.

Заключение

Любое измерение интеллекта не может раскрыть все стороны и аспекты сложнейшей разумной деятельности человека. Современные тесты для измерения интеллекта достаточно широко и успешно используются психологами для установления имеющегося уровня развития познавательных функций у детей и взрослых, для целей профессиональной ориентации и профессионального отбора, для установления выраженности интеллектуального дефекта при некоторых психических заболеваниях.

В нашей работе мы рассмотрели различные взгляды на интеллект: Ч.Спирмена, Терстоуна, Гилфорда, Кэттелла, Ф.Вернона. Основываясь на их работах, можно вывести наиболее общее определение интеллекта. Интеллект – это относительно самостоятельная, динамическая структура познавательных свойств личности, возникающая на основе наследственно закрепленных анатомо-физиологических особенностей мозга и нервной системы, во взаимосвязи с ними формирующаяся и проявляющаяся в деятельности, обусловленной культурно-историческими условиями, и преимущественно обеспечивающая адекватное взаимодействие с окружающей действительностью, ее направленное преобразование.

Анализируя факторы интеллектуального развития, мы выделили две группы: генетические и факторы окружающей среды. Если первые лишь закладывают базу, основу для развития интеллектуальных способностей, то социальные могут оказать на них решающее воздействие.

Интеллект исследовался традиционно в рамках двух направлений: тестологического и экспериментально-логического. Подробно мы рассмотрели тестологическое направление, останавливаясь на значительном вкладе таких ученых, как А.Бине и Термен.

В школьной практике важно диагностировать интеллектуальные способности учащихся. Поэтому специально для этих целей был разработан ШТУР. Он позволяет эффективно диагностировать уровень умственного развития учащихся среднего школьного возраста.

Таким образом, интеллектуальные способности представляют огромный интерес для различных дисциплин: педагогики, психологии, психодиагностике и др. Важность этих способностей неоспорима. Диагностика интеллекта занимает особое место в повышении качества образования школьников. Именно интеллектуальные способности становятся показателем успешности педагогической образовательной деятельности.

Список использованной литературы

Глуханюк, Н.С. Практикум по психодиагностике: Учеб.пособие./ Н.С.Глуханюк. – М.: Издательство Московского психолого-социального института; Воронеж: Издательство НПО «МОДЭК», 2005. – 216с.

Кроль, В.М. Психология и педагогика: Уч. пособие для техн. вузов/ В.М.Кроль – М.: Высшая школа, 2001. – 319с.

Островский, Э.В., Чернышова, Л.И. Психология и педагогика: Учебн.пособие/ Под ред. Островского Э.В./ Э.В.Островский, Л.И.Чернышова. – М.: Вузовский учебник, 2005. – 384с.

Психология и педагогика. Уч. пособие/ Под ред. А.А.Бодалева, В.И.Жукова, Л.П.Лаптева, В.А.Сластенина. – М.: Издательство Института Психотерапии, 2002. – 585с.

Романова, Е.С. Психодиагностика: Уч. пособие/ Е.С.Романова. – СПб: Питер, 2006. – 400с.

Сластенин, В.А., Каширин, В.П. Психология и педагогика: Уч. пособие для студ. вузов./ В.А.Сластенин, В.П.Каширин. – М.: Академия, 2001. – 480с.

Столяренко, Л.Д. Педагогическая психология/ Л.Д.Столяренко – Ростов-на-Дону: Феникс,2000 – 544с.

Шевандрин, Н.И. Основы психологической диагностики: Учебник для студ.вузов: В 3ч./ Н.И.Шевандрин. – М.: ВЛАДОС, 2003. – Ч.1. – 288с.

Курсовая работа: Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Самарский Государственный Технический Университет

Филиал в г. Сызрани

Кафедра АТПП

Курсовая работа

По дисциплине «Теория автоматического управления»

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Выполнил:

Студент гр. ЭАЗ-302

Козлов П.С.

Проверил:

Доцент

Будин В.И.

Сызрань

2008 г.

Содержание

Техническое задание на проектирование

Выбор метода проектирования

Построение структурной схемы нескорректированной САУ и определение передаточных функций её звеньев

Оценка точности и анализ устойчивости исходной системы

Построение желаемой ЛАЧХ и ЛФЧХ

Оценка показателей качества желаемой системы

Синтез последовательного корректирующего устройства

Реализация корректирующего устройства в виде аналогового регулятора с пассивной коррекцией

Построение и описание функциональной схемы скорректированной системы

Заключение

1. Техническое задание на проектирование

Техническое задание на проектирование включает в себя исходные данные, позволяющие произвести синтез системы. К ним относятся функциональная схема нескорректированной САУ, сведения о принципе её действия, уравнения всех звеньев и их параметров, характеристики входных и возмущающих воздействии, показатели качества проектируемой САУ.

Для систем стабилизации задаются максимальная относительная ошибка системы ν(в %), перерегулирование σ(в %), и время переходного процесса. Кроме того, могут быть предъявлены и другие требования для индивидуализации КР. В частности, в данной курсовой работе время минимизируется при заданных и с учетом ограничений на значения выходного напряжения усилителя.

2. Выбор метода проектирования

Задача синтеза системы автоматического управления заключается в выборе такой её структуры, параметров, характеристик и способов их реализации, которые при заданных ограничениях наилучшим образом удовлетворяют требованиям, предъявленным к системе.

Обычно часть проектируемой системы задана. Она является исходной или нескорректированной САУ. Параметры её функциональных элементов известны. В такой постановке задача проектирования сводится к определению корректирующего устройства КУ, обеспечивающего заданные показатели качества системы.

Наиболее простым и наглядным методом синтеза САУ является метод логарифмических амплитудных частотных характеристик (ЛАЧХ). Его идея основана на однозначной связи между переходным процессом в системе и её ЛАЧХ. По заданным динамическим показателям сначала строится желаемая ЛАЧХ, а затем путем графического построения осуществляется приближение к ней частотных характеристик исходной системы. В результате определяется ЛАЧХ КУ. Корректирующее устройство может включаться в канал управления последовательно или встречно-параллельно.

В рамках курсового проектирования синтез САУ осуществляется согласно заданию кафедры, которая определяет как содержание, так и объем курсовой работы. Решаемые задачи преследуют учебные цели, которые сориентированы на закрепление и расширение знаний по теории автоматического управления, развитию навыков и применение современных инженерных навыков, в том числе и с применением ЭВМ при разработке и изучению реальных САУ.

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

На рис. 3 показана схема САР температуры теплоносителя, поступающего в шахтную зерносушилку 1 из камеры смешивания 2, которая является объектом регулирования. В этой камере холодный воздух при температуре θХ смешивается с горячим воздухом температурой θГ. Соотношение горячего и холодного воздуха, а следовательно, и температура воздуха в камере смешивания θС зависят от угла поворота φ заслонки 3. Температура теплоносителя на входе зерносушилки измеряется терморезистором RД, включенным в мостовую схему, которая не только обеспечивает с помощью резистора R0 требуемую температуру, но и сравнивает напряжение UД, пропорциональное температуре θС, с задающим напряжением U0 (мостовая схема одновременно выполняет функции задающего и воспринимающего органов).

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Сигнал разбаланса мостовой схемы (сигнал рассогласования) ΔU = U0 –UД усиливается усилителем 4, выходное напряжение которого Uy управляет исполнительным двигателем 5. Последний через редуктор 6 перемещает заслонку 3, тем самым изменяет величину регулирующего воздействия φ на входе объекта регулирования. За счет соответствующего изменения угла поворота заслонки и компенсируется отрицательное влияние внешних возмущений f (изменение температуры, влажности атмосферного воздуха и др.), действующих на объект регулирования. При исследовании САР в качестве главного возмущения следует рассматривать изменение температуры атмосферного воздуха, приняв условно, что его влажность не меняется. Динамические свойства элементов САР описываются следующей системой уравнений:

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки — камера смешивания;

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки — датчик температуры;

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки— сравнивающий элемент;

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки — усилитель.

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

— электродвигатель совместно с редуктором (при условии, что момент сопротивления на валу двигателя Мс = const),

Вариант

Тс

kс

kf

Tд

kд

Тм

Тя

ky

f

kэ

ν

σ
с

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

с

с

єС

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

%

%
6

1,3

60

0,28

1,3

0,015

0,018

0,002

100

20

0,05

1,0

15

Физический смысл переменных, входящих в уравнения отражен в описании САР. Параметры Тс, Тя, Тм, Тя — постоянные времени, с; kc, kf, kA, ky, k0 — коэффициенты передачи. Выходной сигнал усилителя ограничен уровнем 220 В. Заданная температура теплоносителя θС = 120 °С.

3. Построение структурной схемы нескорректированной САУ и определение передаточных функций её звеньев

1)Найдем передаточную функцию объекта управления (камера смешивания)

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилкиСистема автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

2) Найдем передаточную функцию электродвигателя

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

3) Найдем передаточную функцию усилителя

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

4) Найдем передаточную функцию датчика температуры

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

5) Сравнивающий орган

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Итоговая схема САР

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

4. Оценка точности и анализ устойчивости исходной системы

Приведем схему САР к единичной обратной связи

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Разложим звеноСистема автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилкина более простые звенья, для этого определим колебательное оно или апериодическое

Характеристическое уравнение знаменателя

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Если

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки,то

звено апериодическое, иначе колебательное Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Тм2 >4ТмТя

0,0182 > 4∙0,018∙0,002

0,000324 > 0,000144

звено апериодическое.

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Т1 = 0,0157

Т2 = 0,0023

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Оценка точности

а) ошибка по задающему воздействию

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

б) ошибка по возмущению

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Оценка устойчивости

Для оценки устойчивости используем пакет программ MATLAB и его модуль Control System Toolbox

Задаем передаточную функцию разомкнутой системы

>> W=tf([4.5],[0.000061 0.000467 3.75 3.31 1 0])

Transfer function:

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

>> step(W);grid on

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Строим ЛАЧХ и ЛФЧХ.

Определяем запасы по фазе и амплитуде

>> margin(W);grid on

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Запас по амплитуде достаточен Gm=14,1 dB и входит в рекомендуемый запас 6-20dB.

Запас по фазе достаточен Pm=40,5 deg и входит в рекомендуемый запас 30-60deg.

Определяем устойчивость по критерию Найквиста

>> nyquist(W);grid on

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Охватывает точку (-j;0), значит по критерию Найквиста разомкнутая система не устойчива.

Построим замкнутую систему н. основе разомкнутой

>> Z=feedback(W,1)

Transfer function:

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

>> step(Z);grid on

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Строим ЛАЧХ и ЛФЧХ.

Определяем запасы по фазе и амплитуде

>> margin(Z);grid on

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Определяем устойчивость по критерию Найквиста

>> nyquist(Z);grid on

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Не охватывает точку (-j;0), значит по критерию Найквиста замкнутая система устойчива. Годограф замкнутой системы проходит дальше от точки (-j;0), чем годограф разомкнутой системы, значит замкнутая система более устойчива.

5. Построение желаемой ЛАЧХ

Построим ЛАЧХ исходной нескорректированной системы

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

ν =1, k=4.5, ТД=1.3, TС=1.3, T1=0.0157, T2=0.0023

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

20lgK=20lg4.5=13.06 дБ

L(ω)=20lgA(ω)=20lg|W(jω)|=20lg4.5 -20lgСистема автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

-20lgСистема автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки-20lgСистема автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки-20lgСистема автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

lg w0= -0.11

lg w1= -0.11

lg w2= 1.8

lg w3= 2.6

Первая точка ЛАЧХ 20lgK=13.06 дБ

Начальный наклон при ν =1 равен Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Звенья апериодические и каждое из них изменяет наклон на Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Для построения желаемой ЛАЧХ необходимо найти желаемый передаточный коэффициент:

Построение желаемой ЛАЧХ

Находим частоту среза по графику 5.24

При σ=15% Рмах=1

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

ωcp ≥ ωc1

ωcp = 100

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Строим на миллиметровке ЛАЧХ исходной и желаемой системы, находим ЛАЧХ корректирующего устройства как результата вычитания ЛАЧХ исходной системы из ЛАЧХ желаемой.

По графику желаемой ЛАЧХ находим

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

lgKж=1.9 дБ

6. Оценка показателей качества желаемой системы

Записываем передаточную функцию желаемой ЛАЧХ и вычисляем запасы по фазе и амплитуде, устойчивость по критерию Найквиста в пакете MATLAB.

lgω4 = 2,6

ω4= 398c-1

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Transfer function:

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

>> step(W);grid on

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Строим ЛАЧХ и ЛФЧХ.

Определяем запасы по фазе и амплитуде

>> margin(W);grid on

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Построенная MATLAB ЛАЧХ совпадает с построенной на миллиметровке, запасы по фазе и амплитуде улучшились по сравнению с исходной MATLAB ЛАЧХ

Определяем устойчивость по критерию Найквиста

>> nyquist(W);grid on

Определяем устойчивость по критерию Найквиста

>> nyquist(W);grid on

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Диаграмма желаемой системы проходит дальше от точки (-j;0), чем исходной, поэтому она более устойчива.

7. Синтез последовательного корректирующего устройства

В результате вычислений в предыдущем пункте мы получили исходную и желаемую ЛАЧХ. ЛАЧХ корректирующего устройства получается в результате вычитания

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

По графику строим передаточную функцию корректирующего устройства.

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

По графику ЛАЧХ корректирующего устройства на миллиметровке находим

20lgKку=28 дБ

lgKку=1.4 дБ

Kку=25.1

>> W=tf([0.65,43.44,65.5,25.1],[0.000000011,0.000014,0.0067,1])

Transfer function:

0.65 s^3 + 43.44 s^2 + 65.5 s + 25.1

1.1e-008 s^3 + 1.4e-005 s^2 + 0.0067 s + 1

Отобразим её

step(W);grid on

Строим ЛАЧХ и ЛФЧХ.

Определяем запасы по фазе и амплитуде

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Строим ЛАЧХ и ЛФЧХ.

Определяем запасы по фазе и амплитуде

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Построенная MATLAB ЛАЧХ КУ совпадает с построенной на миллиметровке

8. Реализация корректирующего устройства в виде аналогового регулятора с пассивной коррекцией

Представим передаточную функцию корректирующего устройства в виде

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Пусть

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Первая часть корректирующего устройства

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

представлена системой уравнений

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

следующей ЛАЧХ

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

и физической схемой

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Рассчитаем схему

Пусть С=50 мкФ=50·10-6Ф

T = T4 = 0.0022

τ = Tд = 1,3

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

ky1 = k1∙k = 2.92 ∙ 0.00169 =0.00493

Вторая часть корректирующего устройства

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

представлена системой уравнений

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

следующей ЛАЧХ

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

и физической схемой

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Рассчитаем схему

Пусть С=50 мкФ=50·10-6Ф

T = T4 = 0.0022

τ = Tc = 1,3

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

ky1 = k1∙k = 2.92 ∙ 0.00169 =0.00493

Третья часть корректирующего устройства

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

представлена системой уравнений

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

следующей ЛАЧХ

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

и физической схемой

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Рассчитаем схему

Пусть С=50 мкФ=50·10-6Ф

T = T4 = 0.0022

τ = T1 = 0.0157

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

ky1 = k1∙k = 2.94 ∙ 0.146 =0.4224

9. Построение и описание функциональной схемы корректирующего устройства и скорректированной системы

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Система автоматического регулирование температуры теплоносителя зерносушилки

Заключение

Я изучила схему САР на примере регулирования температуры теплоносителя зерносушилки. Я рассчитала и построила передаточную функцию звеньев САР и всей системы в целом, рассчитала ошибку по возмущению и по задающему воздействию. При помощи MATLAB построила ЛАЧХ и ЛФЧХ, определила запас по фазе и амплитуде. Построила на миллиметровке ЛАЧХ исходной системы, желаемой и как результат их вычитания ЛАЧХ корректирующего звена, по которой определила его передаточную функцию и физическую схему.

Вывод: Я приобрела навыки анализа САР.

Реферат: Понятие интеллекта

Содержание

I. Понятие интеллекта………………………………………………………………3

II. Психологические методы исследования интеллекта…………………………..4

III. Психологические методы исследования темперамента………………………10

IV. Проявление социально-нравственных типов характера в семье……………..12

Литература…………………………………………………………………………..14

1. Понятие интеллекта

Интеллект (от латинского – Intellectus) в широком смысле – это совокупность всех познавательных функций индивида: от ощущения и восприятия до мышления и воображения; в более же узком смысле – это мышление.

Интеллект является основной формой познания действительности.

Существует три разновидности в понимании функции интеллекта: 1) способность к обучению, 2) оперирование символами, 3) способность к активному овладению закономерностями окружающей нас действительности.

Термин интеллект часто применяется для того, чтобы подчеркнуть специфику человеческой психологической деятельности. При этом не следует упускать из виду, что способности иметь дело с абстрактными символами и отношениями только одна сторона интеллекта; не менее важна и такая сторона как конкретность мышления. Нередко интеллект трактуют, как возможность приспосабливаться к новым ситуациям, используя ранее приобретенный опыт. В данном случае интеллект фактически отождествляется со способностью к учению. Однако нельзя не учитывать то, что интеллект заключает в себе продуктивное начало. Самое существенное для человеческого интеллекта состоит в том, что он позволяет отражать закономерные связи и отношения предметов и явлений окружающего мира, тем самым дает возможность творчески преобразовывать действительность.

Современная наука уже многое зна­ет о сущности человеческого интеллекта. Наиболее общая природа интеллекта как способности отображения мира в понятиях, законы мышления, связь интеллекта с языком и т. д. раскрыты и объяснены весьма основательно. Однако остаются и более глубокие уровни неисчерпаемой сущности человеческого интеллекта, к изучению которых современная наука еще только приближается. К ним следует отнести в первую очередь те глубинные уровни чело­веческого интеллекта, которые закладываются в бесконечной предыстории интеллекта и скрыто «работают» в деятельности интеллекта, обеспечивая его способность адекватно позна­вать мир.

Интеллект человека представляет собой чрезвычайно многофакторную величину. Он определяет как социальную полезность человека, так и его индивидуальные особенности, служит главным проявлением разума. По сути, интеллект то, что выделяет нас из мира животных, что придает особую значимость человеку, что позволяет ему динамически изменять окружающий мир, перестраивая среду под себя, а не приспосабливаться к условиям быстро меняющейся действительности. Тест или проверка интеллекта является важнейшей задачей, которая на любом этапе позволит спланировать дальнейшее развитие личности, определить ход интеллектуальной, моральной и психологической эволюции человека. Именно уровень и тип развития интеллекта определяет будущее человека, его судьбу. Исследование интеллекта интересовало человечество с древних времен и постепенно от вопросов «Кто полезнее, умнее, нужнее?», выросли в отдельную отрасль психологии. Тесты интеллектуального развития занимают отдельное место в ряду методик психологического исследования.

2. Психологические методы исследования интеллекта

Методики психологического исследования интеллекта грубо делятся на: экспериментальные, опросные и креативные (интуитивные).

Первые дают наиболее быстрый и четкий результат.

Вторые позволяют серию корелирующихся между собой данных, но чуть более сложны в обработке.

Третий тип вынесен в особый класс, является наиболее информативным, но представляет значительные трудности в обработке результата и его трактовки, более того результаты полученные с помощью этой группы методик не всегда явно связаны с аналогичными результатами другой группы.

Ниже будут использованы примеры из первой и второй группы. Чтобы избежать не однозначных интерпретаций и большого теоретического обоснования.

Дошкольный возраст. Во время перехода от раннего к дошкольному возрасту, т. е. в период времени от 3 до 7 лет, под влиянием продуктивной, конструкторской и художественной деятельности у ребенка складываются сложные виды перцептивной аналико-синтетической деятельности. Новое содержание приобретает и перцептивные образы, относящиеся к форме предметов. Помимо контура выделяется и структура предметов, пространственные особенности и соотношения его частей.

Методика 1.

«Вырежи фигуры»

Данная методика предназначена для оценки наглядно-действенного мышления. Задание состоит в том, чтобы как можно быстрее и точнее вырезать из бумаги нарисованные на ней фигуры.

Методика 2.

«Воспроизведи рисунки»

Задание этой методики заключено в том, чтобы в специальных пустых квадратах, воспроизвести картинки на которых изображены фигуры в таких же квадратах. На выполнение задания отводится пять минут.

Методика 3.

«Раздели на группы»

Цель данной методики – оценка образно-логического мышления ребенка. Ему показывают картинку, на которой изображены: квадраты, ромбы, треугольники и круги разного цвета. Ребенку предлагают разделить представленные фигуры на как можно большее число групп, На выполнение задания дается три минуты.

Методика 4.

«Кому чего не достает?»

Перед началом выполнения задания, ребенку поясняют, что ему будет показан рисунок, на котором изображены дети, каждому из которых чего-то не хватает. То чего не хватает, изображено отдельно.

Задание, полученное ребенка, заключается в то, чтобы быстрее определить, кому и чего не хватает.

Методика 5.

«Что здесь лишнее?»

Эта методика предназначена для детей от 4 до 5 лет. Она призвана исследовать процессы образно-логического мышления, умственные операции анализа и обобщения у ребенка. В этой методике детям предлагается серия картинок, на которых представлены разные предметы, причем один из них лишний.

Младший школьный возраст. В младшем школьном возрасте закрепляются и развиваются далее только те основные человеческие характеристики познавательных процессов (восприятие, внимание, память, воображение и мышление), необходимость которых связана с поступлением в школу.

Внимание в младшем школьном возрасте становится произвольным, но еще довольно долго, особенно в начальных классах, сильным и конкурирующим с произвольным остается не произвольное внимание детей. Объем и устойчивость, переключаемость и концентрация произвольного внимания к четвертому классу школы у детей почти такие же, как и у взрослого человека. Что касается переключаемости, то она в этом возрасте даже выше, чем в среднем у взрослых. Это связано с молодостью организма и подвижностью процессов в центральной нервной системе ребенка.

Методика 1

«Матрица Равина»

Эта методика предназначена для оценивания наглядно-образного мышления у младших школьников. Здесь под наглядно- образного мышлением понимают такое, которое связано с оперированием различными образами и наглядными представлениями при решении задач.

Ребенку предлагается серия из десяти постепенно усложняющихся задач одинакового типа: на поиск закономерностей в расположении деталей на матрице и подбор одного из восьми рисунков в качестве недостающей вставки к этой матрице, соответствующей ее рисунку. На выполнение всех десяти заданий отводится десять минут.

Методика 2

«Умение считать в уме»

С помощью данной методики проверяют способность ребенка производить умственные арифметические действия с числами и дробями различного типа: простыми, десятичными, а также со сложными дробно-целыми числами.

Методика 3

Формирование понятий.

Методика представляет собой набор плоскостных фигур – квадратов, треугольников и кругов – трех различных цветов и трех различных размеров. Признаки этих фигур: форма, цвет и величина – образуют трехбуквенные искусственные понятия не имеющие смысловые значения на его родном языке.

Перед ребенком в произвольном порядке рядом друг с другом раскладываются карточки с цветными фигурами на них, таким образом, чтобы все карточки ребенок мог видеть и изучать одновременно.

По команде экспериментатора, испытуемый в соответствии с полученным заданием начинает искать задуманное им понятие.

Когда все карточки будут отобраны, ребенок должен дать определение соответствующему понятию, то есть сказать, какие конкретные признаки в него входят.

Экспериментатор в начале исследования, задумывает понятие содержащее только один признак, затем – два и, наконец, – три.

На решение каждой из трех задач отводится три минуты.

Методика 4

Определение понятий, выяснение причин, выявление сходства и различий в объектах.

Определение понятий, выяснение причин, выявление сходства и различий в объектах – это операции мышления, оценивая которые мы можем судить о степени развитости у ребенка интеллектуальных процессов.

Данные особенности мышления устанавливаются по правильности ответов на серию вопросов, которые задает экспериментатор.

Методика 5

«Кубик Рубика»

Эта методика предназначена для диагностики уровня развития наглядно-действенного мышления.

Пользуясь кубиком Рубика, ребенку задают разные по степени сложности задачи на работу с ним и предлагают их решить в условиях дефицита времени.

Дают 9 задач, которые надо решить в течение девяти минут, на каждую задачу — по одной минуте.

Подростковый возраст. В подростковом возрасте происходит совершенствование таких познавательных процессов как память, речь и мышление.

Подростки уже могут мыслить логически, заниматься теоретическими рассуждениями и самоанализом. Они относительно свободно рассуждают на нравственные, политические другие темы, практически недоступные интеллекту младшего школьника. У старшеклассников наблюдается способность делать общие выводы на основе частных посылок и, напротив переходить к частным умозаключениям на базе общих посылок, т. е. способность к индукции и дедукции. Важнейшее интеллектуальное приобретение подросткового возраста – это умение оперировать гипотезами.

Методика 1.

Дана таблица с расположенными по определённой закономерности цифрами (размеры, плотность текста, диапазон значений могут значительно варьироваться, так же, как сложность алгоритма запоминания). Задача испытуемого состоит в том, чтобы определить эту закономерность и, пользуясь ею, за минимальное время вычеркнуть заранее известные цифры. Проверяется главенствующий тип мышления, умение выделять и обобщать закономерности. Учитывается время, правильность определения закономерности.

Методика 2.

Предлагается пройти тест Айзенка в школьном варианте (может быть использован как российский, так и американский или европейский стандарт). Результатом будет довольно обширный объём данных о мышлении, памяти и других характеристиках интеллекта испытуемых. Можно применять тест и в составе довольно больших групп, возможна интерпретация индивидуальных результатов для всей группы (выяснение средних значений «коэффициента интеллекта» для группы и так далее).

Методика 3.

Предлагается лист с рядом понятий. Следует установить логико-количественные соотношения между ними, не используя других понятий и терминов (вариант: с привлечением других терминов и понятий). Принципы упорядочивания могут быть самыми разнообразными – выделить все синонимы, антонимы, слова со схожим лексическим значением, только технические термины, только заимствованные слова и так далее. Оценивается как общий уровень эрудиции испытуемых, так и скорость переключения между различными, порой взаимоисключающими видами деятельности (нахождение синонимов и антонимов).

Методика 4.

Тест технического мышления Беннета. Полученные данные могут определённым образом указать на возможную склонность к техническим специальностям. Позволяет эффективно проверять уровень технического мышления.

Интегрированный комплекс тестов по различным наукам (американская школьная версия). Позволяет точно судить о степени образованности испытуемого по разным предметам школьной программы. В переводном варианте требует адаптации под конкретную школьную программу.

Методика 5.

Тест технического мышления Беннета. Полученные данные могут определённым образом указать на возможную склонность к техническим специальностям. Позволяет эффективно проверять уровень технического

Юношеский возраст. Ранняя юность – время реального перехода к настоящей взрослости, первые признаки которой появляются, как мы уже видели, в подростковом возрасте.

На период ранней юности, традиционно связываемый с обучением в старших классах школы, приходится становление нравственного самосознания. К окончанию школы большая часть юношей и девушек представляет собой людей, практически нравственно сформированных, обладающих зрелою и достаточно устойчивой моралью, которая наряду со способностями, мотивами и чертами характера представляет собой четвертое личностное новообразование детства.

Методика 1.

Логико-количественные отношения.

Испытуемому предлагается решить 20 задач на выяснение логико-количественных отношений.

В каждой из задач необходимо определить, какая величина больше или, соответственно, меньше другой.

На решение всех задач отводится 10 минут.

Методика 2.

Тест Айзенка

Этот тест состоит из восьми субтестов, пять из которых предназначаются для оценки общего уровня интеллектуального развития человека, а три — для оценки степени развитости у него специальных способностей: математических, лингвистических и тех способностей, которые нужны в таких видах деятельности, где активно используется образно-логическое мышление.

Только при условии выполнения всех восьми субтестов можно дать полную оценку, как уровня общего интеллектуального развития человека, так и степени развитости у него специальных способностей.

Методика 3.

Тесты стереометрического характера, связанные с преобразованием пространственных объектов (используется компьютер). Позволяют выяснить уровень развития пространственного мышления и способности к учебным предметам технического характера (физика, геометрические разделы математики, конструирование и тому подобное).

Методика 4.

Предлагается подборка вопросов как общеобразовательного, так и морально-этического плана. Учитываются как скорость и правильность ответов, так и согласованность их с моральными и этическими нормами. Тест позволяет определить морально — этический уровень испытуемых, пропорцию между моральным и рациональным мышлением. Подобный тест предлагается при вступлении в специальные отряды армии США и Европы, (находитесь на территории противника, выполняя задание, вашу замаскированную позицию обнаруживает маленькая девочка. Ваши действия).

Методика 5

Оценка уровня развития технического мышления.

Данный тест предназначен, для того чтобы оценивать техническое мышление человека, в частности — его умение читать чертежи, разбираться в схемах технических устройств и их работе, решать простейшие физико-технические задачи.

На всю работу отводится 25 минут. Развитость технического мышления оценивается по количеству правильно решенных за это время задач.

3. Психологические методы исследования темперамента

К основным психологическим методам исследования темперамента можно отнести: лабораторный; комплексный, естественный и метод наблюдения.

Наибольшую популярность в исследованиях темперамента, особенно в павловском его понимании, получил метод лабораторного эксперимента, который , по мнению его сторонников, позволяет максимально освободиться от маскирующего влияния прошлого опыта. В таком эксперименте можно точно измерять реакции, что особенно важно для получения их временных характеристик и для оценки энергетических параметров поведения. Наконец, лишь в лабораторных условиях можно измерять непроизвольные реакции, не поддающиеся сознательному контролю субъекта и именно поэтому раскрывающие свойственные ему подлинные особенности темперамента. Значение этих условий, типичных для лабораторного эксперимента, подчеркивают главным образом те психологи, которые занимаются изучением типов нервной системы. Однако применительно к диагнозу темперамента лабораторные методы имеют некоторые недостатки, главный из которых состоит в том, что в таких условиях, как правило, производятся измерение по необходимости кратковременно, происходит в небольшом временном интервале, а это значит, что его результаты, по которым судят о темпераменте, могут оказаться случайными, маловероятными. Это связано, в частности, с тем, что физиологические механизмы темперамента, как мы уже говорили, очень сложны; так тонус нервной системы, определяющий интенсивность реакции, обычно на разных ее уровнях различен. Известно также, что некоторые реакции зависят не только от темперамента индивида, но и от ряда других факторов, в принципе не поддающихся одновременному контролю.

Для преодоления этих трудностей все чаще применяются комплексные, полифункциональные исследования, в которых одновременно применяется ряд измерительных приемов, многочисленные показатели свойств темперамента и регистрация различных реакций. Конечно, такие исследования, учитывая используемую в них аппаратуру, довольно дороги и требуют от экспериментатора основательной подготовки, что не способствует их широкому распространению.

Многие исследователи, особенно те, кто занимается изучением темперамента у детей, проводят для диагноза темперамента естественный эксперимент, который, обладая основными чертами экспериментального метода, в то же время весьма близок к методу наблюдения. Этот метод создает возможность для детального контроля условий и хода эксперимента, а также для управления ими; вместе с тем он позволяет измерять интересующее нас поведение в естественных условиях, близких к повседневной жизни ребенка. Ребенок не знает о том, что он является объектом наблюдения, что его реакции и формы поведения подробно регистрируются и направляются заранее запланированной экспериментальной ситуацией.

Примерами естественного эксперимента по исследованию темперамента детей могут служить разнообразные подвижные игры, организуемые исследователем. Понятно, что они могут удовлетворять условиям такого эксперимента лишь в том случае, если сам ход игры, ее правила будут навязаны экспериментатором, строго контролироваться и регистрироваться им.

В педагогической работе наиболее подходящим методом диагностики темперамента, как и других психологических особенностей ученика, является, несомненно, наблюдение. Однако для определения темперамента и других черт личности недостаточно просто наблюдать поведение индивида. Так, констатация того, что ученик ленив, обманывает или проявляет интерес к определенным сторонам жизни, ничего не говорит о его темпераменте, так как эти черты зависят от характера, интересов или мотивации ребенка. В то же время, если мы замечаем, что ребенок быстро выполняет порученное ему действие, совершает движения с большей или меньшей энергией, или же знакомимся с поведением ребенка в трудных или необычных жизненных ситуациях, то на основании многих подобных наблюдений можно с известным приближением судить об определенных особенностях его темперамента.

Методические пути исследования темперамента. Один из наиболее надежных методических путей психологического исследования заключается в систематическом сопоставлении и координации физиологического и психологического исследований.

В психологических исследованиях темперамента этот методический путь в особенности плодотворен. Нейрофизиологические основы темперамента изучены в большей степени, чем нейрофизиологические основы любого психического процесса или свойства личности. Общие типы нервной системы — одна из наиболее разработанных областей физиологии высшей нервной деятельности. Здесь мы можем опереться на теорию, подкрепленную большим количеством экспериментальных фактов и в большей степени проверенную практическим применением. В последнее время теория общих типов и методики их исследования очень широко разрабатывались и по отношению к человеку (Б. М. Теплов, Н. А. Рокотова, А. Г. Иванов -Смоленский ). В нашем распоряжении имеется богатый арсенал методических приемов по изучению общих типов нервной системы человека. Физиологическое исследование общих типов нервной системы открывает новые методические пути и для экспериментально -психологического изучения темпераментов.

4. Проявление социально-нравственных типов характера в семье

В буквальном переводе с греческого характер означает чеканка, отпечаток. В психологии под характером понимают совокупность индивидуально-своеобразных психических свойств, которые проявляются у личности в типичных условиях и выражаются в присущих ей способах деятельности в подобных условиях. Характер — это индивидуальное сочетание существенных свойств личности, выражающих отношение человека к действительности и проявляющихся в его поведении, в его поступках. Характер взаимосвязан с другими сторонами личности, в частности с темпераментом и способностями.

Для воспитания у ребёнка нравственных потребностей нужно знать, из каких элементов они состоят.

Нравственные потребности начинаются

с отзывчивости, которую мы понимаем как способность человека понять затруднительное положение или состояние другого.

Отзывчивого человека обычно называют чутким, сердечным. Отзывчивость — это целый спектр чувств – сочувствие, сострадание, сопереживание. Воспитывать отзывчивость в ребёнке нужно ещё до того, как у него сложатся представления о добре, зле, долге и других понятиях.

Другой важнейший элемент нравственных потребностей – нравственная установка, которую можно сформулировать так: «Не вредить никому, а приносить максимум пользы». Её нужно формировать в сознании ребёнка с того времени, когда он начинает говорить. Благодаря этой установке ребёнок всегда будет стремиться к добру, в нём преодолевается врождённый эгоизм или эгоцентризм.

Обобщённо нравственную установку можно обозначить как любовь к людям, природе. По мере развития сознания она перерастает в любовь к Родине, к своему народу.

Нравственную установку у ребёнка нужно воспитывать постоянно словом и делом, примером и разъяснением, используя волшебную силу искусства и живой мир природы.

И последним, важным структурным элементом нравственных потребностей является способность к деятельной доброте и непримиримость ко всем проявлениям зла.

Действенность добра успешно формируется у детей всем примером жизни взрослого семейного окружения и поэтому важно, чтобы у последнего не расходилось слово с делом.

Нравственные потребности человека теснейшим образом связаны с нравственными чувствами, которые являются также мотивами человеческого поведения. Это сострадание, сочувствие, сопереживание, бескорыстие…

Воспитать развитые нравственные потребности – главнейшая задача родителей. Задача вполне выполнимая. Что же нужно для её успешного решения?

Родители должны осознавать важность этой задачи.

Развивать сами в себе эти нравственные потребности, так как совершенствование продолжается всю человеческую жизнь. Родители, которые хотели бы воспитать своего ребёнка не стихийно, а сознательно, должны начать анализ воспитания своего ребёнка с анализа самих себя, с анализа особенностей собственной личности.

Знать, как, какими методами формировать в детях нравственные потребности.

В процессе формирования характера надо закреплять не только определенную форму поведения, но и соответствующий мотив этого поведения, но и соответствующий мотив этого поведения, ставить детей в такие условия, чтобы их практическая деятельность соответствовала их идейному воспитанию, чтобы они применяли на практике усваиваемые принципы поведения. Если условия, в которых жил и действовал ребенок, не требовали от него, например, проявления выдержки или инициативности, то соответствующие черты характера у него и не выработаются, какие бы высокие моральные идеи ни прививались ему словесно. Нельзя воспитать мужественного человека, если не поставить его в такие условия, когда бы он мог и должен был проявить мужество. Воспитание, устраняющее все трудности на жизненном пути ребенка, никогда не может создать сильного характера.

литература

Крутецкий В. А. Психология. – М., 1986.

Краткий словарь системы психологических понятий /К.К.Платонов — М. Высшая школа 1984.

Ковалев А. Г. Психология личности, изд. 3. М., «Просвещение», 1970.

Немов Р.С. Психология (в трех книгах), книга 1, М., 1998.

Общая психология /Состав. Е.И. Рогов — М. ВЛАДОС, 1995 .

Психология индивидуальных различий ТЕКСТЫ /под ред. Ю.Б.Гиппенрейдера, В.Я.Романова — М. изд-во МГУ, 1982 .

Симонов П. В., Ершов П. М. Темперамент. Характер. Личность, изд. М., «Наука», 1984.

Теоретические проблемы психологии личности, под ред. Е.В. Шорохова, М., 1974.

Титаренко В. Нравственное воспитание в семье// Культура семейных отношений. – М., 1985.

Контрольная работа: Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели

Макроэкономическое равновесие – это такое состояние национальной экономики, когда использование ограниченных производственных ресурсов для создания товаров и услуг и их распределение между различными членами общества сбалансированы. В условиях макроэкономического равновесия существует совокупная пропорциональность между: 1) ресурсами и их использованием; 2) факторами производства и результатами их использования; 3) производством и потреблением; 4) предложением и спросом; 5) материально-вещественными и финансовыми потоками.

В самом общем виде экономическое равновесие – это соответствие между ресурсами и потребностями. Потребность в рыночной экономике выступает опережающим явлением по сравнению с ресурсами. Однако они ограничиваются платежеспособным спросом. В свою очередь, платежеспособный спрос уравновешивается более эффективным использованием ресурсов для производства материальных благ.

Достижению равновесия способствует ценовой механизм. В результате колебания цен происходит выравнивание спроса и предложения товаров, а в точке равновесия устанавливается равновесная цена. Равновесие через посредство ценового механизма может устанавливаться как для отдельных товаров, так и в масштабе народного хозяйства на основе согласовывания агрегированного спроса и агрегированного предложения, то есть как на микро-, так и на макроуровне. Однако условия и методы обеспечения равновесного соответствия на микро- и макроуровнях неодинаковы. Процесс формирования экономического равновесия на макроуровне более сложен и противоречив. Более того, многие авторы сходятся во мнении, что состояние экономического равновесия – это идеальное, но практически недостижимое состояние рыночной экономики. Различают частичное и общее равновесие. Частичное равновесие – это количественное соответствие (равенство) двух взаимосвязанных параметров или сторон экономики. Например, равновесие производства и потребления, покупной способности и товарной массы, доходов и расходов госбюджета, спроса и предложения и т.п.

Общее равновесие означает соответствие (согласование, развитие) всех сфер экономической системы. В основе общего экономического равновесия лежит, прежде всего, соответствие между спросом и предложением товаров и услуг, причем не только потребительских благ, но и средств производства, рабочей силы и т.д. Иначе говоря, условием устойчивого и стабильного развития экономической системы является равновесие не только на рынке товаров, но и на всех остальных рынках: рабочей силы, денег, капиталов.

Модель AD-AS (совокупный спрос – совокупное предложение) является базовой макроэкономической моделью для изучения колебаний объема производства и уровня цен в экономике.

Под совокупным спросом понимаются все расходы на конечные товары и услуги, произведенные в экономике. Он отражает связь между объемом совокупного выпуска продукции, на который предъявлен спрос экономическими агентами, и общим уровнем цен в экономике.

Согласно закону спроса при прочих равных условиях совокупный спрос тем выше, чем ниже уровень цен (рис. 1.1).

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели Уровень цен Р

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская моделиДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели AD

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели

0 Реальный объем выпуска Y

Рис. 1.1. Кривая совокупного спроса

Кривая совокупного спроса показывает количество конечных товаров и услуг, которое потребители готовы приобрести при каждом возможном уровне цен.

Ценовые факторы совокупного спроса:

1. Эффект процентной ставки действует следующим образом: повышение уровня цен приводит к повышению спроса на деньги, т.к. для обеспечения прежнего уровня потребления всем субъектам экономики потребуется больше денежных средств. В результате повышается процентная ставка как цена использования денежного капитала.

2 Эффект богатства (реальных кассовых остатков).

При анализе совокупного спроса в конкретном анализируемом периоде под богатством понимается не наличие ранее приобретенных товаров, а накопленные финансовые активы с фиксированной стоимостью (облигации, срочные счета и т.д.). При повышении уровня цен их покупательная способность снизится, следовательно, уменьшится совокупный спрос.

Эффект импортных закупок.

При повышении уровня цен в национальной экономике для ее субъектов более привлекательными становятся относительно подешевевшие импортные товары. Сокращается чистый экспорт (может стать отрицательным) и весь совокупный спрос.

Неценовые факторы: к ним относится все, что влияет на потребительские расходы домашних хозяйств, инвестиционные расходы фирм, государственные закупки товаров и услуг, а также чистый экспорт: благосостояние потребителей, их ожидания, задолженность потребителей, налоги, процентные ставки, субсидии и льготные режимы инвесторам, колебания валютных курсов и т.д.

Совокупное предложение

Вторым компонентом модели равновесия является совокупное предложение. Под совокупным предложением понимается стоимость общего количества конечных товаров и услуг, произведенных в экономике. Иногда это понятие используется как синоним ВНП.

Неценовыми факторами совокупного предложения являются изменение в технологии, изменение цен на ресурсы и промежуточную продукцию, налогообложения фирм и т.д.

Существуют два различных подхода к модели совокупного предложения.

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская моделиДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская моделиДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели Р AS

AD

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели

0 Y

Рис 1.2. Классическая модель совокупного предложения

Классическая модель (рис. 1.2) описывает поведение экономики в долгосрочном периоде, она базируется на следующих предпосылках:

объем выпуска зависит только от количества факторов производства и технологии и не зависит от уровня цен;

изменения в факторах производства и технологии происходят медленно;

экономика функционирует в условиях полной занятости факторов производства, следовательно, объем выпуска равен потенциальному; кривая AS в этих условиях вертикальна на уровне выпуска при полной занятости факторов производства;

цены и товаров, и факторов производства гибкие, их изменения поддерживают равновесие на рынках; любые колебания совокупного спроса отражаются только на уровне цен.

Кейнсианская модель рассматривает функционирование экономики на сравнительно коротких промежутках времени. Анализ совокупного предложения базируется на следующих положениях:

экономика функционирует в условиях неполной занятости факторов производства;

цены товаров и другие номинальные величины, особенно номинальная заработная плата, относительно жесткие, медленно реагирующие на изменение рыночной ситуации;

реальные величины (объемы выпуска продукции, занятость, реальная заработная плата и др.) более подвижны.

Кривая предложения в кейнсианской модели горизонтальна (при жестких ценах) или имеет положительный наклон (при жесткой номинальной заработной плате и относительно подвижных ценах) (рис. 1.3).

Поэтому в краткосрочном периоде расширение спроса может способствовать увеличению объема продаж без существенного изменения цен.

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели Р

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели AS

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели

0 Y

Рис 1.3. Кейнсианская модель совокупного предложения

Модель AD-AS может быть представлена и в обобщенном виде (рис. 1.4), когда кривая совокупного предложения состоит из трех отрезков, отражающих различные состояния экономики. Первый отрезок – кейнсианский (горизонтальный), второй отрезок – промежуточный, третий отрезок – классический (вертикальный).

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели Р AS

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели 3

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели 2

1

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели 0 Y

Рис. 1.4. Кривая совокупного предложения

1. Кейнсианский отрезок соответствует состоянию глубокого кризиса.

2. Наличие промежуточного отрезка объясняется неравномерностью как выхода из кризиса, так и сползания в кризис. На этом отрезке одновременно и в одном направлении изменяются и уровень реального производства, и уровень цен.

3. Вертикальный, или классический, отрезок отражает состояние полной занятости всех имеющихся ресурсов при данном уровне развития производительных сил. В этих условиях на изменение совокупного спроса экономика может ответить только изменением уровня цен.

Стандартная Кейнсианская модель (без учета денежного фактора) представлена тремя моделями, каждая из которых строится на основе предшествующей и постепенно усложняется.

1. Модель автономного спроса. Предполагает автономное потребление и автономные инвестиции, не связанные с доходом.

2. Модель с функцией потребления. Автономное потребление заменяется функцией потребления, которая связана с доходом.

3. Модель с участием государства. Добавляется государственный сектор, что позволяет ввести в анализ трансфертные платежи, налоги, государственные расходы.

Кейнсианская функция потребления имеет вид

C = C0 + a x Yd, (1)

где С — величина потребительских расходов;

С0 — автономное потребление, величина которого не зависит от размеров текущего располагаемого дохода;

Yd – реальные располагаемые доходы домашних хозяйств;

а – коэффициент зависимости потребления от величины располагаемого дохода.

Кейнсианская функция сбережения:

S = — C0 + b x Yd , (2)

где b — коэффициент зависимости сбережений от величины располагаемого дохода.

а + b = 1.

По мнению Дж. Кейнса, в краткосрочном периоде потребление является величиной относительно стабильной. Люди склонны, как правило, увеличивать свое потребление с ростом дохода, но растет оно в меньшей степени, чем растет доход. Поэтому коэффициенты a и b определяются как предельные склонности к потреблению и сбережению.

Предельная склонность к потреблению показывает долю прироста расходов на потребительские товары и услуги при любом изменении располагаемого дохода.

a = MPC = ∆ С/ ∆ Yd, (3)

где Δ С — прирост потребительских расходов; Δ Yd — прирост располагаемого дохода.

MPC определяет угол наклона линии, отражающей функцию потребления.

Предельная склонность к сбережению – доля прироста сбережений при любом изменении располагаемого дохода.

b = MPS = ΔS / ΔYd, (4)

где ΔS — прирост сбережений.

В сумме MPS и MPC равны 1, так как они представляют собой две части, на которые делится прирост располагаемого дохода.

Графическая интерпретация функции потребления представлена на рис. 1.5.

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская моделиДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели С Е = Y

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели С(Y)

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели Е

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели С0

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели

45є

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская моделиДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели 0 Y0 Y

Рис. 1.5. Функция потребления в модели «креста Кейнса»

К факторам, определяющим потребление и сбережения, не связанным с доходом, относятся богатство, накопленное в домашнем хозяйстве, уровень цен, экономические ожидания, уровень налогообложения, величина потребительской задолженности. Действие этих факторов приводит к смещению кривой потребления.

Функция автономных инвестиций выглядит следующим образом:

I0= Ii ( R* — I ), (5)

где I0 – автономные инвестиции;

Ii — предельная склонность к инвестированию, которая показывает, на сколько единиц изменится объем инвестирования при изменении разницы между предельной эффективностью капитала и текущей нормой процента на единицу.

Совместное равновесие на рынках благ и денег анализируется в модели Хикса-Хансена (IS – LM). Она позволяет найти условия одновременного равновесия этих рынков (рис. 1.6).

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская моделиR IS

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели LM

r

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская моделиY (доход, выпуск)

Рис. 1.6. Модель IS –LM

Кривая IS (инвестиции – сбережения) отражает условие равновесия на товарных рынках, т.е. показывает все варианты сочетаний доходов Y и процентной ставки R, при которых инвестиции равны сбережениям и, следовательно, реализуется весь произведенный в экономике конечный продукт.

Кривая LM (предпочтение ликвидности – количество денег) – это кривая равновесия на денежном рынке, она показывает все варианты сочетаний дохода Y и процентной ставки R, при которой спрос на деньги равен их предложению. Точка пересечения этих кривых показывает, при каких условиях в равновесии находятся и товарные, и денежные рынки.

Сдвиги кривых IS и LM отражают проводимую государством экономическую политику. Кривая IS сдвигается главным образом под действием инструментов бюджетно-налоговой политики, а кривая LM – денежно-кредитной.

Модель IS-LM (инвестиции- сбережения, предпочтение ликвидности — деньги) — модель товарно — денежного равновесия, позволяющая выявить экономические факторы, определяющие функцию совокупного спроса. Модель позволяет найти такие сочетания рыночной ставки процента R и дохода Y, при которых одновременно достигается равновесие на товарном и денежном рынках. Поэтому модель IS-LM является конкретизацией модели AD-AS.

Основные уравнения модели IS-LM:

1) У==С+I+G+XДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели — основное макроэкономическое тождество.

2) C=a+b(Y-T) — функция потребления, где Г=TДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели+tY

3) I=e-dR — функция инвестиций.

4) XДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели=g-m’Y-n R — функция чистого экспорта.

5) Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели = k Y — h • R- функция спроса на деньги.

Внутренние переменные модели: Y (доход), С (потребление), I (инвестиции), ХДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели (чистый экспорт), R (ставка процента).

Внешние переменные модели: G (государственные расходы), MДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели(предложение денег), t (налоговая ставка).

Эмпирические коэффициенты (a, b, е, d, g, т , п, k, h) положительны и относительно стабильны.

В краткосрочном периоде, когда экономика находится вне состояния полной занятости ресурсов (YДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская моделиY*), уровень цен Р фиксирован (предопределен), а величины ставки процента R и совокупного дохода Y подвижны. Поскольку Р = const. поскольку номинальные и реальные

значения всех переменных совпадают.

В долгосрочном периоде, когда экономика находится в состоянии полной занятости ресурсов (Y=Y*), уровень цен Р подвижен. В этом случае

переменная Ms (предложение денег) является номинальной величиной, а все остальные переменные модели — реальными.

Кривая IS — кривая равновесия на товарном рынке. Она представляет собой геометрическое место точек, характеризующих все комбинации Y и R, которые одновременно удовлетворяют тождеству дохода, функциям потребления, инвестиций и чистого экспорта. Во всех точках кривой IS соблюдается равенство инвестиций и сбережений. Термин IS отражает это равенство (Investment = Savings). Простейший графический вывод кривой IS связан с использованием функций сбережений и инвестиций (см. прил. 4), где:

А изображена функция сбережений: с ростом дохода от YДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели до УДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели сбережения увеличиваются с SДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели до SДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели;

В изображена функция инвестиций: рост сбережений сокращает процентную ставку с rДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели до RДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели увеличивает инвестиции с IДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели до IДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели . При этом IДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели = SДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели, а IДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели =SДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели;

С изображена кривая IS: чем ниже ставка процента, тем выше уровень дохода.

Аналогичные выводы могут быть получены с использованием модели Кейнсианского креста (см. прил. 5), где:

А изображена функция инвестиций: рост ставки процента от RДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели до RДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская моделиснижает планируемые инвестиции с 1(RДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели);

В изображен крест Кейнса: уменьшение планируемых инвестиций сокращает доход с YДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели до YДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели;

С показана кривая IS: чем выше ставка процента, тем ниже уровень дохода.

Уравнение кривой IS может быть получено путем подстановки уравнений 2, 3 и 4 в основное макроэкономическое тождество и его решения относительно R и Y.

Уравнение кривой IS относительно R имеет вид:

R=Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели, где

Т = Та + t • Y

Уравнение кривой IS относительно Y имеет вид:

Y=Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели,

где T=TДоходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели+tY

Коэффициент Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели характеризует угол наклона кривой IS относительно оси Y, который является одним из параметров сравнительной эффективности фискальной и монетарной политики.

Кривая IS является более пологой при условии, если:

1) чувствительность инвестиций (d) и чистого экспорта (п) к динамике ставки процента велика;

2) предельная склонность к потреблению (Ь) велика;

3) предельная ставка налогообложения (t) невелика;

4) предельная склонность к импортированию (т’) невелика;

Под влиянием увеличения государственных расходов G или снижения налогов Т кривая IS смещается вправо. Изменение налоговых ставок t изменяет также и угол ее наклона. В Долгосрочной перспективе угол наклона IS также может быть изменен с помощью политики доходов, так как у высокообеспеченных семей предельная склонность к потреблению относительно ниже, чем у малообеспеченных. Остальные параметры (d, п п

т’) практически не подвержены воздействию макроэкономической политики и преимущественно являются вешними факторами, определяющими ее эффективность.

2. Задача 1

Цена товара Х составляет 1,5 руб. Цена товара У составляет 1 руб. Если потребитель оценивает предельную полезность товара У в 30 кооп. и желает максимизировать удовлетворение от покупки товаров Х и У, тогда за сколько он должен принять предельную полезность товара Х?

Решение

Предельная полезность — это дополнительная, добавочная полезность, получаемая потребителем от каждой дополнительной единицы определенного вида продукции. В связи с этим экономисты сформулировали закон убывающей предельной полезности: по мере потребления дополнительных единиц или порций, одного и того же товара общая полезность, получаемая потребителем, увеличивается все более медленными темпами, т.е. предельная полезность каждой последующей единицы, или порции, уменьшается.

Доходы, потребление, сбережения, инвестиции: классическая и кейнсианская модели,

где MUi – предельная полезность последних единиц товаров 1,2,3, …, n;

Рi – цена товаров 1,2,3, …, n.

X / P1 = Y / P2

Х 1,5= 0,3 1

Х= 1,5 * 0,3

Х = 0,45

Если потребитель оценивает предельную полезность товара У в 30 кооп. и желает максимизировать удовлетворение от покупки товаров Х и У, тогда предельная полезность товара Х должна оцениваться 45 кооп.д

3. Задача 2

Экономический цикл включает в себя следующие фазы:

спад, оживление, подъем, пик деловой активности;

кризис, спад, оживление, подъем;

кризис, депрессию, оживление и подъем деловой активности.

Ответ

Экономический цикл включает в себя следующие фазы: кризис, депрессию, оживление и подъем деловой активности.

Список литературы

Курс экономической теории: Учебное пособие / Под ред. А.В. Сидоровича– М.: Изд. «Дело и Сервис», 2-ое изд., перераб. и доп., 2004г, — 421с.

Курс экономической теории: учебник под ред. М.Н. Чепурина– Киров: «АСА», 2006г., 5-ое доп. и перераб. изд. – 412с.

Ломакин В.К. Мировая экономика, — Москва, Юнити, 2002г. – 463с.

Налоги в условиях экономической интеграции (под ред. проф. В.С. Барда и проф. Л.П. Павловой). — «КноРус», 2004 г. — 365с.

Н. Грегори Мэнкью Принципы макроэкономики, 2-е издание, Питер, 2003. – 280с.

Умрихин С.А., Ильина Ю.В. Международные стандарты финансовой отчетности: российская практика применения. – М.:»ГроссМедиа: РОСБУХ», 2007 г. – 312с.

Экономическая теория: учебник под ред. В. И. Видяпина, А. И. Добрынина, Г.П. Журавлевой, Л.С. Тарасевича– М. ИНФРА-М, 2003. – 374с.

Ядгаров Я.С. История экономических учений: Учебник – М.:ИНФРА-М, 2003, — 432с.

О понятии «финансовые обязательства государства» (В.И. Солдатова, «Право и экономика», N 2, февраль 2007 г.) — с. 24-26.

10. Актуальные проблемы защиты интересов государства в экономических отношениях (Н.Г. Доронина, «Журнал российского права», N 12, декабрь 2005 г.) — с. 7-10.

11. Финансовый курьер («Финансовая газета. Региональный выпуск», N 35, август 2007 г.) — с.4.

Реферат: Конспект по статистике (основные понятия)

Статистика- это планомерный и систематический учет массовых, общественных явлений, которые осуществляются государственными статистическими органами и дает числовое выражение в проявляющимися закономерностями.

Основные черты, предметы статистической науки.

1) Статистика – наука общества.

2) Статистика изучает количественную сторону общественных явлений в конкретных условиях места и времени.

3) Статистика изучает массовое явление.

Метод статистики.

Под статистической методологией понимается система принципов и методов их реализации, направленных на изучение количественных закономерностей.

Три важных состояния элемента метода статистики:

. Массовое статистическое наблюдение- т.е. сбор первичных данных об изучаемых объектах.

. Сводка и группировка – представляет собой разделение совокупности данных полученных на этапе наблюдения на однородные группы по одному или нескольким признакам.

. Вычисление обобщающих статистических показателей (абсолютных, относительных, средних, показателей вариаций, динамики, индексов) их анализ.

Отрасли статистических наук

В составе статистики. Как единой науки выделились и получили известные самостоятельные следующие отрасли.

1) Общая теория статистики , которая разрабатывает понятия категорий и методов измерения количественной закономерной общественной жизни.

2) Экономическая статистика, изучающая количественные закономерности процессов воспроизводства на различных условиях.

3) Социальная статистика, изучающая количественную сторону развития соц. Инфраструктуры, общества (статистика здравоохранения, образования, культуры, судебной и др.).

4) Отраслевая статистика (статистика промышленности, агро- промышленного комплекса, транспорта. Торговли, связи.)
Все отрасли статистики развивая и совершая свою методологию способов развития статистической науки в целом.

Основные задачи и принципы организации государственной статистики в РФ.
Главным учетным статистическим центром является Государственный комитет РФ по статистике (ГОСКОМСТАТ РФ).
В соответствии со статьей 71 конституции РФ он осуществляет руководство делом учёта и статистики на всей территории страны. В соответствии с административно- территориальным делением России образованна система местных органов ГОС Статистики. Комитеты ( Республиканские, краевые, областные) и управления (городские, районные).

ГОСКОМСТАТ России

. Осуществляет сбор, обработку, накопление и анализ статистической информации. Отображающей экономическое и социальное развитие страны, процессы становления и развития многоукладочной экономики. Ход выполнения государственных и региональных программ развития и эффективности производства.

. Систематически публикует обширную статистическую информацию в специальных изданиях и сборниках, предоставляет информацию органам власти.(президенту, правительству)

. Постоянно совершенствует методологию учета и статистики. Разрабатывает и утверждает формы учёта и отчетности. В том числе и на отчетности всё большего внедрения ПК.

Основными задачами статистики в условиях развития в РФ рыночных отношений является следующее:

1) Совершение учета и отчетности и сокращения на это основе документооборота.

2) Усиление работы по контролю за достоверностью по статистическому информированию предоставляемой предприятиями, учреждениями и организациями всех отраслей экономики и форм собственности.

3) Повышение своевременности поступления информации в статистические органы.

4) Углубление аналитических функций, разрабатывание статистических данных, формирование тематики проводимых статистических исследований в соответствии с текущими задачами социально- экономического развития страны.

5) Дальнейшее развитие и совершенствование статистической методологии на основе все более широкого внедрения ПК.

Основные категории статистики

Статистический признак. Классификация.

Для изучения общей теории статистики необходимо рассмотреть основные понятия на которых будет основываться все дальнейшее изложение материала.

Т.к. статистика имеет дело с массовыми явлениями, то основным понятием является статистическая совокупность.

Статистическая совокупность – это множество объектов или явлений изучаемых статистикой, которые имеют один или несколько общих признаков и различаются между собой по другим признакам. Так например при определённом объеме различного товарооборота все предприятия торговли осуществляли продажу товаров населению рассматриваются как единая статистическая совокупность .

Отдельные объекты или явления образующие статистическую совокупность называются единицами совокупности. Например при проведении переписи торгового оборудования единицей наблюдения является торговое предприятие., а единицей совокупности их оборудование. (прилавки, холодильники и т.д.)

Явления и процессы в жизни общества изучаются статистикой по средствам статистических показателей.

Статистический показатель – это количественная оценка свойств изучаемого явления.

Одной из важных категорий статистической науки является понятие признака.

Признак – это характерное свойство изучаемого явления, отличающего его от других явлений.

В разных отраслях статистики изучаются разные признаки так например объектом изучения является предприятие, а его признаком, вид продукции . Или объект отдельный человек, его признаки (рост, вес и т.д.).

Статистические признаки принято делить на две больших группы:

1) Признаки качественные

2) Признаки количественные

Качественные признаки (атрибутивные) – это признак отдельное значение которого выражаются в виде понятий, наименований

(токарь, слесарь).

Если атрибутивные признаки принимают только одну из двух противоположных значений, их называют Альтернативными. Например пол (мужской, женский)

Количественный признак – это признак определяющее значение которого имеют количественные выражения например (рост – 155 см.)

Каждый объект изучения может обладать целым рядом статистических признаков, но от объекта к объекту одни признаки меняются, остаются неизменными.

Меняющиеся признаки от одного объекта к другому принято называть варьирующимися. Именно эти признаки изучаются статистикой.

Вариация- это многообразие изменения величины признака у отдельных единиц в совокупности наблюдения (вариации з.п. 5000,

10000, 15000 тыс.)

Отдельные значения признака называют вариантами признака.

Иногда понятие статистического показателя отожествляется с понятием признака изучаемого явления.

Розничный товарооборот в России в 1995 году составил 553,5 миллиардов рублей.

А изучаемый признак отображает лишь количественную собственность изучаемого явления. (розничный товарооборот – это релиз товара населению в обмен на их денежные доходы в размерах торговли.)

Статистическое наблюдение.

Виды и способы статистических наблюдений.

Статистическое наблюдение – это начальная стадия экономико- статистических исследований.

Оно представляет собой научно-организационную работу по собиранию массовых первичных данных о явлениях и процессах общественной жизни, любое статистическое наблюдение осуществляется с помощью оценки и регистра признаков единой совокупности в соответствии с учетными документами, таким образом полученные данные представляют собой факты которые так или иначе характеризуют явления общественной жизни.

Формы статистических наблюдений

Различают две основные формы статистического наблюдения – это отчетность и специальное организационное наблюдение.

Отчетность – это такая форма наблюдении при которой предприятие, организация предоставляет в статистические и вышестоящие органы постоянные сведения.

Статистическая отчетность чаще всего базируется на данных бух.

Учета. Все формы обязательной статистической отчетности утверждают органы ГОССТАТИСТИКИ.

По своему содержанию формы отчетности бывают: Типовыми (общими) и специализированными. По периоду времени за которое предоставляется отчетность различают: текущую и годовую.

Текущая – делиться на квартальную, месячную, недельную и т.д.

При переходе к рыночной экономике из всех видов статистической отчетности исключаю показатели отображаются только фактические данные.

Специально-организационное наблюдение — это наблюдение которое организуется со специальной целью на определенную дату для получения данных, которые в силу различных причин не собир. стат. Отчетностью, а также с целью проверки данных статистической отчетности. (перепись населения.)

Виды статистического наблюдения

Различные по времени рег. Данных и по степени охвата ед. совокупности.

По времени рег. Фактов. стат наблюдение может быть непрерывным, периодическим и единовременным.

Непрерывное (текущее наблюдение) – ведется систематически т.е. регистрирование фактов ведется по мере их совершения (учета производства продукции, выручки магазина).

Периодическое наблюдение — повторчерез равные промежутки времени(ежегодная перепись остатка матер. ценностей на складе на

1 января).

Единовременное наблюдение –производится по мере надобности без соблюдения определённой периодичности. Оценка и переоценка основных методов. По охвату ед. совокупности выделяют сплошное и несплошное наблюдение.

Сплошным называют наблюдение при котором исследованию подвергаются все единицы изучаемой совокупности.

(инвентаризация).

Несплошное наблюдение – называется такое наблюдение при котором исследованию подвергаются только часть изучаемой совокупности, отобранная опред. образом.

Курсовая работа: Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

“Основы автоматики и системы автоматического управления ”

на тему:

Синтез системы автоматического регулирования

радиального положения пятна

Рязань 2008

Содержание

Задание

Введение

Расчет датчика положения

Расчет линейного электродвигателя

Расчет оптической системы

Расчет корректирующего устройства

Заключение

Список литературы

Приложение

Рязанская государственная радиотехническая академия

Кафедра САПР вычислительных средств

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

по дисциплине «Основы автоматики и системы автоматического управления”

студентки_Поповой Е.Ю. ___________________________группы 050_

Тема

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

Срок представления работы к защите: ______________ г.

Исходные данные для выполнения работы:

λ=8 мкм;

F=150;

kу=3;

Т=3·10-4 с;

dк=15 мм;

В=1 т;

Rk=4 Ом;

W=100 витков;

m=30 г;

μ=40 г/с;

c=0 н/м.

Руководитель работы _ _ /подпись/

Задание выдано ______________ г.

Задание принято к исполнению /подпись/

Введение

В настоящее время оптические дисковые системы нашли множество применений. Возможность записи значительного объема информации и простота тиражирования делает оптический диск очень привлекательным. В сфере записи и хранения данных системы с прямой оптической записью информации стали штатными периферийными устройствами компьютеров.

Просто осуществляемое сканирование по плоской поверхности диска при считывании, обеспечивающее быстрый доступ к информации, важное качество таких систем. Дополнительным достоинством оптических дисков является отсутствие физического контакта между считывающей головкой и несущем информацию слоем, так как считывание осуществляется пучком света, сфокусированным на этом слое. Защитный прозрачный слой, покрывающий носитель информации, предохраняет мелкие детали от повреждений и затеняющих частичек.

Как и в обычной граммофонной записи, информация расположена по спирали, которая называется дорожкой. Дорожка представляет собой спиральный прерывистый пунктир из меток записи. Метки являются маленькими областями, имеющими оптический контраст с окружающей их зеркальной поверхностью, например черные элементы в виде черточек или продолговатые углубления (питы) на поверхности. Метки вызывают изменение отражения от диска вдоль дорожки. Оптическая считывающая головка, которая в данном случае заменяет механическую иглу граммофона, преобразует изменения отражения в электрический сигнал. Для этого объектив головки фокусирует лазерный луч в маленькое пятно на дорожке и направляет луч, отраженный от диска, на фотоприемник. Таким образом, сигнал с фотоприемника модулируется во времени в соответствии с метками на дорожке вращающегося диска.

Высокая плотность в записи информации достигается с помощью оптических средств, которые представляют собой оптический сканирующий микроскоп со средним увеличением. Предел плотности записи обусловлен дифракцией света, которая определяет минимальный диаметр пятна в фокальной плоскости. Размер пятна пропорционален длине волны света λ, излучаемого полупроводниковым лазером. Для используемых в настоящее время лазеров это составляет 109 — 1011 бит на диск. На рис.1 показаны основные оптические элементы считывающей головки.

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

Диск

O

З D

Л

Рис.1. Базовая оптика.

Излучение полупроводникового лазера Л фокусируется через прозрачную подложку диска на поверхность, несущую информацию, с помощью объектива микроскопного типа О. Часть отраженного света, собираемого тем же объективом, направляется полупрозрачным зеркалом З на детектор (фотоприемник) D.

Для сканирования всего диска эта конструкция должна быть укреплена на каретке, перемещающейся по радиусу диска. При этом малые и кратковременные ошибки (отклонения) пятна от дорожки устраняются за счет перемещения компактной головки относительно каретки.

Дорожки записи (САРД). В видео дисковых системах дополнительно используется система управления в тангенциальном направлении (вдоль дорожки), предназначенная для компенсации высококачественных изменений скорости считывания.

Таким образом, в настоящее время оптические дисковые системы снабжены пятью системами автоматизированного регулирования, а именно:

Вращения диска (САРВ);

Тангенциального слежения (САРТ);

Радиального слежения за дорожкой (САРД);

Радиального перемещения каретки (САРРП);

Вертикального слежения за фокусировкой (САРФ).

Расчет датчика положения

Система радиального слежения за дорожкой предназначена для фиксации считывающего пятна в пределах дорожки при перемещениях диска, вызываемых эксцентриситетом, движением каретки, действием внешних вибраций, ускорений и т.д. Функциональная схема CAPD содержит те же компоненты, что и САРФ и показана на рис. 2.1.

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

g(t)

х(t)

Усилитель

мощности

Датчик Усилитель Корректирующее

положения устройство

Рис.2.1. САРД.

Датчик положения отклонение считывающего пятна относительно дорожки в радиальном направлении. После усиления и коррекции сигнал с выхода датчика положения подается на ЛЭД, перемещающий головку считывания в направлении перпендикулярном дорожке в сторону уменьшения отклонения от дорожки.

Сигнал ошибки получается оптическими средствами. Наиболее часто используется метод двух пятен и радиальный двухтактный метод.

В методе двух пятен постоянная составляющая (ПС) сигнала детектора содержит информацию о положении сканирующего пятна относительно информационной дорожки, причем величина ПС будет минимальной, если пятно находится на дорожке (в этом случае отражение света минимальное). Зависимость величины ПС сигнала от радиального положения пятна приведена на Рис.2.2. При Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна, где n = 0, 1, 2, …, а q – расстояние между дорожками предполагается, что центр пятна совмещен с центральной линией дорожки.

Относительный уровень ПС

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

в

а

0 q x

Рис. 2.2. Зависимость ПС от радиального положения пятна.

Для получения двухполярного сигнала ошибки, в котором знак определяет направление смещения, а амплитуда — величину смещения, применяются два дополнительных сканирующих пятна, которые проецируются на диск со смещением λ относительно дорожки в радиальном направлении. Аппроксимируем изменения ПС сигнала UПС функций косинуса в соответствии с равенством:

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна,

где а – уровень сигнала снимаемого с основного сканирующего пятна;

b – амплитуда переменной составляющей.

Тогда два пятна спутника, детектируемые двумя раздельными фотоприемниками, дадут следующие сигналы:

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна;

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна;

Разностный сигнал:

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна,

является нечетной функцией радиального положения x. Амплитуда и наклон UP(x) максимальны, если Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна = 1 или Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна.

Пятна-спутники получаются с помощью (фазовой) дифракционной решетки, размещенной в диафрагме объектива. Смещение пятен-спутников в радиальном направлении составляет q/4 (см. рис.2.3), а в направлении дорожки гораздо больше (обычно 20 мкм.).

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятнаСинтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

q

l

Рис.2.3. Расположение пятен — спутников на диске.

Изменением углового положения решетки можно изменять смещение Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна и тем самым оптимизировать сигнал ошибки радиального слежения UP. Такая схема достаточно проста и очень стабильна.

В методе двух пятен измеряется полная световая мощность пятна плоскости, сопряженной с поверхностью диска. При этом любое изменение интенсивности света в поперечном сечении отраженных лучей не играет роли.

В этом случае сигнал ошибки радиального слежения, как и в методе двух пятен, получается как разность сигналов с двух фотоприемников и определяется выражением

Up(x)=siny10ЧsinСинтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна .

Уравнение содержит сомножитель siny10, значение которого зависит от средней глубины пит. Питы со средней глубиной, близкой к четверти длины волны лазера и контрастные черно-белые структуры имеют значение y10»p и дают очень малый сигнал. Поэтому при использовании данного метода в процессе изготовления диска-оригинала при формировании глубины пит необходимо уходить из этой запрещенной области. Практически удается получить значения siny10=(0.5ё0.7), что вполне приемлемо для осуществления радиального метода.

Схема, поясняющая работу датчика положения, показана на рис. 2.4.

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

Рис 2.4. Схема датчика положения.

Уравнения имеют вид:

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

где kp – крутизна характеристики сигнала ошибки радиального слежения, которая определяется линеаризацией характеристики сигнала расфокусировки.

Схема датчика положения приведена на рис 2.5.

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

Рис. 2.5. Схема датчика положения.

Тогда передаточная функция будет выглядеть так:

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

где Ку – коэффициент передачи суммирующего усилителя; Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

Тф – постоянная времени фильтра низких частот и находится по формле:

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

где λ – максимальное расстояние между двумя переходами от пита к ленду в канальном ходе на дорожке диска.

f – скорость считывания канального хода потока данных.

f=14·F, f=2100 Кбайт/с=1,68·107 бит/с;

Тф=3,05·10-7 с;

Кр – находится путем линеаризации (см. Приложение 1)

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна ,

тогда передаточная функция Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

Расчет линейного электродвигателя

Далее сигнал выхода усилителя мощности поступает на исполнительный двигатель, как правило линейный электродвигатель (ЛЭД), работающий по принципу громкоговорителя. Составными частями такого двигателя являются: катушка, постоянный магнит и, возможно, магнитопровод из магнитномягкого железа.

Пригодные к применению конструкции ЛЭД могут быть разделены на две основные группы с подвижной катушкой и с подвижным магнитом.

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятнаКонструкция с подвижной катушкой (рис.3.1) имеет ряд преимуществ и недостатков. Помимо проблем обрыва проводников, подводящих ток к катушке, движущая часть имеет обычно плохой тепловой контакт с окружающей средой (высокое тепловое сопротивление RT). Тепло, выделяющееся в подвижной катушке, приводит к росту температуры всей подвижной части, в частности объектива, что нежелательно. Это в конечном счете приводит к уменьшению среднего значения силы, развиваемой данным ЛЭД.

считывающая

головка

катушка

магнит

магнитопровод

Рис.3.1. Привод головки с подвижной катушкой.

Достоинством системы с подвижной катушкой является то, что стационарная магнитная система может быть увеличена и, следовательно, с ее помощью можно обеспечить более сильное магнитное поле (высокое значение магнитной индукции В).

Альтернативным решением может быть конструкция с подвижным постоянным магнитом и неподвижной катушкой. В этом случае отвод тепла от катушки не является серьезной проблемой (низкое RT) и максимально допустимая температура катушки Ткат max может быть выше, так как она изолирована от объектива. Но развиваемая ЛЭД сила будет меньше из-за ослабления магнитного поля (низкое В), поскольку объем магнита меньше. Увеличение же магнита нежелательно, так как приводит к возрастанию массы подвижной части, что ухудшает динамические свойства САРФ.

Поэтому в реальных конструкциях применяется ЛЭД с подвижной катушкой.

Поскольку оба типа ЛЭД являются одинаковыми по принципу действия и различаются лишь подвижностью составляющих их частей, уравнения, описывающие их поведение можно представить в виде:

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна,

где: L – индуктивность катушки;

R=Rк+Rум — сопротивление катушки и внутреннее сопротивление усилителя мощности;

I — ток катушки;

В – магнитная индукция;

l – длина проводника катушки в магнитном поле;

F – сила действующая на катушку;

UУМ – напряжение на выходе усилителя мощности,

или в операторной форме:

(Т·Р+1) F=LлэдUум; (2)

где Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна — постоянная времени ЛЭД;

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна — коэффициент передачи ЛЭД;

l = π dk W;

W – число витков катушки ЛЭД.

Переходя к изображению, получим передаточную функцию:

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна;

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна;

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна;

Клэд=2,355;

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

Расчет оптической системы

Основная цель, стоящая при разработке подвески, обеспечить движение головки только по жестко заданным направлениям. Подвески могут быть с помощью линейных подшипников механического или электромагнитного типа и пружинных гибких направляющих. В первом случае перемещение в направлении регулирования ничем не ограничивается, а в перпендикулярных направлениях предотвращается путем выбора соответствующих подшипников с минимально возможными допусками у механических и максимальной жесткостью у электромагнитных. Тогда с учетом демпфирования в подвесе и диссипации энергии в катушке, уравнения движения подвижной части имеют вид:

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна,

где Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна — коэффициент вязкого трения,

или в операторной форме

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна,

где Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна.

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна, Т1=0,75 с;

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

Расчет корректирующего устройства

Для надежной работы устройства, необходимо включить в его схему еще один элемент, обеспечивающий заданное качество переходного процесса. Но перед этим нужно добиться требуемого качества установившегося режима. Система должна обеспечивать точность Xmax=0,2 мкм при входном воздействии gmax=500 мкм, отсюда можно найти суммарный коэффициент усиления всех звеньев системы.

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

Необходимо построить при помощи программного пакета ТАУ, нескорректированные логарифмические амплитудно-частотные характеристики (ЛАЧХ) и логарифмические фазо-частотные характеристики (ЛФЧХ), определить частоту среза ω0 (см. Приложение 2).

После построения ω0=3000 1/с.

Рекомендуемый наклон скорректированной ЛАЧХ в области частоты среза -20 Дб на декаду. Т.к. одна из постоянных времени лежит ниже частоты среза, то наклон не скорректированный ЛАЧХ в этой области примерно -60 Дб/декаду. Следовательно, чтобы поднять на 40 Дб не скорректированную ЛАЧХ передаточная функция корректирующего устройства должна иметь вид:

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

Постоянные времени в данном случае выбираются по соотношению:

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна;

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна;

Выбираем τ=0,0006 с,

Т=0,0001 с.

Таким образом мы получили следующую передаточную функцию:

W(s)=Wдп(s)·Wиэ(s)·Wоу(s) ·Wку(s)

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна

Ввод данных:

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна, где

К=1; Т1=Т2=0,6; Т3=0,3; Т4=0,2; λ=1; τ=0

Синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна, К=2500, Т=750 с

Заключение

В ходе выполнения данной курсовой работы был проведен синтез системы автоматического регулирования радиального положения пятна. Скорректированная система получилась устойчивой.

Список литературы

1. Сапаров В.Е., Максимов Н.А. Системы стандартов в электросвязи и радиоэлектронике. М.: Радио и связь, 1985. 248 с.

2. Микропроцессорные системы автоматического управления./Под ред. Бесекерского В.А. Л., Машиностроение, 1988.

3. Бесекерский В.А., Изранцев В.В. Системы автоматического управления с микроЭВМ. М., Наука, 1987.

4. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М., Наука, 1975.

5. Теория автоматического управления./Под ред. Воронова А.А. М., Высшая школа, 1986, Т.1, 2.

6. Основы автоматического регулирования и управления./Под ред. Пономарева В.М., Литвинова А.П. М., Высшая школа, 1974.

7. Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления./Под ред. Бесекерского В.А. М., Высшая школа, 1978.

Реферат: Методологические подходы к психодиагностике интеллекта

Методологические подходы к психодиагностике интеллекта

О.Л.Разумовская

Психологическая диагностика сегодня располагает большим арсеналом разнообразных методик, позволяющих установить индивидуальные различия между людьми по тем или иным психологическим признакам. Тесты часто используются в клинической, школьной и профессиональной психодиагностике. Методики диагностики интеллектуальных различий занимают среди них особое место, так как их использование имеет далекие социальные последствия, что особенно значимо, когда речь идет о детях.

В отечественной психологии принятие известного постановления “О педологических извращениях в системе наркомпросов” (1936) привело к отказу от разработки методов диагностики интеллекта. Интеллект отождествлялся с мышлением, не рассматривался в качестве единой когнитивной системы и тем более в качестве способности. Только спустя сорок лет это направление исследований было восстановлено в своих правах, началась научная разработка вопросов теории и практики психодиагностики интеллекта [2. С.2].

В мировой истории психологических исследований проблема интеллекта, являясь, с одной стороны, наиболее изучаемой и распространенной (ей посвящено самое большое число работ), с другой стороны, остается самой дискуссионной. До настоящего времени не сложилось однозначного определения интеллекта, хотя этим понятием активно оперируют в различных областях и главным образом в прикладных работах. Именно поэтому в западной психологии нарастает волна критики этого понятия со ссылкой на отсутствие у него каких-либо объяснительных возможностей. Взгляды на интеллект как на то, “что измеряют тесты интеллекта”, привели к тому, что интеллект оказался противопоставленным естественным проявлениям интеллектуальной активности, творческим интеллектуальным возможностям, эффективности социального познания и т.д.

В 1921 году журнал “Психология обучения” организовал дискуссию, в которой приняли участие крупнейшие американские психологи. Каждого из них попросили дать определение интеллекта и назвать способ, которым интеллект можно было бы лучше всего измерить. В качестве лучшего способа измерения почти все ученые назвали тестирование, тогда как их определения интеллекта оказались парадоксально противоречивыми [3],[8].

Попытка упорядочить информацию, накопленную в области экспериментально-психологических теорий и исследований интеллекта, принадлежит М.А. Холодной. Ею были выделены восемь основных подходов, для каждого из которых характерна определенная концептуальная линия в трактовке природы интеллекта:

Социокультурный – интеллект рассматривается как результат процесса социализации и влияния культуры в целом (Дж. Брунер; М. Коул и С. Скрибнер; Л. Леви-Брюль; А.Р. Лурия; Л.С. Выготский и др.).

Генетический – интеллект определяется как следствие усложняющейся адаптации к требованиям окружающей среды в естественных условиях взаимодействия человека с окружающим миром (У.Р. Чарлсворз; Ж. Пиаже).

Процессуально-деятельностный – интеллект рассматривается как особая форма человеческой деятельности (С.Л. Рубинштейн; А.В. Брушлинский; Л.А. Венгер; Н.Ф. Талызина; О.К. Тихомиров; К.А. Абульханова-Славская и др.).

Образовательный – интеллект как продукт целенаправленного обучения (А. Стаатс; К. Фишер; Р. Фейерштейн; Н.А. Менчинская; З.И. Калмыкова; Г.А. Берулава и др.).

Информационный – интеллект определяется как совокупность элементарных процессов переработки информации (Х. Айзенк; Э. Хант; Р. Штернберг и др.).

Феноменологический – интеллект как особая форма содержания сознания (В. Келер; К. Дункер; Р. Мейли, М. Вертгеймер; Р. Глезер; Дж. Кэмпион и др.).

Структурно-уровневый – интеллект как система разноуровневых познавательных процессов ( Б.Г. Ананьев; Е.И. Степанова; Б.М. Величковский и др.).

Регуляционный – интеллект как форма саморегуляции психической активности (Л.Л. Терстоун и др.)

Отсутствие однозначности в определениях интеллекта связано с многообразием его проявлений. Однако всем им присуще то общее, что позволяет отличать их от других особенностей поведения, а именно активизация в любом интеллектуальном акте мышления, памяти, воображения – всех тех психических функций, которые обеспечивают познание окружающего мира. Соответственно под интеллектом как объектом измерения подразумеваются те проявления индивидуальности человека, которые имеют отношение к его познавательным свойствам и особенностям [4].

Тесты исследования интеллекта очень многочисленны и разнообразны. Это разнообразие связано с тем, что они разрабатываются в русле разных теорий интеллектуального развития. Так же как ведутся споры по поводу понятия интеллекта, так же нет согласия и в вопросе о том, как определить уровень интеллекта. Одни авторы считают, что интеллект определяется единственной способностью или умением, другие – что это целый набор разнообразных индивидуальных способностей.

Первые тесты исследования интеллекта были созданы Ф.Гальтоном, и ему же принадлежит заслуга разработки математико-статистических методов анализа данных по индивидуальным различиям. Исходя из идеи о наследственной основе психических свойств человека, Гальтон проводил измерения сенсомоторных качеств, различных видов чувствительности у испытуемых, стремясь охватить “измерением и числом операции ума” [5. С.27].

Идеи Ф.Гальтона получили дальнейшее развитие в работах американского психолога Д.Кеттелла, разработавшего системы тестов для исследования различных видов чувствительности, времени двигательной реакции, объема кратковременной памяти. Его работы положили начало широкому использованию “умственных тестов” [5. С.28].

Следующий шаг в развитии тестирования интеллекта был сделан известными французскими учеными А.Бине и Т.Симоном, разработавшими первую в истории психологии систему тестов для измерения уровня интеллектуального развития детей. При создании тестов исследователи ориентировались на конкретные практические цели, перед ними стояла задача: определить, какие дети будут учиться хорошо, а какие – плохо. В итоге была получена методика, в которой показатели IQ естественно высоко коррелировали со школьной успеваемостью. Затем первая шкала неоднократно пересматривалась авторами, которые стремились изъять из нее все задания, требующие специального обучения [6. С.135-136].

Показателем умственного развития в шкалах Бине-Симона был умственный возраст, который определялся по числу выполненных ребенком тестовых заданий и мог расходиться с хронологическим. На основе выявленного таким образом несовпадения делалось заключение либо об умственной отсталости, либо одаренности. Позднее в качестве меры развития интеллекта было предложено рассматривать соотношение умственного и хронологического возрастов, получившее название “коэффициента интеллекта” [5].

В отличие от Гальтона, который рассматривал интеллект как совокупность врожденных психофизиологических функций, Бине признавал влияние окружающей среды на особенности познавательного развития. Поэтому интеллектуальные особенности оценивались им не только с учетом сформированности определенных познавательных функций, но и на основе уровня усвоения социального опыта: осведомленности, знания значения слов, владения некоторыми социальными навыками, способности к моральным оценкам и т.д. В результате содержание понятия “интеллект” оказалось расширенным как с точки зрения перечня его проявлений, так и с точки зрения факторов его становления[4].

Среди многочисленных модификаций, вышедших вслед за тестами Бине, нужно выделить Стенфордскую редакцию шкалы Бине, проведенную американским психологом Л.Терменом в 1916г., который ввел понятие тестовой нормы. Таким образом, произошел переход на позицию чисто статистического подбора заданий теста и обоснования его валидности. Позиция Л.Термена получила широкое распространение и является определяющей и по сегодняшний день [1].

Современный вариант теста исследования интеллекта, тест Стэнфорд-Бине, находит широкое применение при работе с детьми от двух до шестнадцати лет. В нем есть шкалы измерения общей осведомленности, уровня вербального развития, восприятия, памяти, способности к логическому мышлению. Все задания распределены по возрастным уровням [7. С.136].

Уже с начала века в рамках тестологической парадигмы складываются две прямо противоположные линии трактовки природы интеллекта. Одна из них, связанная с именем К.Спирмена, признает интеллект как общий фактор, представленный на всех уровнях интеллектуального функционирования, другая (Л.Терстоуна) отрицает какое-либо общее начало интеллектуальной деятельности и утверждает существование множества независимых интеллектуальных функций.

Теория интеллекта Спирмена базировалась на факте наличия положительных корреляционных связей между результатами исполнения различных интеллектуальных тестов. Основой для этой связи, по его мнению, служило наличие в каждом из тестов некоторого общего начала, получившего название “общего фактора интеллекта” – фактора “g”. Кроме фактора “g”, Спирменом был выделен фактор “s”, характеризующий специфику каждого конкретного тестового задания. В целом данная теория получила название двухфакторной теории интеллекта.

В рамках теории интеллекта Л. Терстоуна, как уже было сказано выше, отвергалась возможность существования общего интеллекта. Прокоррелировав результаты выполнения испытуемыми 60 разных тестов, предназначенных для выявления самых разных сторон интеллектуальной деятельности, Терстоун выявил ряд “групповых факторов”, семь из которых назвал “первичными умственными способностями”:

“S” – “пространственный” – способность оперировать в уме пространственными отношениями;

“P” – “восприятие” – способность детализировать зрительные образы;

“N” – “вычислительный” – способность выполнять основные арифметические действия;

“V” – “вербальное понимание” – способность раскрывать значение слов;

“F” – “беглость речи” – способность быстро подобрать слово по заданному критерию;

“M” – “память” – способность запоминать и воспроизводить информацию;

“R” – “логическое рассуждение” – способность выявлять закономерность в ряду букв, цифр, фигур.

В результате был сделан вывод о том, что для описания индивидуальных интеллектуальных способностей должен использоваться не единственный IQ- показатель, а соответствующий профиль уровня развития первичных умственных способностей, каждая из которых проявляется независимо от других и отвечает за строго определенную группу интеллектуальных операций. Данная теория получила название многофакторной теории [4].

Первый из этих подходов был развит в работах Р. Кеттелла. Спирменовский фактор “g” был разделен им на два компонента: gc – “кристаллизованный интеллект” и gf – “текучий интеллект”. Кристаллизованный интеллект является результатом влияния культуры и образования, его основная функция – накопление и организация знаний и навыков. Текучий интеллект связан с биологическими возможностями нервной системы, его основная функция – быстро и точно обрабатывать текущую информацию. Кроме этих базовых интеллектуальных способностей, Кеттелл выделил еще три дополнительных фактора: gv – способность манипулировать образами при решении дивергентных задач, gm – способность сохранять и воспроизводить информацию и gs – способность поддерживать высокий темп реагирования.

Аналогичный взгляд на природу интеллекта, связанный с признанием единого основания интеллектуальной деятельности, характерен для исследований Дж. Равена (1936). Ученик Спирмена, он придерживался взгляда, что умственные способности включают два компонента: продуктивный – способность выявлять связи и соотношения, приходить к выводам, непосредственно не представленным в заданной ситуации; и репродуктивный – способность использовать прошлый опыт и усвоенную информацию. Известная методика Равена – “Тест прогрессивных матриц”, ориентированный на диагностику способности к выявлению закономерностей в организации серий последовательно усложняющихся геометрических фигур, был создан в попытке найти способ измерения продуктивных возможностей интеллекта. Данный тест признан одним из наиболее чистых способов измерения фактора “g” [4].

Тест Ф. Гудинаф “Нарисуй человека”, предназначенный для измерения уровня интеллектуального развития детей и подростков, выполнен тоже в рамках подхода “общего интеллекта”. Этот тест употреблялся без изменений с момента его первоначальной стандартизации в 1926 г. до 1963г. После этого тест был пересмотрен и вновь опубликован под названием “Тест рисования Гудинаф – Харриса”. В нем, как и в исходном варианте, акцент делался на точности детской наблюдательности, на развитии понятийного мышления, а не на умении рисовать. Оценка давалась на основании того, какие части тела и детали одежды изображает ребенок, как учтены пропорции, перспектива и другие особенности. Тест задумывался как попытка создать методику клинического исследования интеллекта, свободную от влияния культуры. Однако, как показали исследования, выполнение этих тестов в большей степени зависит от различий в культурном окружении, чем это предполагалось [1. С.260].

Дальнейшее углубление идеи “целостности” человеческого интеллекта привело к разработкам иерархических теорий интеллекта. К ним относится теория Ф. Вернона и радикально-уровневая теория интеллекта Л.Гуттмана [4. С.27].

Следующим этапом в развитии идеи “общего интеллекта” стало представление о возможности оценки общего интеллекта на основе суммирования результатов выполнения некоторого множества тестов. Появились интеллектуальные шкалы, включающие набор вербальных и невербальных субтестов. К ним относятся интеллектуальные шкалы Векслера и Амтхауэра. При использовании данных шкал индивидуальная оценка “уровня общего интеллекта” определяется как сумма баллов успешности выполнения всех субтестов.

Второй подход, связанный с идеей Л. Терстоуна о “множественности” интеллектуальных способностей, был развит в работах американского психолога Дж. Гилфорда, создавшего специальную модель для описания разных типов когнитивных способностей. Многомерная структурная модель Гилфорда основана на трех критериях, описывающих различные стороны интеллектуальной деятельности:

Тип выполняемой умственной операции (оценка, конвергенция, дивергенция, запоминание, познание).

Содержание материала интеллектуальной деятельности (объектное, символическое, семантическое, поведенческое).

Разновидность конечного продукта (единицы, классы, отношения, системы, трансформации, рассуждения).

Пересечение всех трех измерений описывает конкретное достижение при выполнении каждой отдельной задачи. В исследования Гилфорда достижения по одной группе тестов не обязательно были связаны с достижениями по другой. Из этого он делал вывод о том, что интеллект нельзя рассматривать как одну способность. Однако впоследствии Гилфорд пришел к выводу, что при оценке определенных способностей все же необходимо апеллировать к интегральным показателям [3],[6. С.133].

Более поздние варианты данного подхода принадлежат таким исследователям, как А.Ягер – “берлинская модель структуры интеллекта”, постулирующая два измерения интеллектуальной деятельности: операции (скорость, память, креативность, процессы переработки информации) и содержание (вербальное, цифровое, образно-наглядное), и Дж.Кэррол – двадцатичетырехфакторная теория интеллекта, опирающаяся на идеи когнитивной психологии и положение о решающем значении процесса переработки информации [4. С.31].

В целом представители обоих подходов, “общего интеллекта” и “множественного”, так и не пришли к однозначному решению проблемы интеллекта и его измерения. Сторонники идеи “общего интеллекта” вынуждены были признать, что данное понятие является формально-статистической абстракцией по отношению к множеству проявлений интеллектуальной деятельности. В свою очередь, представители идеи “множественного” интеллекта неизбежно сталкивались со свидетельством наличия всепроницающего влияния некоторого общего начала, проявляющегося в различных типах интеллектуального исполнения.

В настоящее время среди исследователей все большей поддержкой пользуется шкала, разработанная Спирменом. Несмотря на то, что продолжаются споры по поводу его понимания природы генерального и специфических факторов интеллекта, важным оказывается представление об интеллекте как едином образовании, не распадающемся на отдельные не связанные друг с другом способности. “Свойства интеллекта не существуют как некоторые обособленные акты, а представляют собой стороны единой и неразрывной познавательной деятельности, органически включенной в психическую активность человека” [2. С.5].

Отметим, что современные тесты интеллекта как инструменты диагностического исследования обладают высокой надежностью и обоснованностью. Прочно утвердилась позиция отказа от прямого заимствования зарубежных тестов и норм успешности, необходимым требованием для их использования стали адаптация и стандартизация.

Специалисту, работающему с тестом как измерительным инструментом, необходимо ясно представлять, что измеряется и каково значение получаемых при тестировании результатов. Существующие тесты позволяют сделать как бы срез с достигнутого уровня усвоения основных требований, предъявляемых к познавательным особенностям личности. В этом условность принятого в психодиагностике понятия “коэффициент интеллекта”. Необходимо помнить, что хотя достигнутый уровень и не дает оснований для отдаленных прогнозов, он является основой для дальнейших успехов и развития.  

Список литературы

А.Анастази. Психологическое тестирование. Кн.1. М: Педагогика, 1982.

Бурлачук Л.Ф. Психодиагностические методы исследования интеллекта. Киев: Знание, 1985.

Гилфорд Дж. Три стороны интеллекта // Психология мышления / Под ред. А.М.Матюшкина. М.: Прогресс, 1965.

Общая психодиагностика / Под ред. А.А. Бодалева, В.В. Столина. М.: изд-во Моск. ун-та, 1987.

Развитие личности ребенка: пер. с англ./ Общ. ред. А.М.Фонарева. М.: Прогресс, 1987.

Словарь-справочник по психологической диагностике / Бурлачук Л.Ф., Морозов С.М.; Отв. ред. Крымский С.Б. Киев: Наук. думка, 1989.

Талызина Н.Ф., Карпов Ю.В. Педагогическая психология: психодиагностика интеллекта. М., 1987.

М.А. Холодная. Психология интеллекта: парадоксы исследования. Томск: изд-во Томск. ун-та. Москва: изд-во “Барс”, 1997.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.yspu.yar.ru/

Шпаргалка: Операцианализация понятия интеллект

Операцианализация понятия интеллект

Интеллект – от лат. Intellectus — познание, понимание, рассудок), способность мышления, рационального познания в отличие от таких, например, душевных способностей как чувство, воля, интуиция, воображение и т. п. Термин интеллект представляет собой перевод латинский перевод древне-греческого понятия нус (ум) и по своему смыслу тождественен ему. В схоластике он употреблялся для обозначения высшей познавательной способности. В обратном значении эти термины употреблены у Канта. Интеллект ( нем. Verstand рассудок)-как способность образования понятий, разум — как способность образования метафизических идей.

Интеллект – в широком смысле слова вся познавательная деятельность человека, в узком, процесс мышления, неразрывно связанный с языком как средством общения, обмена мыслями и взаимного понимания людей. В идеалистической психологии и философии интеллект отрывается от чувственного познания  и практики превращения в самостоятельную духовную сущность.

Способность синтезировать новые идеи.

Способность адекватно реагировать на окружающую среду.

Образовательный уровень.

Генетическая предрасположенность к мышлению.

Способность выбирать наиболее рациональные решения.

Потребность в исследовании и анализе окружающей среды.

Список литературы

При подготовке данной работы были использованы материалы с сайтов: http://www.referat.ru и http://www.bankreferatov.ru

Курсовая работа: Решение обратной задачи динамики

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Московский государственный технический университет

имени Н.Э. Баумана»

Калужский филиал

Факультет электроники, информатики и управления

Кафедра «Системы автоматического управления и электротехника» (ЭИУ3-КФ)

Решение обратной задачи динамики

Расчётно-пояснительная записка к курсовой работе

по курсу «ТиСУ»

Калуга 2009

Содержание

Введение

Постановка задачи

Основные направления развития концепций обратных задач динамики

Обратные задачи динамики в теории автоматического управления

Применение спектрального метода для решения обратных задач динамики

Практическая часть

Результаты расчёта

Приложения

Введение

Предлагаемая работа посвящена разработке на основе концепций обратных задач динамики математических методов и построенных на их основе алгоритмов синтеза законов управления и определения параметров настройки САУ из условия реализации на выходе системы законов максимально приближенных в известном смысле к эталонным. Основными в этих методах являются понятия спектральных характеристик функций и систем, под которыми понимаются совокупности коэффициентов Фурье процесса относительно выбранного ортонормированного базиса

Постановка задачи

Задана система автоматического управления (модель ЭГСП) в виде структурной схемы.

Решение обратной задачи динамики

Числовые значения параметров математической модели ЭГСП

Параметры в упрощенной структурной схеме на рис. 2 имеют следующие значения:

• Параметры рабочей жидкости

— Рабочая жидкость: масло АМГ-10

— Рабочее давление в гидросистеме: Решение обратной задачи динамики

— Плотность рабочей жидкости: Решение обратной задачи динамики

— Объемный модуль упругости жидкости: Решение обратной задачи динамики

• Параметры ЭМП и ЭУ

— Коэффициент усиления ЭУ по току: Решение обратной задачи динамики

— Коэффициент усиления по напряжению выходного каскада электронного усилителя: Решение обратной задачи динамики

— Сопротивление обмотки управления: Решение обратной задачи динамики

— Сопротивление обратной связи по току: Решение обратной задачи динамики

— Суммарное сопротивление: Решение обратной задачи динамики

— Индуктивность обмотки управления: Решение обратной задачи динамики

— Электрическая постоянная цепи управления ЭМП:

Решение обратной задачи динамики

— Коэффициент, характеризующий жесткость силовой характеристики: Решение обратной задачи динамики

— Коэффициент вязкого трения: Решение обратной задачи динамики

— Коэффициент жесткости обобщенных характеристик: Решение обратной задачи динамики

— Коэффициент пропорциональности диаметру сопл: Решение обратной задачи динамики

— Масса якоря и заслонки: Решение обратной задачи динамики

— Электромеханическая постоянная ЭМП:

Решение обратной задачи динамики

— Коэффициент затухания колебательного звена:

Решение обратной задачи динамики

• Параметры ГУ

— Ширина окна золотника: Решение обратной задачи динамики

— Длина окна золотника: Решение обратной задачи динамики

— Диаметр штока золотника: Решение обратной задачи динамики

— Диаметр рабочей поверхности золотника: Решение обратной задачи динамики

— Коэффициент чувствительности ГУ по расходу: Решение обратной задачи динамики

— Масса золотника: Решение обратной задачи динамики

— Площадь торца золотника: Решение обратной задачи динамики

— Максимальная проводимость рабочих окон при Решение обратной задачи динамики:

Решение обратной задачи динамики

— Площадь поперечного сечения золотника:

Решение обратной задачи динамики

— Объем жидкости в междроссельных каналах и торцевой камере

золотника:

Решение обратной задачи динамики

— Коэффициент, характеризующий жесткость нагрузочных

характеристик ГУ в области линеаризации:

Решение обратной задачи динамики

— Суммарная жесткость пружин, на которые опирается золотник:

Решение обратной задачи динамики

— Жесткость гидродинамической силы: Решение обратной задачи динамики<< Решение обратной задачи динамики

— Коэффициент вязкого трения: Решение обратной задачи динамики

— Постоянная Решение обратной задачи динамики определяет собственную частоту колебаний золотника массой Решение обратной задачи динамики, опирающейся на пружины

Решение обратной задачи динамики

— Коэффициент затухания колебательного звена

Решение обратной задачи динамики

• Параметры ДГП

— Диаметр поршня (известен интервал значений):

Решение обратной задачи динамики

— Диаметр штока: Решение обратной задачи динамики

— Площадь поршня (известен интервал значений):

Решение обратной задачи динамики

— Длина рабочей камеры цилиндра: Решение обратной задачи динамики

— Объем жидкости, подвергающейся сжатию (расширению) в

полости 1(2) гидроцилиндра при y = 0 (известен интервал

значений):

Решение обратной задачи динамики

— Масса поршня штока (известен интервал значений):

Решение обратной задачи динамики

— Расстояние между штоком поршня и осью вращения элерона (известен интервал значений): Решение обратной задачи динамики. Для расчета момента инерции выберем среднее значение Решение обратной задачи динамики.

— Коэффициент чувствительности золотникового распределителя по расходу:

Решение обратной задачи динамики

— Коэффициент, характеризующий жесткость нагрузочных характеристик ДГП: Решение обратной задачи динамики.

— Гидравлическая постоянная времени ДГП:

Решение обратной задачи динамики

— Коэффициент момента трения со смазочным материалом:

Решение обратной задачи динамики

— Коэффициент передачи электрической обратной связи по перемещению поршня Решение обратной задачи динамики

— Коэффициент передачи электрической обратной связи по углу руля: Решение обратной задачи динамики

— Момент инерции всех подвижных частей привода, приведенный к оси руля: J

— Момент аэродинамических сил, действующий на руль относительно его оси вращения Решение обратной задачи динамики

Средствами simulink:

Решение обратной задачи динамики

Данная задача относится к так называемым обратным задачам динамики.

Основные направления развития концепций обратных задач динамики

Динамика как раздел науки о движении рассматривает следующие задачи:

– по заданным силам, действующим на систему, определить закон движения (траекторию) этой системы;

– по заданному закону движения системы определить силы, под действием которых это движение происходит.

Эти задачи являются в определенном смысле противоположными по своему содержанию. Поэтому их именуют прямой и обратной задачами.

Хотя обратные задачи динамики имеют давнюю и богатую историю, в настоящее время можно встретить их различное толкование и понимание. Наиболее обобщенное определение понятия обратных задач динамики следующее. Обратными задачами динамики называются задачи об определении активных сил, действующих на механическую систему, параметров механической системы и связей, наложенных на систему, при которых движение с заданными свойствами является одним из возможных движений рассматриваемой механической системы.. Здесь под обратными задачами динамики понимаются задачи об определении законов управления движением динамических систем и их параметров из условия осуществления движения по назначенной траектории.

На протяжении длительного времени первая задача являлась основной. В средние века предметом исследований классической механики оказалось, в основном, установление свойств движения заданной механической системы под действием полностью известных сил, т.е. решались так называемые детерминированные прямые задачи динамики. В те времена это и было оправдано, так как соответствующий уровень развития производительных сил потребовал решения в первую очередь задач установления свойств движения механических систем различных конструкций под действием заданных нагрузок и сил. Кроме того, решение прямых задач привлекало еще и тем, что, казалось, оно может восстановить прошлое в движении механической системы и предсказать будущее, если известно состояние системы в данный момент времени. Правда, эта иллюзия детерминизма была вскоре развеяна, в основном, благодаря развитию одного из разделов самой классической механики, теории устойчивости движения. Было установлено, что ни один процесс в природе не происходит так, как он определяется решением соответствующих уравнений движения при заданных начальных условиях.

Это объясняется, во-первых, тем, что сами уравнения движения не могут быть составлены точно с учетом всех явлений; во-вторых, любое движение механической системы сопровождается начальными, параметрическими и постоянно действующими возмущениями, они и вызывают отклонение действительного движения системы от движения, полученного решением детерминированной прямой задачи. Было установлено также, что для сохранения желательных свойств движения необходимо управлять движением рассматриваемой механической системы, добиваться устойчивости этого движения, требовать, чтобы оно было неподатливым ко всякого рода возмущениям. А для этого предварительно приходилось решать обратные задачи динамики, определять, при каких условиях осуществимо движение с заданными свойствами.

С другой стороны, и само развитие теории управления движениями материальных систем вызвало необходимость решения обратных задач динамики в различных постановках. Все это привело к тому, что обратные задачи классической механики оказались своего рода направляющими и исходными задачами современной науки об управлении движениями материальных систем различной физической природы и конструкций.

В настоящее время можно говорить о трех классах обратных задач динамики:

– обратные задачи аналитической механики;

– обратные задачи динамики управляемого полета;

– обратные задачи динамики в теории автоматического управления.

Обратные задачи динамики в теории автоматического управления

Теория автоматического управления и регулирования развивалась независимо от возникновения и развития концепций обратных задач динамики. Начиная с первых простейших автоматических регуляторов, инженеры и конструкторы создавали автоматические системы, которые обеспечивали протекание управляемых процессов по желаемым законам. В результате в теории автоматического управления разработано большое число практических приемов и методов, которые успешно применяются при проектировании и создании автоматических систем различного назначения. В основе каждого метода заложены концепции обратных задач динамики управляемых систем.

Действительно, частотные методы расчета и проектирования систем автоматического регулирования и управления основаны на приближении частотных характеристик проектируемой системы к соответствующим характеристикам желаемого вида, т.е. процессы в проектируемой системе должны быть близки к процессам, протекающим в некоторой эталонной системы, отвечающей требованиям технического задания на проектирования.

Расчет параметров систем автоматического регулирования корневыми методами также основан на приближении динамических характеристик проектируемой системы к соответствующим характеристикам некоторой эталонной системы. Мера близости динамических характеристик в таких процедурах расчета определяет соответствие между распределениями корней характеристических уравнений проектируемой и эталонной систем.

В теории автоматического управления широкое развитие получили методы синтеза замкнутых систем, основанные на решении оптимизационных задач с использованием различных функционалов, характеризующих качество процессов управления. Большое число процедур было разработано для параметрической оптимизации систем регулирования по критерию минимума интегральных квадратичных оценок, введенных А.А. Красовским еще в 40-е годы.

По определению интегральными квадратичными оценками рассматриваемой системы являются:

Решение обратной задачи динамики — оценка нулевого порядка,

Решение обратной задачи динамики- оценка первого порядка,

Решение обратной задачи динамики — оценка порядка n,

где x(t) – выходная переменная, характеризующая состояние системыРешение обратной задачи динамики — ее производные; n – порядок системы. Величины Решение обратной задачи динамики постоянны и имеют размерность времени.

Для вычисления интегральных квадратичных оценок разработаны различные приемы и способы, которые можно в учебной литературе по теории автоматического регулирования.

Задача формулируется следующим образом. Задана структура динамической системы; некоторые параметры системы являются варьируемыми, а остальные должны оставаться неизменными. Требуется найти такие значения варьируемых параметров, при которых реализуется минимум какой-либо интегральной квадратичной оценки. Сформулированная задача является задачей параметрической оптимизации динамической системы. Найденные в результате ее решения параметры именуются оптимальными, а систему с такими параметрами называют оптимальной по переходному процессу.

Схема решения задачи параметрической оптимизации в аналитической форме такова. Пусть Решение обратной задачи динамики есть те параметры, которые необходимо определить из условия реализации минимума принятой интегральной квадратичной оценки Решение обратной задачи динамики. Выражение для оценки Решение обратной задачи динамикисодержит неизвестные параметры Решение обратной задачи динамики. Оптимальные значения параметров определяются из уравнений Решение обратной задачи динамики. Практически параметрическая оптимизация проводится с применением численных методов, так как в аналитическом виде решение может быть получено в простейших случаях. Выражения для Решение обратной задачи динамики оказываются громоздкими, а уравнения для оптимальных параметров нелинейными.

Однако, как показано в работах А.А. Красовского и А.А. Фельдбаума, оптимальность системы по интегральному квадратичному критерию равносильна тому, что ошибка системы как функция времени подчиняется в процессе управления соответствующему дифференциальному уравнению.

Действительно. Пусть состояние системы характеризуется выходной переменной x(t) и ее производными Решение обратной задачи динамики). Предполагается, что порядок системы равен n. Пусть в начальный момент

Решение обратной задачи динамики, Решение обратной задачи динамики,…,Решение обратной задачи динамики (1.1)

Принимается, что собственное движение системы асимптотически устойчиво. Тогда при Решение обратной задачи динамики система стремится к положению равновесия:

Решение обратной задачи динамики (1.14)

Рассмотрим оценку Решение обратной задачи динамики и найдем такую функцию x(t), которая удовлетворяет граничным условиям (1.1), (1.2) и доставляет минимум интегралу Решение обратной задачи динамики. Обозначим через подынтегральное выражение в Решение обратной задачи динамики. Тогда согласно теории вариационного исчисления необходимое условие экстремума (минимума) интеграла будет иметь вид

Решение обратной задачи динамики (1.3)

Это дифференциальное уравнение называется уравнением Эйлера-Пуассона. С учетом выражения для можно найти

Решение обратной задачи динамики

и, кроме того,

Решение обратной задачи динамики

Следовательно, уравнение (1.3) будет

Решение обратной задачи динамики (1.4)

Таким образом, экстремаль x(t), на которой интеграл обращается в минимум, является решением дифференциального уравнения (1.4) порядка 2n. При этом x(t) должна удовлетворять граничным условиям (1.1) и (1.2). Характеристическое уравнение, отвечающее (1.16), таково:

Решение обратной задачи динамики

Оно обладает тем свойством, что его корни попарно симметричны относительно начала координат комплексной плоскости p, т.е. корням Решение обратной задачи динамики, соответствуют корни, Решение обратной задачи динамики. На этом основании решение (1.4) можно записать в виде

Решение обратной задачи динамики (1.5)

где постоянные Решение обратной задачи динамики, должны быть такими, чтобы выполнялись граничные условия.

Пусть для определенности корни таковы, что

Решение обратной задачи динамики, Решение обратной задачи динамики, Решение обратной задачи динамики

В этом случае постоянные Решение обратной задачи динамики в (1.5) должны быть равными нулю в силу того, что согласно (1.2) при Решение обратной задачи динамики функция Решение обратной задачи динамики и ее производные стремятся к нулю. Таким образом, выражение для экстремали Решение обратной задачи динамики должно быть

Решение обратной задачи динамики. (1.6)

Однако известно, что Решение обратной задачи динамики, определяемая формулой (1.6), есть решение одного дифференциального уравнения n-го порядка

Решение обратной задачи динамики (1.7)

Коэффициенты Решение обратной задачи динамики этого уравнения однозначно выражаются через корни Решение обратной задачи динамики по формулам Виета.

Отметим, что начальными условиями для уравнения (1.7) являются (1.1).

Из приведенного анализа следует, что экстремаль Решение обратной задачи динамики интеграла Решение обратной задачи динамики при граничных условиях (1.1), (1.2) является решением однородного дифференциального уравнения (1.7), порядок которого равен порядку оптимизируемой системы. На этом основании можно заключить, что параметрическая оптимизация системы по критерию минимума интегральной квадратичной оценки Решение обратной задачи динамики выполняется из условия, чтобы выходная переменная x(t) системы в свободном движении изменялась во времени по предписанному закону, определяемому дифференциальным уравнением (1.7). Это в свою очередь означает, что задачу параметрической оптимизации можно рассматривать как обратную задачу динамики, формулируемую следующим образом: динамическая система заданной структуры имеет варьируемые параметры Решение обратной задачи динамики; требуется найти такие значения этих параметров, при которых движение системы проходит по предписанной траектории, определяемой дифференциальным уравнением вида (1.7).

Практически не всегда оказывается возможным провести параметрический синтез системы из условия, чтобы ее выходная переменная x(t) в точности была равна переменной Решение обратной задачи динамики, которая является экстремалью минимизируемого функционала Решение обратной задачи динамики. В большинстве случаях параметры Решение обратной задачи динамики ищутся из условия наилучшего (в каком-либо смысле) приближения x(t) и Решение обратной задачи динамики. Очень часто в качестве меры приближения используют определенные интегралы:

Решение обратной задачи динамики

и другие. Здесь Решение обратной задачи динамики — отклонение выходной переменной оптимизируемой системы от экстремальной кривой Решение обратной задачи динамики; Решение обратной задачи динамики, Решение обратной задачи динамики — производные по времени; Решение обратной задачи динамики, Решение обратной задачи динамики — положительные числа. Выражение (1.7) представляет собой, по сути дела, также интегральные оценки, записанные для отклонений траектории синтезируемой системы от назначенной.

В прикладных задачах параметрической оптимизации не всегда используются интегральные квадратичные оценки, порядок которых равен порядку дифференциального уравнения оптимизируемой системы. Очень часто параметрический синтез проводят по квадратичным оценкам первого и второго порядка. В таких случаях параметры системы определяются из условия, чтобы выходная переменная x(t) приближалась к решению дифференциального уравнения первого или соответственно второго порядка.

Таким образом, требование оптимальности системы по переходному процессу в смысле минимума интегральной квадратичной оценки Решение обратной задачи динамики равносильно требованию, чтобы выходная переменная системы в ее свободном движении изменялась в соответствии с решением однородного дифференциального уравнения порядка m.

В последнее время при анализе и синтезе систем автоматического управления широкое применение нашли спектральные методы, которые базируются на спектральных характеристиках сигналов, что значительно упрощает решение задач теории управления с использованием ЭВМ. Ниже рассмотрим теоретические основы применения спектральных методов при решении задач теории управления.

Применение спектрального метода для решения обратных задач динами

Рассмотрим решение спектральным методом обратной задачи динамики в следующей постановке.

Известна система автоматического управления (регулирования), которая может быть как стационарной, так и нестационарной, и работа которой описывается следующим дифференциальным уравнением:

Решение обратной задачи динамики (2.1)

где

Решение обратной задачи динамики — сигнал на выходе системы;

Решение обратной задачи динамики — сигнал на входе системы;

Решение обратной задачи динамики — коэффициенты дифференциального уравнения, являющиеся функциями времени.

При этом неизвестны некоторые параметры настройки системы управления, которые необходимо определить в процессе решения задачи. Обозначим множество этих параметров через Решение обратной задачи динамики где Решение обратной задачи динамики — их число. Тогда коэффициенты дифференциального уравнения будут зависеть от Решение обратной задачи динамики и, следовательно можно записать;

Решение обратной задачи динамики (2.2)

Задан эталонный сигнал Решение обратной задачи динамикина интервале Решение обратной задачи динамики или его спектральная характеристика, который необходимо получить на выходе системы (2.2). В общем случае могут быть заданы ненулевые начальные условия:

Решение обратной задачи динамики (2.3)

Для заданных дифференциального уравнения (2.2), эталонного выходного сигнала Решение обратной задачи динамики и начальных условий (2.3) необходимо определить входной сигнал Решение обратной задачи динамики и искомые сигнала на выходе получили бы сигнал, максимально параметры настройки Решение обратной задачи динамики такими, что при подачи на вход системы автоматического управления найденного входного в известном смысле приближенный к эталонному.

В качестве меры близости реального сигнала на выходе системы (2.2), (2.3) к эталонному сигналу Решение обратной задачи динамики на интервале Решение обратной задачи динамики примем следующий функционал

Решение обратной задачи динамики (2.4)

Неизвестный входной сигнал будем искать в форме его спектрального разложения в ряд по некоторому базису ортонормированных функций Решение обратной задачи динамики;

Решение обратной задачи динамики

где коэффициенты Решение обратной задачи динамики, неизвестны и их необходимо определить.

Следовательно входной сигнал будет зависеть от времени Решение обратной задачи динамики и от множества параметров Решение обратной задачи динамики Тогда дифференциальное уравнение (2.2) можно записать в следующей виде

Решение обратной задачи динамики (2.5)

Интегрируя уравнение Решение обратной задачи динамики раз с учетом начальных условий, получим

Решение обратной задачи динамики (2.6)

Воспользовавшись справедливым для любой непрерывной функции тождеством

Решение обратной задачи динамики

равенство (2.6) можно переписать в виде

Решение обратной задачи динамики (2.7)

Интегрируя полученное равенство (2.7) по частям и применяя формулы

Решение обратной задачи динамики

получим

Решение обратной задачи динамики (2.8)

где

Решение обратной задачи динамики

Решение обратной задачи динамики

Уравнение (2.8) представляет собой уравнение Вольтера 2-го рода. Преобразуем его к интегральному уравнению Фредгольма 2-го рода на интервале исследования Решение обратной задачи динамики:

Решение обратной задачи динамики (2.9)

где

Решение обратной задачи динамики

Таким образом, получены две эквивалентные формы описания системы: дифференциальное уравнение (2.2) с начальными условиями (2.3) и интегральное уравнение (2.9). Функция Решение обратной задачи динамики в выражении (2.9) представляет собой полином, коэффициенты которого зависят от начальных условий (2.3) и от множества Решение обратной задачи динамики искомых параметров настройки системы автоматического управления (регулирования). Перепишем Решение обратной задачи динамики, изменив порядок суммирования

Решение обратной задачи динамики

Введем следующие обозначения:

Решение обратной задачи динамики

Тогда полином Решение обратной задачи динамики можно записать следующим образом

Решение обратной задачи динамики

где Решение обратной задачи динамики— вектор-столбец начальных условий; Решение обратной задачи динамики— вектор-столбец полиномов Решение обратной задачи динамики.

Рассмотрим левую часть уравнения (2.9). Представим функции, входящие в нее, в виде разложений в ряд по ортонормированному базису Решение обратной задачи динамики.

Имеем

Решение обратной задачи динамики, (2.10)

где Решение обратной задачи динамики — спектральная характеристика выходного сигнала Решение обратной задачи динамики, элементы которой определяются из соотношения

Решение обратной задачи динамики

Решение обратной задачи динамики (2.11)

где Решение обратной задачи динамикиРешение обратной задачи динамики — квадратная матрица размерностью Решение обратной задачи динамики, элементы которой определяются из выражения

Решение обратной задачи динамики

Подставив полученные разложения (2.10) и (2.11) в левую часть уравнения (2.9) и учитывая, что Решение обратной задачи динамики, где Решение обратной задачи динамики— единичная, в силу ортонормированности базисных функций, получим

Решение обратной задачи динамики

Решение обратной задачи динамики (2.12)

где Решение обратной задачи динамики — матрица спектральной характеристики инерционной части системы размерностью Решение обратной задачи динамики.

Сделаем аналогичные преобразования для правой части уравнения (2.9).

Решение обратной задачи динамики, (2.13)

где Решение обратной задачи динамики — спектральная характеристика сигнала на входе системы, элементы которой определяются из соотношения

Решение обратной задачи динамики (2.14)

где Решение обратной задачи динамики — квадратная матрица размерностью Решение обратной задачи динамики спектральной характеристики форсирующей части системы, элементы которой определяются из выражения

Решение обратной задачи динамики (2.15)

где Решение обратной задачи динамики — матрица размерностью Решение обратной задачи динамики элементы которой определяются из соотношения

Решение обратной задачи динамики

Подставляя разложения (2.13), (2.14) и (2.15) в (2.9) и делая соответствующие преобразования, получим

Решение обратной задачи динамики

Решение обратной задачи динамики (2.16)

Таким образом, уравнение (2.9) с учетом (2.12) и (2.16) можно переписать в следующем виде

Решение обратной задачи динамики (2.17)

Рассмотрим теперь функционал (2.4). Имеем

Решение обратной задачи динамики

Решение обратной задачи динамики

Так как Решение обратной задачи динамики, то последние выражение можно записать в следующем виде

Решение обратной задачи динамики (2.18)

или

Решение обратной задачи динамики

где

Решение обратной задачи динамики. (2.19)

Здесь спектральная характеристика эталонного сигнала Решение обратной задачи динамики или задана или, в случае задании эталонного сигнала Решение обратной задачи динамики, определяется из выражения

Решение обратной задачи динамики, Решение обратной задачи динамики.

Таким образом, задача определения входного сигнала Решение обратной задачи динамики (точнее множества Решение обратной задачи динамики) и множества Решение обратной задачи динамики неизвестных параметров настройки системы управления (2.2), (2.3) сводиться к задаче безусловной минимизации функционала (2.18) по элементам множеств Решение обратной задачи динамики и Решение обратной задачи динамики, т.е.

Решение обратной задачи динамики.

Практическая часть

Результаты расчётов:

1. Интервал исследования

tmin = 0.000000e+000, c;

tmax = 7.000000e+000, c;

Nt = 512;

2. Формирование системы функций Уолша

Оператор интегрирования Ai

Columns 1 through 6

3.5000 1.7500 0 0.8750 0 0

-1.7500 0 0.8750 0 0 0

0 -0.8750 0 0 0 0.4375

-0.8750 0 0 0 0.4375 0

0 0 0 -0.4375 0 0

0 0 -0.4375 0 0 0

0 -0.4375 0 0 0 0

-0.4375 0 0 0 0 0

Columns 7 through 8

0 0.4375

0.4375 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0

Оператор дифференцирования Ad

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

3. Операторы левой линейной части

Оператор Aw1

Columns 1 through 6

0.0046 0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000 0.0000

-0.0000 0.0046 0.0000 0.0000 -0.0000 -0.0000

-0.0000 -0.0000 0.0046 0.0000 -0.0000 0.0000

-0.0000 0.0000 -0.0000 0.0046 0.0000 0.0000

-0.0000 0.0000 -0.0000 -0.0000 0.0046 0.0000

-0.0000 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000 0.0046

-0.0000 -0.0000 0.0000 0.0000 -0.0000 -0.0000

-0.0000 0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000 0.0000

Columns 7 through 8

-0.0000 0.0000

0.0000 0.0000

0.0000 0.0000

-0.0000 0.0000

-0.0000 0.0000

0.0000 0.0000

0.0046 0.0000

-0.0000 0.0046

Оператор Aw2

Columns 1 through 6

0.0073 0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000 0.0000

-0.0000 0.0073 0.0000 0.0000 -0.0000 -0.0000

-0.0000 -0.0000 0.0073 0.0000 -0.0000 0.0000

-0.0000 0.0000 -0.0000 0.0073 0.0000 0.0000

-0.0000 0.0000 -0.0000 -0.0000 0.0073 0.0000

-0.0000 -0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000 0.0073

-0.0000 -0.0000 0.0000 0.0000 -0.0000 -0.0000

-0.0000 0.0000 -0.0000 0.0000 -0.0000 0.0000

Columns 7 through 8

-0.0000 0.0000

0.0000 0.0000

0.0000 0.0000

-0.0000 0.0000

-0.0000 0.0000

0.0000 0.0000

0.0073 0.0000

-0.0000 0.0073

Оператор Aw3

Columns 1 through 6

1.5139 0.0561 -0.0561 0.0561 -0.0537 0.0537

-0.0561 1.4016 0.1682 0.0561 -0.0537 -0.1610

-0.0561 -0.1682 1.2894 0.0560 -0.0536 0.2686

-0.0561 0.0561 -0.0560 1.1774 0.3758 0.0536

-0.0537 0.0537 -0.0536 -0.3758 1.0700 0.0513

-0.0537 -0.1610 -0.2686 0.0536 -0.0513 0.9674

-0.0537 -0.1612 0.1610 0.0537 -0.0514 -0.1541

-0.0537 0.0537 -0.0537 0.0537 -0.0514 0.0514

Columns 7 through 8

-0.0537 0.0537

0.1612 0.0537

0.1610 0.0537

-0.0537 0.0537

-0.0514 0.0514

0.1541 0.0514

0.8646 0.0514

-0.0514 0.7617

Оператор Aw4

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

Оператор левой части Aw_l

1.0e-004 *

Columns 1 through 6

0.5089 0.0190 -0.0189 0.0189 -0.0181 0.0181

-0.0190 0.4710 0.0568 0.0189 -0.0181 -0.0544

-0.0189 -0.0568 0.4331 0.0189 -0.0181 0.0907

-0.0189 0.0189 -0.0189 0.3952 0.1269 0.0181

-0.0181 0.0181 -0.0181 -0.1269 0.3590 0.0173

-0.0181 -0.0544 -0.0907 0.0181 -0.0173 0.3243

-0.0182 -0.0545 0.0544 0.0181 -0.0174 -0.0521

-0.0182 0.0182 -0.0181 0.0181 -0.0174 0.0174

Columns 7 through 8

-0.0182 0.0182

0.0545 0.0182

0.0544 0.0181

-0.0181 0.0181

-0.0174 0.0174

0.0521 0.0174

0.2896 0.0174

-0.0174 0.2548

4. Операторы правой линейной части

Оператор Aw5

1.0e+005 *

Columns 1 through 6

7.7999 0.0001 -0.0001 0.0001 -0.0001 0.0001

-0.0001 7.7997 0.0003 0.0001 -0.0001 -0.0002

-0.0001 -0.0003 7.7994 0.0001 -0.0001 0.0004

-0.0001 0.0001 -0.0001 7.7992 0.0006 0.0001

-0.0001 0.0001 -0.0001 -0.0006 7.7991 0.0001

-0.0001 -0.0002 -0.0004 0.0001 -0.0001 7.7989

-0.0001 -0.0003 0.0002 0.0001 -0.0001 -0.0002

-0.0001 0.0001 -0.0001 0.0001 -0.0001 0.0001

Columns 7 through 8

-0.0001 0.0001

0.0003 0.0001

0.0002 0.0001

-0.0001 0.0001

-0.0001 0.0001

0.0002 0.0001

7.7988 0.0001

-0.0001 7.7987

Оператор Aw6

Columns 1 through 6

0.4328 0.3246 0.0812 0.1623 0.0203 0

-0.3246 -0.2164 0 -0.0812 0 0.0203

0.0812 0 -0.0541 0 0 0

-0.1623 -0.0812 0 -0.0541 0 0

0.0203 0 0 0 -0.0135 0

0 0.0203 0 0 0 -0.0135

0.0406 0 -0.0203 0 0 0

-0.0812 -0.0406 0 -0.0203 0 0

Columns 7 through 8

0.0406 0.0812

0 -0.0406

-0.0203 0

0 -0.0203

0 0

0 0

-0.0135 0

0 -0.0135

Оператор Aw7

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

Оператор Aw8

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

Оператор правой части Aw_r

1.0e+004 *

Columns 1 through 6

5.7888 3.1355 0.0242 1.5557 0.0216 -0.0216

-3.1355 -0.4822 1.5073 -0.0242 0.0216 0.0647

0.0242 -1.5073 -0.4338 -0.0241 0.0214 0.6817

-1.5557 -0.0242 0.0241 -0.3856 0.6388 -0.0214

0.0216 -0.0216 0.0214 -0.6388 -0.3425 -0.0191

0.0216 0.0647 -0.6817 -0.0214 0.0191 -0.3043

0.0217 -0.7248 -0.0647 -0.0216 0.0192 0.0576

-0.7683 -0.0217 0.0216 -0.0216 0.0192 -0.0192

Columns 7 through 8

0.0217 0.7683

0.7248 -0.0217

-0.0647 -0.0216

0.0216 -0.0216

0.0192 -0.0192

-0.0576 -0.0192

-0.2659 -0.0193

0.0193 -0.2272

5. Спектральная характеристика входного сигнала

Оператор Cu

1

0

0

0

0

0

0

0

6. Расчет выходного сигнала

Нулевое приближение

Eeps = 3.400702e+000;

14-ое приближение:

Eeps = 4.293157e-010;

Elapsed time is 120.625000 seconds.>>

Решение обратной задачи динамики

График выходного сигнала при нагрузке Решение обратной задачи динамики = 573

Решение обратной задачи динамики

На рисунках 1 и 2 представлены результаты анализа системы с использованием метода матричных операторов и с использованием функций Уолша для входного сигнала и для сравнения приведены графики требуемого выходного сигнала, а также сигнала, который может обеспечить данная система при значении нагрузки Решение обратной задачи динамики = 573.

Листинг программ:

Программа анализа электрогидравлического следящего привода (рулевой машинки как отдельного элемента системы самонаведения) с использованием спектрального метода (базис функций Уолша)

close all;

clear all;

clc;

warning off;

tic;

Параметры системы и интервал исследования

egsp_data;

fprintf(‘————————————————————-n’);

fprintf(‘1. Интервал исследованияn’);

fprintf(‘————————n’);

fprintf(‘tmin = %e, c;n’,tmin);

fprintf(‘tmax = %e, c;n’,tmax);

fprintf(‘Nt = %i;n’,Nt);

fprintf(‘n’);

Формирование системы базисных функций

settime(T);

setsize(Nt);

Ai = mkint;

Ad = inv(Ai);

Ae = eye(Nt);

fprintf(‘————————————————————-n’);

fprintf(‘2. Формирование системы функций Уолшаn’);

fprintf(‘————————————-n’);

%pr_matrix(Ai,’Оператор интегрирования Ai’);

disp(‘Оператор интегрирования Ai’);

disp(Ai(1:8,1:8));

%pr_matrix(Ad,’Оператор дифференцирования Ad’);

disp(‘Оператор дифференцирования Ad’);

disp(Ad(1:8,1:8));

Расчет операторов левой линейной части

fprintf(‘————————————————————-n’);

fprintf(‘3. Операторы левой линейной частиn’);

fprintf(‘———————————n’);

% оператор ПФ W1(s) — электрической части

Aw1 = inv(RS*(Ty*Ae+Ai))*(Ky1*KU*Ai);

%pr_matrix(Aw1,’Оператор Aw1′);

disp(‘Оператор Aw1’);

disp(Aw1(1:8,1:8));

% оператор ПФ W2(s) — электромагнитного преобразователя и часть расходов

Aw2 = inv(CS*(Tem^2*Ae+2*Tem*dzem*Ai+Ai^2))*(KFi*Kqh*Ai^2);

%pr_matrix(Aw2,’Оператор Aw2′);

disp(‘Оператор Aw2’);

disp(Aw2(1:8,1:8));

% оператор ПФ W3(s) — движения золотника и часть расходов

Aw3 = inv(Kqp1*(Cp+Cg)*(Tz^2*Ae+2*Tz*dzz*Ai+Ai^2))*(Az*Ai^2);

%pr_matrix(Aw3,’Оператор Aw3′);

disp(‘Оператор Aw3’);

disp(Aw3(1:8,1:8));

% оператор ПФ W4(s) — местной обратной связи

Aw4 = Az*Ad;

%pr_matrix(Aw4,’Оператор Aw4′);

disp(‘Оператор Aw4’);

disp(Aw4(1:8,1:8));

% оператор левой линейной части

Aw34 = inv(Ae+Aw4*Aw3)*Aw3;

Aw_1 = Aw34*Aw2*Aw1;

%pr_matrix(Aw_l,’Оператор левой части Aw_l’);

disp(‘Оператор левой части Aw_l’);

disp(Aw_1(1:8,1:8));

Расчет операторов правой линейной части

fprintf(‘————————————————————-n’);

fprintf(‘4. Операторы правой линейной частиn’);

fprintf(‘———————————-n’);

% оператор ПФ W5(s) — уравнения расходов

Aw5 = inv(Kqp*(Tg*Ae+Ai))*(Ap*l*Ai);

%pr_matrix(Aw5,’Оператор Aw5′);

disp(‘Оператор Aw5’);

disp(Aw5(1:8,1:8));

% оператор ПФ W6(s) — нагрузка

Aw6 = J*Ai^2;

%pr_matrix(Aw6,’Оператор Aw6′);

disp(‘Оператор Aw6’);

disp(Aw6(1:8,1:8));

% оператор ПФ W7(s) — трение

Aw7 = Kf*Ad;

%pr_matrix(Aw7,’Оператор Aw7′);

disp(‘Оператор Aw7’);

disp(Aw7(1:8,1:8));

% оператор ПФ W8(s) — местная обратная связь

Aw8 = Ap*l*Ad;

%pr_matrix(Aw8,’Оператор Aw8′);

disp(‘Оператор Aw8’);

disp(Aw8(1:8,1:8));

% оператор правой линейной части

Aw67 = inv(Ae+Aw7*Aw6)*Aw6;

Aw671 = inv(Ae+Ksh*Aw67)*Aw67;

Aw_r = Kz*inv(Ae+Aw8*Aw671*Aw5)*(Aw671*Aw5);

%pr_matrix(Aw_r,’Оператор правой части Aw_r’);

disp(‘Оператор правой части Aw_r’);

disp(Aw_r(1:8,1:8));

Спектральная характеристика входного сигнала

fprintf(‘————————————————————-n’);

fprintf(‘5. Спектральная характеристика входного сигналаn’);

fprintf(‘————————————————n’);

u = zeros(1,Nt)+1;

Cu = fwht(u’);

%pr_matrix(Cu,’Cu’);

disp(‘Оператор Cu’);

disp(Cu(1:8));

Расчет выходного сигнала методом последовательных приближений

fprintf(‘————————————————————-n’);

fprintf(‘6. Расчет выходного сигналаn’);

fprintf(‘—————————n’);

Cd_old = zeros(Nt,1);

Ce = Cu-Cd_old;

Cx = Aw_1*Ce;

x = iwht(Cx)’;

xf = egsp_f(x,xm);

Cxf = fwht(xf’);

Cd_new = Aw_r*Cxf;

Ceps = Cd_new-Cd_old;

Eeps = sqrt(Ceps’*Ceps);

fprintf(‘Нулевое приближениеn’);

fprintf(‘Eeps = %e;n’,Eeps);

d = iwht(Cd_new)’;

figure; clf;

plot(t,d);

xlabel(‘t, c’);

ylabel(‘delta(t)’);

Niter = 0;

while Eeps >= 1e-8

Niter = Niter+1;

Cd_old = Cd_new;

Ce = Cu-Cd_old;

Cx = Aw_1*Ce;

x = iwht(Cx)’;

xf = egsp_f(x,xm);

Cxf = fwht(xf’);

Cd_new = Aw_r*Cxf;

Ceps = Cd_new-Cd_old;

Eeps = sqrt(Ceps’*Ceps);

end

fprintf(‘%i-ое приближение:n’,Niter);

fprintf(‘Eeps = %e;n’,Eeps);

d = iwht(Cd_new)’;

%my_plot2(t,d,’t, c’,’delta(t)’);

plot(t,d);

xlabel(‘t, c’);

ylabel(‘delta(t)’);

grid on;

toc;

Курсовая работа: Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

Министерство образования Российской Федерации

Рязанская государственная радиотехническая академия

Кафедра САПР вычислительных средств

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

“Основы автоматики и системы автоматического управления ”

на тему:

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

Выполнил ______Пантюхин Б.Ю.

студент группы 0410

Проверил __ _____Виноградов Ю.Л.

доцент кафедры САПР ВС

Рязань 2002

Рязанская государственная радиотехническая академия

Кафедра САПР вычислительных средств

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

по дисциплине » Основы теории управления ”

студенту Пантюхину Б.Ю. _________________________группы 0410_

Тема______________________________________________

__________________________________________________

Срок представления работы к защите: ______________2002 г.

Исходные данные для выполнения работы:________________

Руководитель работы ________

Задание выдано ______________ 2002 г.

Задание принято к исполнению ___________

Содержание

Задание

Введение

Передаточные функции звеньев

Структурная схема САР

Синтез САР

Моделирование САР

Библиографический список

Задание

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки (САРРП)

Исходные данные для проектирования:

Ω0 =1000 об/мин.;

коэффициент передачи датчика положения kдп = 0,01 В/мкм.

Остальные параметры системы приведены в табл. 1.

Таблица 1

Вариант

Uном ,В

Iя ном ,А

rя ,Ом

r вых, Ом

J ,Н м с2

Tя ,с

m, г

μ ,г/с

q ,мкм

Mном
53

10

1,5

2

0

2

10-4

33

2

1,5

5

САРРП должна обеспечивать точность хmax = 10 мкм при входных воздействиях gmax = 500 мкм на частоте w =0,3 с-1 при заданном показателе колебательности M = 1, 5.

Введение

В настоящее время оптические дисковые системы нашли множество применений. Возможность записи значительного объема информации и простота тиражирования делает оптический диск очень привлекательным. В сфере записи и хранения данных системы с прямой оптической записью информации стали штатными периферийными устройствами компьютеров.

Просто осуществляемое сканирование по плоской поверхности диска при считывании, обеспечивающее быстрый доступ к информации, важное качество таких систем. Дополнительным достоинством оптических дисков является отсутствие физического контакта между считывающей головкой и несущем информацию слоем, так как считывание осуществляется пучком света, сфокусированным на этом слое. Защитный прозрачный слой, покрывающий носитель информации, предохраняет мелкие детали от повреждений и затеняющих частичек.

Как и в обычной граммофонной записи, информация расположена по спирали, которая называется дорожкой. Дорожка представляет собой спиральный прерывистый пунктир из меток записи. Метки являются маленькими областями, имеющими оптический контраст с окружающей их зеркальной поверхностью, например черные элементы в виде черточек или продолговатые углубления (питы) на поверхности. Метки вызывают изменение отражения от диска вдоль дорожки. Оптическая считывающая головка, которая в данном случае заменяет механическую иглу граммофона, преобразует изменения отражения в электрический сигнал. Для этого объектив головки фокусирует лазерный луч в маленькое пятно на дорожке и направляет луч, отраженный от диска, на фотоприемник. Таким образом, сигнал с фотоприемника модулируется во времени в соответствии с метками на дорожке вращающегося диска.

Высокая плотность в записи информации достигается с помощью оптических средств, которые представляют собой оптический сканирующий микроскоп со средним увеличением. Предел плотности записи обусловлен дифракцией света, которая определяет минимальный диаметр пятна в фокальной плоскости. Размер пятна пропорционален длине волны света λ, излучаемого полупроводниковым лазером. Для используемых в настоящее время лазеров это составляет 109 — 1011 бит на диск. На рис.1 показаны основные оптические элементы считывающей головки.

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

Диск

O

З D

Л

Рис.1. Базовая оптика.

Излучение полупроводникового лазера Л фокусируется через прозрачную подложку диска на поверхность, несущую информацию, с помощью объектива микроскопного типа О. Часть отраженного света, собираемого тем же объективом, направляется полупрозрачным зеркалом З на детектор (фотоприемник) D.

Для сканирования всего диска эта конструкция должна быть укреплена на каретке, перемещающейся по радиусу диска. При этом малые и кратковременные ошибки (отклонения) пятна от дорожки устраняются за счет перемещения компактной головки относительно каретки.

Для слежения за дорожкой пятном света необходимы по крайней мере две системы управления, одна из которых действует в вертикальном, а другая в горизонтальном, по отношении к диску, направлениях. Называются они соответственно системой автоматического регулирования фокусировки (САРФ) и системой автоматического регулирования радиального положения пятна относительно дорожки записи (САРД). В видео дисковых системах дополнительно используется система управления в тангенциальном направлении (вдоль дорожки), предназначенная для компенсации высококачественных изменений скорости считывания.

Таким образом, в настоящее время оптические дисковые системы снабжены пятью системами автоматизированного регулирования, а именно:

Вращения диска (САРВ);

Тангенциального слежения (САРТ);

Радиального слежения за дорожкой (САРД);

Радиального перемещения каретки (САРРП);

Вертикального слежения за фокусировкой (САРФ).

Передаточные функции звеньев

слежение перемещение каретка

Системы радиального слежения за дорожкой обычно имеют малый диапазон смещения пятна. Для считывающей головки это, как правило, электромеханические ограничения, обусловленные свойствами подвески и привода. Они обуславливают диапазон радиального смещения в несколько миллиметров. Поэтому для считывания всего поля записи применяется подвижная каретка, на которой располагается оптический блок с САРД и САРФ. Если требуется быстрый доступ к далеко расположенным (относительного текущего положения) кадрам записи, требуется быстрое перемещение каретки, так называемый перескок.

Каретка должна двигаться по направляющим таким образом, чтобы она могла свободно перемещаться только в одном направлении, причём, как правило, САРФ находится в активном состоянии. Поэтому небольшие перемещения в вертикальном положении, вызванные радиальным движением каретки, не должны нарушать работу САРФ. В частности, например, отклонение перемещения каретки от плоскости диска не должно быть больше +0,5°. Эти не особенно жесткие требования могут удовлетворяться несколькими системами направляющих устройств. Часто используются устройства, в которых каретка движется по двум параллельным стержням (направляющим) с подшипниками скольжения.

Привод каретки, исключая линейные приводы, состоит из обычного электродвигателя с редуктором и преобразователем вращательного движения в поступательное. Для получения более низкого уровня шума в редукторе используются, как правило, пластмассовые шестерни, а иногда применяется и ременная передача. Для преобразования вращательного движения в поступательное наиболее часто используются червячная передача, зубчатая рейка, зубчатый ремень, простой ремень (стальной или из синтетических материалов) и фрикционная передача.

Для качественной работы САРРП очень важно, чтобы между углом поворота мотора и смещением каретки не было мертвого хода. Наличие мертвого хода может привести к возникновению нежелательных в САРРП автоколебаний. Поэтому применяются передачи с люфто-выбирателями.

Если применяется линейный двигатель, то проблемы мертвого хода не возникает, поскольку управляющая сила действует непосредственно на каретку. Недостатком ЛЭД является его малая эффективность из-за большого диапазона смещения.

На рис. 2 показана кинематическая схема механизма перемещения каретки с использованием электродвигателей. Проблемы мертвого хода и преобразования вращательного движения в поступательное решаются с помощью натянутого зубчатого ремня, изготовленного из синтетического материала и имеющего сердцевину из стальной ленты. Это позволяет увеличить резонансную частоту передачи усилия от двигателя к каретке до 500 Гц и более. Направляющие выполнены с применением шарикоподшипников, обеспечивающих точное задание поступательного движения.

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

Высокое значение резонансной частоты обеспечивается малой массой каретки, которая наряду с большой мощностью моторов позволяет получать очень высокие ускорения каретки. При этом появляется сила реакции, действующая на несущую конструкцию всего устройства, а это может привести к возникновению в ней нежелательных смещений и вибраций, ухудшающих работу всех САР. Для предотвращения этого и используются противовесы и два двигателя. Такая система привода позволяет скомпенсировать силы и моменты реакции. При близких характеристиках двигатели можно с приемлемой точностью рассматривать как один, с удвоенным моментом на валу.

Обычно используются электродвигатели постоянного тока с независимым возбуждением. Система уравнений для такого двигателя при управлении по цепи якоря имеет вид:

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

Рис.15. Двигатель постоянного тока

Lя Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки+ rяЧiя — CеЧW=U (9)

СмЧiя – I Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки=Mн (10)

где Lя и rя — индуктивность и сопротивление нагрузки якорной цепи;

iя — ток якоря;

I — момент инерции якоря;

Се и См — коэффициенты пропорциональности между скоростью вращения и противо-э.д.с и между током якоря и вращающим моментом.

Вводя оператор р=Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки и решая уравнение относительно скорости вращения Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки , получим

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки (11)

Для установившегося режима (р=0) получается зависимость

W = Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки , (12)

где k1 — коэффициент передачи двигателя по скорости;

g — коэффициент наклона механической характеристики.

Данная зависимость представляет собой линеаризованные механические характеристики двигателя постоянного тока. Поэтому коэффициенты Се и См могут быть подсчитаны по паспортным данным двигателя

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки , (13)

где Uном — номинальное напряжение двигателя;

W0 — угловая скорость идеального холостого хода (при U=Uном и Mн=0);

Iном и Мном — номинальный ток якоря и вращающий момент.

В формуле (11) приняты обозначения:

— электромеханическая постоянная времени

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки (14)

где М0 — пусковой момент при номинальном напряжении U=Uном;

— постоянная времени якорной цепи (электромагнитная постоянная времени)

Тя=Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки. (15)

Угол поворота двигателя может быть найден из формулы (11) интегрированием угловой скорости, что эквивалентно делению правой части (11) на оператор р:

j=Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки. (16)

Поскольку в рассматриваемой системе двигатель используется без редуктора, работая практически в заторможенном режиме с минимальными скоростями вращения, он превращается в датчик момента. Поэтому вращающий момент М может быть найден из уравнения (10), поскольку в установившемся режиме М=Мн , а W®0, то

М=СмЧiя=Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки (17)

В установившемся режиме (при р=0) получаем зависимость

М=k2ЧU ,

где k2=Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки — коэффициент передачи двигателя по моменту.

Получим передаточную функцию звена (из уравнения (17)):

W дв =Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки;

где k дв= k2=5/1,5*2=1.7 Н/мм,

Т дв = Т я=10-4 с,

W дв =Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

При питании цепи якоря двигателя от усилителя мощности с выходным сопротивлением rвых, в вышеприведенных формулах нужно везде вместо rя использовать сумму (rя + rвых).

Момент М на валу двигателя с помощью шкива преобразуется в пару сил, результирующая F которых действует на каретку, приводя ее в движение по направляющим. При этом, поскольку используется два двигателя

F=Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки, (18)

где r – радиус шкива.

Движение каретки по координате х описывается уравнением:

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

где m — коэффициент сил вязкого трения,

или в операторной форме:

pЧ(T1 Чp + 1)Чx = kЧF,

где T1 = Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки;

k = Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки.

Получим передаточную функцию звена:

Wоб =Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки;

где k = Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки=Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки с/г,

Т об = T1 = Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки=Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки =33 с,

Wоб =Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки.

В процессе длительного считывания диска положение каретки регулируется таким образом, чтобы САРД работала в основном вблизи своего нейтрального (нулевого) положения. Для этого требуется сигнал положения, несущий информацию об отклонении головки от нулевого положения.При пружинной подвеске головки для получения сигнала положения каретки могут быть использованы низкочастотные составляющие сигнала, подаваемого на ЛЭД. Если головка подвешена свободно, то требуется отдельный датчик положения (датчик отклонения головки относительно каретки). В любом случае, этот сигнал после усиления и коррекции подается на электродвигатель, выдавая перемещение каретки в нужном направлении. Скорость изменения этого сигнала невелика, поэтому требуемая точность регулирования может быть получена при полосе регулирования в несколько Гц. На быстрые перемещения головки относительно каретки при работе САРД, САРРП в силу ограниченности полосы регулирования должна реагировать как можно меньше.Для реализации быстрого доступа при поиске информации используется так называемый режим перескока. В этом режиме каретка передвигается в необходимое место с помощью импульса перескока, который подается на вход усилителя мощности и далее на двигатели. В первой половине действия этого импульса каретка разгоняется с максимальным ускорением, а во второй – тормозится. Длительность импульса зависит от ускорения и длины перескока и определяется выражением t=zСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки,

где q – расстояние между центрами дорожек;

n – число дорожек, на которое необходимо переместить каретку;

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки – ускорение, реализуемое применяемым двигателем.

Это перемещение осуществляется при разомкнутой обратной связи. Затем, с помощью датчика положения, измеряется остаточная ошибка положения каретки, и при необходимости каретка перемещается в заданное положение с помощью системы управления с обратной связью. Во время движения каретки головка остается в нейтральном положении (САРД не работает), а после остановки каретки САРД начинает выполнять свои функции по поиску дорожки. В результате и появляется управляющий сигнал для уточнения положения каретки для САРРП. Функциональная схема САРРП приведена на рис.16.

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки Диск

Импульс перескока

Головка считывания

Каретка

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки УП Двига-

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки Усилитель тель Х

мощности

Датчик положения

Корректи-

рующее Усилитель

устройство

Рис.16. Функциональная схема САРРП.

Устройство переключения УП в режиме перескока на вход усилителя мощности подает сигнал с устройства, формирующего импульс перескока, а в режиме регулирования – с датчика положения головки относительно каретки.

Структурная схема САРРП

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиg Uум F x

Передаточная функция датчика положения имеет вид:

Wдп(S) = kдп

Определим передаточную функцию разомкнутой системы:

W(S) = Wдп (S) * Wдв(S) * Wоб(S)

W(S) = Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

k1 = 8,5

Tдв = 10-4

Tоб = 33

Синтез САР

При синтезе надо исходить из того, что объект регулирования – неизменная часть, а синтезу подлежат корректирующее устройство и регулятор – изменяемая часть системы.

Полученная выше система является неустойчивой. Поэтому необходимо произвести расчет корректирующего устройства, используя частотный метод синтеза, основанный на построении желаемой ЛАХ — Lж(S).

При формировании желаемой ЛАХ следует учитывать следующие рекомендации:

1) Вид низкочастотной области ЛАХ определяет главным образом точность работы САР. Среднечастотная область, прилегающего к частоте среза wср, определяет в основном запас устойчивости, т.е. качество переходных процессов. Высокочастотная область лишь незначительно влияет на качество процессов управления.

2) Желаемая ЛАХ в возможно большем интервале частот должна совпадать с ЛАХ исходной нескорректированной системы L. В противном случае реализация КУ может существенно усложниться.

3) В низкочастотной области наклон желаемой ЛАХ должен составлять -20Чn дБ/дек, где n — порядок астатизма. Желаемая ЛАХ на частоте w =1 с-1 должна иметь ординату 20lgk, где K — общий коэффициент усиления разомкнутой системы (если n =0, то на частоте w=0).

4) Если задана допустимая ошибка emax при гармоническом входном воздействии

g(t) =g max sin wgt,

то желаемая ЛАХ должна располагаться выше контрольной точки Ak, имеющей на частоте wg ординату

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

Процесс построения желаемой ЛАХ и корректирующего устройства в первом приближении имеет вид:

k2=120 => k u= k2/ k1=14.

В районе частоты среза cр наклон желаемой ЛАХ выбирается равным
-20дб/дек, что позволяет обеспечить запас устойчивости. Чем больше протяженность участка с наклоном — 20 дб/дек, тем больше запас устойчивости, т.е. выше качество переходного процесса.

Фазовая характеристика в этой области частот имеет вид

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки.

Для того, чтобы обеспечить заданное качество запас устойчивости по фазе на частоте среза c Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки должен составлять 30ё60°, а запас устойчивости по амплитуде, определяемый на частоте где j(w)=-180°, должен составлять 6ё10 дб. Это достигается, если постоянные времени удовлетворяют условиям

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения кареткиСинтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки.

Исходя из рисунка:

wо = 2 с-1;

По формулам выше:

t = 0.85 с;

T = 0.1 с;

После построения желаемой ЛАХ определяется ЛАХ корректирующего устройства по формуле

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

По виду этой кривой можно определить передаточную функцию КУ. Для этого следует построить ассимптотическую ЛАХ КУ, а затем определить ее наклон на частотах w®0, и точки перегиба. Наклон характеристики на частотах w®0 в –20Чn дб/дек определяет сомножитель 1/sn в Wку(s). Перегиб ЛАХ на частоте w=1/T на –20Чn дб/дек приводит к появлению членов 1/(Ts+1)n в передаточной функции КУ, а перегиб ЛАХ на частоте w=1/t на –20Чn дб/дек к появлению членов (Ts+1)n. Коэффициент передачи КУ определяется по значению ординаты ассимптотической ЛАХ КУ на частоте w=1 с-1 (если n =0, то на частоте w=0).

В нашем случае:

Wку =Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки.

Моделирование САР

Для подтверждения расчетов и их коррекции в случае необходимости проведем моделирование САР с помощью пакета TAY_1.

Моделирование желаемой (нескорректированной) ЛАХ

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

Вычисленное значение w0 совпадает с реальным, поэтому расчеты Т и t можно принять верными на данном этапе проектирования.

Моделирование скорректированной ЛАХ

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

Посмотрим, как реагирует система на вхдное воздействие вида: f = 1 (единичное воздействие):

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

Проверим реагирование на синусоидальное входное воздействие f = 500 Sin (0.3t):

Синтез системы автоматического регулирования радиального перемещения каретки

Из рисунка видно,что система выполняет условие по точности, то есть ошибка не превышает величины 10 мкм.

Вывод: спроектированная САР удовлетволяет всем требованиям, поставленным в задании. Таким обрахом, синтез САР можно считать законченным.

Библиографический список

1. Сапаров В.Е., Максимов Н.А. Системы стандартов в электросвязи и радиоэлектронике. М.: Радио и связь, 1985. 248 с.

2. Микропроцессорные системы автоматического управления./Под ред. Бесекерского В.А. Л., Машиностроение, 1988.

3. Бесекерский В.А., Изранцев В.В. Системы автоматического управления с микроЭВМ. М., Наука, 1987.

4. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М., Наука, 1975.

5. Теория автоматического управления./Под ред. Воронова А.А. М., Высшая школа, 1986, Т.1, 2.

Курсовая работа: Автоматизированный электропривод грузового лифта

Федеральное агентство по образованию

Российский государственный профессионально-педагогический университет

Кафедра электрооборудования и автоматизации промышленных предприятий

Курсовая работа

по дисциплине: «Автоматизированный электропривод»

на тему:

«Автоматизированный электропривод грузового лифта».

Екатеринбург 2008 г.

Содержание курсового проекта

Задание и исходные данные

Выбор типа электропривода

Выбор и проверка электродвигателя

Расчет мощности двигателя

Расчет передаточного числа редуктора

Расчет и построение нагрузочной диаграммы двигателя

Проверка двигателя по нагреву

Выбор основных узлов силовой части электропривода

Выбор тиристорного преобразователя

Выбор силового трансформатора

Выбор сглаживающего реактора.

Разработка принципиальной электрической схемы силовой части электропривода

Расчет параметров математической модели силовой части электропривода

Расчет параметров силовой части электропривода в абсолютных единицах

Выбор базисных величин системы относительных единиц.

Расчет коэффициентов передачи датчиков

Разработка системы управления электроприводом

Выбор типа системы управления электроприводом

Расчет регулирующей части контура тока якоря

Расчет параметров математической модели контура тока якоря

Конструктивный расчет регулятора тока

Расчет регулирующей части контура скорости

Конструктивный расчет регулирующей части контура скорости

Расчет задатчика интенсивности

Конструктивный расчет задатчика интенсивности

Литература


Задание и исходные данные

Для заданного механизма в курсовом проекте требуется выполнить:

·                    выбор типа электропривода;

·                   выбор электродвигателя и его проверку по нагреву; расчет передаточного числа редуктора;

·                    выбор тиристорного преобразователя, силового трансформатора (токоограничивающего реактора), сглаживающего реактора (при необходимости);

·                    расчет элементов системы автоматического управления электроприводом — регулятора тока, звеньев цепи компенсации ЭДС, регулятора скорости, задатчика интенсивности.

Грузовой лифт установлен в четырехэтажном производственном здании и служит для опускания готовой продукции в контейнерах, закатываемых в кабину, а также для транспортировки полуфабрикатов в контейнерах между этажами и подачи порожних контейнеров. Полуфабрикаты изделий не допускают чрезмерных динамических нагрузок при транспортировании, из-за чего должно быть ограничено максимальное ускорение кабины. Работу лифта и его конструктивное исполнение поясняет кинематическая схема (рис 1). Кабина лифта уравновешивается противовесом через канат на канатоведущем шкиве трения, который приводится в движение через редуктор от одного или двух двигателей. Электропривод лифта работает в повторно-кратковременном режиме с переменной нагрузкой.

Работа лифта осуществляется по следующему циклу:

■                  опускание кабины с четвертого этажа на первый этаж;

■                  стоянка на первом этаже (двигатель отключен),

■                   подъем кабины с первого этажа на второй этаж;

■                  стоянка на втором этаже (двигатель отключен);

■                  подъем кабины со второго этажа на третий этаж;

■                  стоянка на третьем этаже (двигатель отключен);

■                  подъем кабины с третьего этажа на четвертый этаж;

■                  стоянка на четвертом этаже (двигатель отключен).

После каждой стоянки масса груза в кабине изменяется (табл.1).

Курсовая работа: Динамический синтез систем автоматического управления

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Тема: «Динамический синтез систем автоматического управления»

Введение

Существует чрезвычайно большое разнообразие автоматических систем, выполняющих те или иные функции по управлению самыми различными физическими процессами во всех областях техники.

В данной курсовой работе производится динамический синтез следящей системы автоматического управления.

В следящей системе выходная величина воспроизводит изменение входной величины, причем автоматическое устройство реагирует на рассогласование между выходной и входной величинами. Следящая система имеет обратную связь выхода со входом, которая по сути дела, служит для измерения результата действия системы. На входе системы производится вычитание входного сигнала и сигнала с датчика обратной связи. Величина рассогласования воздействует на промежуточные устройства, а через нее на управляемый объект. Система работает так, чтобы все время сводить к нулю рассогласование.

В состав системы входят нелинейности, именно поэтому по характеру внутренних динамических процессов ее относят к нелинейным системам. По протеканию процессов в системе ее относят к непрерывным, т. к. в каждом из звеньев непрерывному изменению входной величины во времени соответствует непрерывное изменение выходной величины.

Для того чтобы линеаризованная система отвечала требуемым показателям качества в установившемся режиме и переходном процессе, она подвергается синтезу, а именно, в нее включается регулятор, который реализует выбранный закон управления. В интересах простоты расчета сводим задачу к такой форме, чтобы максимально использовать методы исследования обыкновенных линейных систем, т. к. теория и различные прикладные методы для них наиболее полно разработаны.

1. Синтез линейной системы

1.1 Анализ исходной системы

Рисунок 1.1 Функциональная схема замкнутой системы,

где

ЭС — элемент сравнения;

УМ – усилитель мощности;

ОУ – объект управления;

КС – кинематическая связь;

ДОС – датчик обратной связи;

Усилитель мощности предполагается безынерционным, но с ограниченной зоной линейности ±UВХmax. В кинематической связи между ОУ и ДОС присутствует люфт (зазор) величиной 2D (рис. 1.2.).

Рисунок 1.2. – Нелинейные характеристики элементов

Передаточные функции ОУ и ДОС известны:

,

где

,

где

Составим структурную схему исходной системы:

Рисунок 1.3 Структурная схема исходной системы

Для линеаризации системы пренебрегаем наличием нелинейных эффектов, то есть, считаем, что:

— усилитель мощности имеет неограниченную зону линейности

— зазор (люфт) в кинематической связи «выход системы – датчик обратной связи» отсутствует и коэффициент передачи равен единице

Усилитель мощности, имея неограниченную зону линейности, будет иметь передаточную функцию вида:

,

где КУМ – коэффициент передачи УМ.

Максимально выходное напряжение усилителя 110В, а зона нелинейности усилителя мощности по входу ±3В.

Тогда получим следующую структурную схему линеаризованной системы.

Рисунок 1.4 Структурная схема линеаризованной системы

По критерию Гурвица проверим устойчивость замкнутой системы.

Передаточная функция замкнутой системы имеет вид:

(1.1)

Запишем характеристическое уравнение замкнутой системы:

Необходимым условием устойчивости системы является одинаковость знака всех коэффициентов. Данное условие выполняется. Достаточным условием является положительность определителей Гурвица. Т.к. система 4 порядка, то следует проверить знак ∆3.

(В)

Следовательно, замкнутая система устойчива.

Проверим, удовлетворяет ли система требованиям ТЗ.

Т.к. в ТЗ оговариваются только максимальная скорость νmax и максимальное ускорение εmax, то следует перейти к эквивалентному гармоническому сигналу вида:

с-1

Амплитуду ошибки найдем по модулю передаточной функции по ошибке.

,

,

где — частотная передаточная функция разомкнутой системы.

Так как , то справедливо соотношение .

Поэтому

Тогда, модуль частотной передаточной функции:

(1.2)

Относительную динамическую ошибку системы определим по формуле:

Подставляя значение ωk в формулу, получим

Тогда находим

Относительная динамическая ошибка системы 25,4%, следовательно, система не удовлетворяет требованиям ТЗ.

Проверим, удовлетворяет ли система требованиям ТЗ в переходном режиме, т.е.

Для этого нужно построить график переходной характеристики по выходу ДОС.

Для построения используем программный пакет MathCad

Рисунок 1.5 Переходная характеристика по выходу ДОС

Для определения перерегулирования (s) воспользуемся формулой:

Тогда

Т.е. получили, что перерегулирование удовлетворяет требованиям ТЗ.

Теперь найдем время регулирования (tp). Для этого строим “коридор”, равный ±0,022

Из рисунка видно, что tp=1,04с

Т.е. время регулирования не удовлетворяет требованиям ТЗ и данную систему следует откорректировать.

1.2 Анализ системы с пропорциональным регулятором

1.2.1 Структурная схема линеаризованной системы с пропорциональным регулятором

Пропорциональный регулятор реализует простейший линейный закон управления, при котором управляющий сигнал, подаваемый на вход объекта управления, представляет собой усиленный по величине и по мощности сигнал ошибки (рассогласования). В системах с невысокими требованиями такой закон иногда может обеспечить приемлемое качество регулирования и всегда полезно узнать, не относится ли к ним и наша система.

Cоставим структурную схему с пропорциональным регулятором:

Рисунок 1.6 Структурная схема с пропорциональным регулятором

В установившемся режиме заданную точность обеспечивает низкочастотный участок. Проще всего оценить точность системы по ее реакции на гармонический входной сигнал.

,

Из пункта 1.1

Для того, чтобы входное воздействие воспроизводилось с ошибкой, не превышающей em, ЛАХ системы должна проходить не ниже контрольной точки Ak c координатами:

(1.3)

Построим запретную область (ЗО)

Рисунок 1.7 Запретная область

Определим минимальный коэффициент усиления разомкнутой системы [1, § 12.6]с пропорциональным регулятором, учитывая

, где εm– относительная ошибка системы

с-1

Отсюда, коэффициент усиления пропорционального регулятора:

1.2.2 Проверка устойчивости замкнутой системы

Для проверки устойчивости замкнутой системы воспользуемся алгебраическим критерием Гурвица. [1, § 6.2]

Запишем характеристическое уравнение системы:

Т.к. система 4 порядка, то достаточно определить D3

Т.к. определитель больше нуля и все коэффициенты положительны, то замкнутая система с пропорциональным регулятором устойчива.

Теперь проверим систему по критерию Найквиста: [1, § 6.5] анализируем разомкнутую систему, а вывод делаем об устойчивости замкнутой системы.

Передаточная функция разомкнутой системы имеет вид:

Запишем характеристическое уравнение разомкнутой системы:

Все корни характеристического уравнения левые, кроме одного нулевого. Если разомкнутая система на границе устойчивости, то для устойчивости замкнутой системы необходимо и достаточно, чтобы годограф Найквиста, дополненный на участке разрыва дугой бесконечно большого радиуса, не охватывал особую точку с координатами (-1;j0).

Выделим действительную и мнимую часть:

(1.5)

Будем изменять значения w от 0 до Ґ и находить соответствующие значения Р и Q.

Таблица 1.1

w

P

Q

0

-11.25

—Ґ

234.5

0

4,584*10—3

26.2

-0.95

0

Ґ

0

0

Рисунок 1.8 Годограф Найквиста

Из рисунка видно, что замкнутая система устойчива.

Проверим устойчивость замкнутой системы по логарифмическим частотным характеристикам.

Построим логарифмическую амплитудную частотную характеристику (ЛАЧХ) и логарифмическую фазовую частотную характеристику (ЛФЧХ).

[1, § 4.4]

Определим модуль частотной передаточной функции для разомкнутой системы:

;

(1.7)

Определим L(w) и

;

;

Рисунок 1.9 ЛАЧХ и ЛФЧХ системы с регулятором

Видно, что точка пересечения ЛФЧХ с линией -180о лежит немного правее точки пересечения ЛАЧХ с осью абсцисс. Следовательно, замкнутая система устойчива.

Проверим систему на устойчивость по критерию Михайлова. [1, § 6.3]

Для устойчивости системы необходимо и достаточно, чтобы годограф Михайлова начинался на вещественной положительной полуоси и при увеличении частоты последовательно проходил число четвертей, соответствующее порядку системы (нигде не обращаясь в 0).

Функция Михайлова для нашей системы:

Выделим вещественную и мнимую части:

;

Построим годограф Михайлова по следующим значениям:

Таблица 1.2

w,

X(w)

Y(w)

0

85,227

0

25,6

0

1,105

26,2

-4,252

0

233,1

0

-1,8259∙104

∞

-∞

Рисунок 1.10 Годограф Михайлова для малых и больших частот соответственно

Следовательно, система устойчива.

Частота среза разомкнутой и замкнутой системы, запасы устойчивости, критический коэффициент усиления, прямые показатели качества и косвенный показатель качества

Частота среза – это частота, в которой ЛАЧХ системы пересекает ось абсцисс. Определим ее по графику ЛАЧХ (рисунок 1.9):

L(w)=0 при w=25.59 c-1

Критическая частота(wkp) – частота, при которой фазовая характеристика пересекает уровень -1800.

wkp=1,418 с-1

Запасы устойчивости определим по формулам:

– запас устойчивости по амплитуде,

–запас устойчивости по фазе

Получаем:

Определим критический коэффициент усиления системы Kkp по критерию Михайлова.

Критический коэффициент усиления – такое значение Kp, при котором замкнутая система находится на границе устойчивости.

Если система находится на границе устойчивости, то левая часть характеристического уравнения равна 0.

Откуда вытекают два равенства:

Следовательно, годограф Михайлова должен проходить через начало координат.

Запишем функцию Михайлова:

Выделим вещественную и мнимую части и приравняем их к нулю:

;

Из уравнения Y(w)=0 находим w:

Подставляем это значение в уравнение X(w)=0 и находим критический коэффициент усиления Kkp

Прямые показатели качества системы и tp определим по графику переходной характеристики замкнутой системы с пропорциональным регулятором по выходу ДОС. [приложение 2]

Рисунок 1.11 График переходной характеристики замкнутой системы по выходу ДОС

По графику находим:

hmax=1,95

= 1

Найдем перерегулирование

Для определения tp построим “коридор” равный .

tp=22,72 с.

Показатель колебательности определяется по АЧХ замкнутой системы.

Запишем передаточную функцию замкнутой системы по выходу ДОС

(1.8)

Преобразуем и выделим вещественную и мнимую части:

;

.

Запишем модуль частотной передаточной функции по выходу ДОС:

(1.9)

По формуле (1.9) построим АЧХ замкнутой системы

Рисунок 1.12 АЧХ замкнутой системы по выходу ДОС

Показатель колебательности определим по формуле:

,

где максимальное значение ординаты АЧХ замкнутой системы по выходу ДОС;

N(0) – значение ординаты АЧХ при w=0.

По рисунку определяем:

; N(0)=1;

Откуда находим: M=75,214

Анализ на соответствие системы с пропорциональным регулятором требованиям ТЗ

Проверим систему на требования по точности воспроизведения входного сигнала.

Относительную динамическую ошибку системы определим по формуле:

;

Передаточная функция разомкнутой системы:

Тогда, модуль частотной передаточной функции:

Подставляя значение ωk в формулу для , находим

Относительная динамическая ошибка системы 2,5%, следовательно, система не удовлетворяет требованиям ТЗ.

Время переходного процесса tp=22,72 с. и перерегулирование, найденные ранее, не удовлетворяют требованиям ТЗ.

При введении пропорционального регулятора прямые показатели качества не удовлетворяют требуемым.

При введении регулятора увеличился коэффициент усиления разомкнутой системы и время регулирования. Хотя величина ошибки уменьшилась, тем не менее, она не удовлетворяет требованиям ТЗ. В результате введения регулятора качество переходного процесса ухудшилось.

1.3 Синтез регулятора

Описание методики синтеза регулятора для одноконтурной следящей системы

Динамический синтез – направленный расчет, имеющий конечной целью отыскание рациональной структуры системы и установление оптимальных величин параметров отдельных ее элементов.

Более узкая цель синтеза – определение вида и параметров корректирующего устройства, которое нужно добавить к некоторой неизменяемой части системы, чтобы обеспечит требуемое качество системы в установившемся и переходном режимах.

Наиболее приемлемым для решения задачи динамического синтеза является метод логарифмических амплитудных характеристик (метод ЛАХ). [1, § 12.5] Стадии синтеза по методу ЛАХ включают:

  1. построение располагаемой ЛАХ, т.е. ЛАХ исходной системы

  2. построение желаемой ЛАХ системы, удовлетворяющей требованиям ТЗ

  3. определение вида и параметров корректирующего устройства

  4. проверочный расчет – моделирование СУ, позволяющее убедиться в том, что спроектированная система удовлетворяет всем требованиям ТЗ.

Построение исходной ЛАХ

Передаточная функция исходной разомкнутой системы:

;

Построим исходную асимптотическую ЛАХ.

lg(wа)=0,921;

lg(wв)=2;

lg(wс)=2,699

На оси lgw отмечаем lg–ы частот сопряжений. Проводим низкочастотную асимптоту с наклоном -20дБ/дек до первой частоты сопряжения wa. Эта асимптота пересекает ось L в точке . На частоте сопряжения эта асимптота изменяет наклон до -40дБ/дек и проводится до wв. На частоте wв изменяем наклон до -60дБ/дек и проводим асимптоту до wс. На частоте wс меняем наклон до -80 дБ/дек и проводим асимптоту.

Построенная исходная асимптотическая ЛАХ представлена на миллиметровке.

Построение желаемой ЛАХ

Желаемую ЛАХ условно разбивают на 3 участка:

1 участок – низкочастотный. Он отвечает за обеспечение требуемой точности системы в установившемся режиме. Чем в большем диапазоне частот он расположен, тем в большем диапазоне частот не происходит заметного ослабления входного сигнала.

2 участок – среднечастотный. Он отвечает за устойчивость и качество системы в переходном режиме (оценивается величиной запасов устойчивости, прямыми показателями качества — s, tр, косвенным показателем М). Этот участок характеризуется 2 параметрами: частотой среза wср и наклоном асимптоты, проходящей через частоту среза.

Традиционно наклон асимптоты берется равным -20дБ/дек, поскольку, чем больше наклон асимптоты, тем труднее обеспечить хорошие динамические свойства системы.

3 участок – высокочастотный. Лучше иметь возможно больший наклон высокочастотных асимптот, что уменьшит требуемую мощность используемых органов.

Построение низкочастотного участка

Низкочастотный участок строится с использованием требований к качеству системы в установившемся режиме.

Чтобы гармонический входной сигнал воспроизводился системой с ошибкой, не превышающей em, низкочастотный участок ЛАЧХ желаемой системы должен проходить выше контрольной точки Ак(wк, Lк)

Первые две асимптоты располагаются так, что через контрольную точку Ак проходит первая асимптота. При этом коэффициент усиления будет иметь минимальную возможную величину, равную предельному значению, что является благоприятным.

с-1.

Однако частота точки пересечения второй асимптоты с осью нуля децибел w0 будет значительно больше минимального. Это является нежелательным, т. к. вся ЛАХ будет сдвигаться в область высоких частот.

Таким образом, мы сдвигаем первую частоту сопряжения и совмещаем ее с частотой wа. Отсюда находим первую постоянную времени желаемой ЛАХ

с

Для того, чтобы реальная ЛАХ не заходила в запретную область при w=wk, приподнимаем ЛАХ на 3 дБ.

Построение среднечастотного участка.

Среднечастотный участок определяет устойчивость, запасы устойчивости и качество переходного процесса. Данный участок характеризуется двумя параметрами: частотой среза и наклоном асимптоты. Чем больше частота среза, тем выше быстродействие системы, тем меньше время регулирования tp. Наиболее целесообразно брать наклон асимптоты –20 дБ/дек, так как чем больше наклон асимптоты, тем сложнее обеспечить хорошие динамические свойства системы.

Т.к. заданы прямые показатели качества, то воспользуемся методом Солодовникова В.В. Для нахождения используем готовые номограммы.

;

Выбираем частоту среза

Чем больше wc, тем более быстродействующая будет система; чем меньше wc, тем проще корректирующее устройство.

Выбираем wc=0.9wп=

На оси logw отмечаем точку, соответствующую частоте среза wc, и через нее проводим прямую с наклоном -20дБ/дек. Эта прямая будет среднечастотной асимптотой желаемой ЛАХ.

Избыток фаз определяем в соответствии с заданным перерегулированием. Значение L1 находим из номограммы, для ; L1=25дБ.

Среднечастотный участок проводим вправо до достижения L1=-25дБ. Это значение достигается при logw3>logwc дек. Поэтому совмещаем частоту w3 с частотой wс, для упрощения корректирующего устройства. Избыток фаз незначительно уменьшится, но это незначительно повлияет на перерегулирование системы.

Левая граница определяется сопряжением среднечастотного и низкочастотного участков. Из Рисунка видно, что сопряжение участков происходит при logw2=1,42 дек. Следовательно, частота сопряжения w2= 26,303с-1.

Высокочастотные асимптоты желаемой ЛАЧХ выполняем параллельными высокочастотным асимптотам ЛАЧХ исходной системы. То есть, на частоте wс наклон становится -80дБ/дек.

Желаемая ЛАХ представлена на миллиметровке.

Корректирующие звенья могут вводиться в систему различными способами: а) последовательно; б) параллельно; в) в виде местной обратной связи.

В данной работе КУ включается последовательно, т. к. в маломощных системах нецелесообразно применение корректирующих устройств, сложность моделей которых соизмерима со сложностью моделей всей системы. Простота — достоинство ПКУ. Но есть и недостаток – эффект коррекции уменьшается с течением времени эксплуатации системы, что связано с изменением элементов параметров системы из-за процессов старения и износа. Поэтому при использовании ПКУ предъявляются жесткие требования к стабильности параметров элементов системы.

Определим передаточную функцию корректирующего устройства последовательного типа по формуле:

Получим ПФ корректирующего устройства и определим параметры:

где ,

где

Структурная схема скорректированной системы примет вид

_

Рисунок 1.13 – Структурная схема скорректированной системы

ЛАХ корректирующего устройства получается при вычитании исходной ЛАХ из желаемой (рисунок на миллиметровке).

Проверим, соответствует ли система с корректирующим устройством требованиям ТЗ.

Определим ошибку системы.

Относительную динамическую ошибку системы определим как в п. 1.1 по формуле:

Передаточная функция разомкнутой системы:

(1.10)

Частотная передаточная функция разомкнутой системы:

Тогда, модуль частотной передаточной функции:

Подставляя значение ωk в формулу для , находим

Относительная динамическая ошибка системы 1,6%, следовательно, скорректированная система удовлетворяет требованиям ТЗ.

Рассмотрим, удовлетворяет ли исходная система требованию по качеству переходного процесса: время регулирования tp— не более 0.25 с, перерегулирование — не более 20%.

Для проверки величин и tp построим график переходной характеристики исходной системы по выходу ДОС:

,

где – передаточная функция замкнутой системы по выходу ДОС.

Рисунок 1.14 – График переходной характеристики

,

где hmax=1,188 — максимальное значение регулируемой величины;

=1— установившееся значение регулируемой величины в результате завершения переходного процесса.

Перерегулирование скорректированной системы удовлетворяет ТЗ.

Определим время переходного процесса tp:

построив “коридор” с величину , из Рисунка 1.14 определяем, что tp=0.147 с.

Временя регулирования tp удовлетворяет требованию ТЗ.

    1. Анализ скорректированной системы в частотной области

1.4.1 Рассчитаем и построим ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной разомкнутой системы

Используем передаточную функцию разомкнутой системы (1.10)

Для получения частотной передаточной функции заменим S на jw и преобразуем

Вещественная и мнимая части соответственно:

(1.11) ; (1.12)

Тогда

.

ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы представлены ниже.

ЛАЧХ скорректированной системы сместилась вправо, следовательно, необходимые требования по точности выполняются, запасы устойчивости увеличились по сравнению с системой с пропорциональным регулятором.

–– ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной системы

— — ЛАЧХ и ЛФЧХ системы с пропорциональным регулятором

Рисунок 1.15 ЛАЧХ и ЛФЧХ систем

Построим график АФЧХ по имеющимся формулам (1.11) и (1.12) и сравним его с графиком системы с пропорциональным регулятором. Он представляет собой годограф Найквиста, поэтому сделаем ниже дополнительно выводы об устойчивости системы.

Составим таблицу, изменяя w от 0 до ∞:

Таблица 1.3

W,

P(w)

Q(w)

0

-10,604

-∞

852,2

0

5,806*10-3

274,2

-0,094

0

0

0

–– годограф скорректированной системы

— — годограф системы с пропорциональным регулятором

Рисунок 1.16 – Годограф Найквиста

Характеристическое уравнение имеет вид:

Все корни характеристического уравнения, кроме одного нулевого, левые, следовательно, разомкнутая система на границе устойчивости. Для устойчивости замкнутой системы необходимо и достаточно, чтобы годограф Найквиста, дополненный на участке разрыва дугой бесконечно большого радиуса, не охватывал особу точку (-1; j0). Данное условие выполняется, значит, замкнутая система устойчива.

Построим годограф Михайлова для системы.

Передаточная функция замкнутой системы:

(1.13)

Функция Михайлова имеет вид:

(1.14)

Выполним замену S на jw и выделим вещественную и мнимую части соответственно.

.

;

Найдем значения X(w) и Y(w), изменяя при этом w от 0 до ∞:

Таблица 1.4

w,

X(w)

Y(w)

0

85.227

0

26.125

0

114.613

79.717

-648.966

0

275.355

0

-13120

816.259

6.473*106

0

–– скорректированной системы

— — системы с пропорциональным регулятором

Рисунок 1.17 годограф Михайлова для замкнутой системы

Годограф Михайлова начинается на вещественной положительной оси и при изменении частоты w от 0 до + последовательно проходит 5 квадрантов против часовой стрелки, нигде не обращаясь в ноль. Это свидетельствует об устойчивости замкнутой системы.

1.4.2 АЧХ “вход- выход системы”, “вход- выход ДОС”, “вход- выход УМ”

Рассчитаем и построим для замкнутой системы АЧХ “вход- выход системы”. Для этого воспользуемся передаточной функцией замкнутой системы (1.13). Заменим s на jw и преобразуем данное выражение:

Выделим вещественную и мнимую части соответственно:

Находим

(1.15)

График АЧХ “вход- выход системы” представлен ниже.

Рассчитаем и построим АЧХ “вход- выход ДОС”. Запишем передаточную функцию замкнутой системы по выходу ДОС, которая имеет вид:

Преобразуем данное выражение:

Вещественная и мнимая части соответственно:

(1.16)

Получим модуль передаточной функции замкнутой системы по выходу ДОС:

(1.17)

––– АЧХ «вход- выход ДОС»,

— — — АЧХ «вход- выход системы».

Рисунок 1.18 АЧХ

Рассчитаем и построим АЧХ “вход- выход УМ ”. Передаточная функция замкнутой системы по выходу УМ имеет вид:

(1.18)

Вещественная и мнимая части соответственно:

Модуль передаточной функции замкнутой системы по выходу УМ:

Рисунок 1.19 АЧХ вход-выход УМ

1.4.3 Частота среза разомкнутой системы, запасы устойчивости, критический коэффициент усиления, показатель колебательности

Частота среза и запасы устойчивости разомкнутой системы определяются по ЛАЧХ и ЛФЧХ. Определим их из рисунка 1.15

ЛАЧХ пересекает ось в точке lg(w)=1.614 дек. Тогда wср=41.072 с-1

ЛФЧХ пересекает уровень -180° при lg(w)=2.438 дек. Тогда wкр=274.35 с-1

Запас устойчивости по амплитуде найдем по годографу Найквиста:

Где hзап— расстояние до точки пересечения годографа Найквиста с действительной осью. (рис. 1.16)

дБ

Запас устойчивости по фазе определим по рисунку 1.15:

φзап=φ(wcp)+1800

φзап=54,7330

Критический коэффициент найдем с использованием критерия Гурвица:

Характеристическое уравнение замкнутой системы имеет вид:

(3.1)

Тогда оставим переменным параметр: K.

Получим следующие коэффициенты:

Для нахождения системы на границе устойчивости должны выполняться следующие условия:

  1. одинаковость знака всех коэффициентов

  2. для системы 5 порядка определитель D4=0

Решая уравнение в пакете MathCad получим следующие результаты:

Показатель колебательности определим по формуле:

,

и N(0) находим по АЧХ замкнутой системы по выходу ДОС

N(0)=1

Nmax=1.239,

Следовательно.

Сравним результаты с результатами, полученными в пункте 1.2.3

Таблица 1.5 – Сравнительная характеристика полученных результатов

Lзап, дБ

, o

Ккр

М

tp, с

С регулятором

0,409

0,75

93,3

75,214

95

22,72

С коррекцией

10,6

54,733

431

1.239

18,8

0,147

1.4.4 Оценки прямых показателей качества

Оценим σ и tp по вещественной частотной характеристике системы.

Построим вещественную частотную характеристику (ВЧХ) “вход – выход ДОС”. Для этого используем выражение (1.16).

Рисунок 1.20 ВЧХ вход – выход ДОС

Склонность системы к колебаниям тем больше, чем выше пик у вещественной характеристики.

Оценим σ по формуле:

,

где максимальное значение ВЧХ;

минимальное значение ВЧХ;

P(0)— значение ВЧХ при w=0.

Подставляем значения и находим: .

tp оценим по формуле:

С помощью трассировки определили wn= 65,5 c-1.

Следовательно tp>0.048c-1.

ЛЧХ “вход- выход ДОС”

Для построения найдем L(w), используя выражение (1.15):

ЛФЧХ “вход- выход ДОС” построим по формуле

Подставляя ранее полученные выражения Q(w) и P(w) (1.16), получим

Рисунок 1.21 ЛАЧХ и ЛФЧХ вход- выход ДОС

Найдем нули и полюса замкнутой системы “вход- выход ДОС” и изобразим их на комплексной плоскости.

Корни полинома числителя называют нулями передаточной функции, а корни полинома знаменателя – полюсами.

Найдем их с помощью пакета MathCad [приложение 1].

Таблица 1.6– Нули и полюса замкнутой системы «вход- выход ДОС»

нули

-26.316

-500

полюса

-610.77+159.74j

-610.77-159.74j

-234.44

-26.175,89-j25.657

-26.175+j25.657

Рисунок 1.22 Нули и полюса на комплексной плоскости

Вычислим корневые оценки прямых показателей качества [1.§ 8.6].

Степень устойчивости η – это расстояние от мнимой оси до наиболее близко расположенного к ней полюса.

Ближайшим к мнимой оси является вещественный полюс, значит η – апериодическая степень устойчивости. .

Ближайшие к мнимой оси полюса называются доминирующими.

Доминирующие полюса дают составляющей переходного процесса затухание наиболее медленно. Поэтому по η можно получить оценку времени регулирования:

Колебательность ,

где β– мнимая часть, α– вещественная часть доминирующих комплексно-сопряженных полюсов.

Доминирующие комплексно-сопряженные полюса: -26.175± j25,657.

Удаленные от начала координат полюса увеличивают перерегулирование

Получаем

Определим влияние нулей на оценки прямых показателей качества.

Близко расположенные нуль и полюс взаимно компенсируются. Скомпенсированный нулем полюс не участвует в оценке прямых показателей качества.

,

где λi – вещественная часть полюса;

nj — вещественная часть нуля.

В данной работе близко расположенные нули и полюса отсутствуют.

Оценка точности системы

Точность СУ оценивается в статическом режиме – в режиме, соответствующем окончанию переходного процесса (t→Ґ).

Анализ точности начинается с передаточной функции замкнутой системы по ошибке ФЕ(s). [1, § 8.3]

Эту передаточную функцию разлагаем в ряд:

Где сi – коэффициенты ошибки.

Найдем выражения для вычисления первых двух коэффициентов ошибки и занесем в табличку.

Таблица 1.7

С0

С1

выражение для ошибки

0

Значение ошибки

0

0.008

Рассчитаем установившуюся ошибку системы для заданных в ТЗ сигналов.

Тогда для входного сигнала получаем установившуюся ошибку:

Для входного сигнала с постоянной скоростью, где А=6В/с, установившаяся ошибка:

В

Установившуюся ошибку для гармонического сигнала вида рассчитаем по следующей формуле:

, (1.19)

где — заданная частота,

-модуль частотной передаточной функции по ошибке,

А0=1В— амплитуда входного сигнала,

— аргумент частотной передаточной функции по ошибке.

.

Поскольку частота выходного сигнала (ошибки) совпадает с частотой входного сигнала, найдем NE и φE на частоте .

Определим частоту гармонического входного сигнала , для которой амплитуда установившихся колебаний на выходе усилителя мощности равна 110В при амплитуде входного сигнала 1В.

определим по графику АЧХ “вход-выход УМ” (Рис. 1.19). Получаем, что w0=11,215.

Найдем NE частотной передаточной функции по ошибке. Выделим вещественные и мнимые части:

Модуль частотной передаточной функции по ошибке:

N(w0)=0.1

Определим аргумент частотной передаточной функции по ошибке:

; .

Подставляя найденные значения в формулу (1.19) получим установившуюся ошибку при гармоническом входном сигнале:

2. Отработка типовых входных сигналов

    1. Единичная ступенька

      1. Переходная функция по выходу системы

Известно несколько способов расчета реакции системы на входные сигналы. В данной работе используем метод преобразований по Лапласу.

Запишем переходную функцию системы по выходу системы при входном воздействии X(t) = 1(t)

– изображение по Лапласу входного единичного сигнала.

Переходная функция h(t) определяется по формуле:

(2.1)

Найдем переходную функцию по выходу системы:

; (2.2)

Начальные и конечные значения переходной функции находятся по формулам:

(2.3)

Начальное и конечное значение переходной функции по выходу системы:

(2.4)

(2.5)

Т.е. конечное значение переходной характеристики системы по выходу системы зависит только от коэффициентов усиления звеньев.

Найдем переходную функцию по выходу ДОС:

; (2.6)

По формулам (2.3) найдем начальное и конечное значение переходной функции по выходу ДОС:

(2.7)

(2.8)

Т.е. переходная характеристика системы по выходу ДОС не зависит от параметров системы.

Реакция системы представлена на Рисунке 1.14 (п. 1.3.5).

Найдем переходную функцию по выходу УМ [приложение 2]:

; (2.9)

По формулам (2.3) найдем начальное и конечное значение переходной функции по выходу системы:

(2.10)

(2.11)

Т.е. начальное значение переходной характеристики системы по выходу УМ зависит не только от коэффициентов УМ и КУ системы, а также от частот сопряжений w2 и wb.

      1. Переходные характеристики системы

По формуле (2.2) построим переходный процесс по выходу системы.

Рисунок 2.1 Переходная характеристика по выходу системы

hmax=0.105, hуст=0,087, тогда

,

Определим время переходного процесса tpпостроив “коридор”, равный , из Рисунка 2.1 определяем, что tp=0.151с

Перерегулирование и время переходного процесса по выходу ДОС соответственно:

, tp=0.147 с.

Рисунок 2.4 Переходная характеристика системы по выходу УМ

      1. Сравнение переходных характеристик

Определенные по переходным характеристикам прямые показатели качества, для сравнения представим в табл. 2.2 вместе с оценками, полученными в пункте 1.4.4.

Таблица 2.2

по выходу системы

по выходу ДОС

Оценки по ВЧХ

Корневые оценки

s,%

19,5

18,8

26,704

4,053

tP, с

0,151

0,147

0.048

0,146

По данным таблицы можно сделать вывод, что постоянная времени датчика обратной связи незначительно влияет на качество переходного процесса.

Показатели качества, полученные по переходным характеристикам, по ВЧХ и корневым оценкам, отличаются. Это объясняется тем, что получаем оценку, а не само значение.

Запишем все значения в таблицу для наглядности.

Таблица 2.3

графически

аналитически

вход–выход системы

h(0)

0

0

h(∞)

0,087

0,087

вход–выход ДОС

h(0)

0

0

h(∞)

1

1

вход-выход УМ

h(0)

55472,575

55472,575

(∞)

0

0

Сравнивая начальные и конечные значения переходных характеристик по всем выходам, определенные аналитически по передаточным функциям в пункте 2.1.1, с их расчетными значениями, мы видим, что они совпадают.

      1. Величина ступенчатого сигнала

Определим величину Х0 ступенчатого сигнала, при котором система работает в зоне линейности усилителя мощности. Допустимая величина входного сигнала ограничена напряжением насыщения усилителя мощности, равным 110 В. Наибольшее значение выхода УМ достигается при t = 0. Допустимую величину «ступеньки» Х0 определим из пропорции:

;

Подставляя значения, получаем.

Величина Х0 = 0,002В.

    1. Сигнал с постоянной скоростью

Рассчитаем и построим график ошибки системы при отработке входного сигнала с постоянной скоростью, вида:

X(t) = АЧt, где А=6 В/с.

Изображение по Лапласу сигнала: ,

Переходная функция по ошибке примет вид:

;

––– график ошибки при отработке входного сигнала с

постоянной скоростью;

график вынужденной (установившейся) составляющей ошибки

при отработке входного сигнала с постоянной скоростью.

Рисунок 2.5

Интервал времени, на котором практически (с точностью 5%) устанавливается вынужденный режим определим по рисунку 2.5.

Таким образом, tв=0.13 с.

Время, за которое практически устанавливается вынужденный режим, tв=0.13с меньше, чем время регулирования tp=0.147c.

    1. Гармонический сигнал

      1. Определение частоты гармонического сигнала

Определим частоту гармонического сигнала по АЧХ замкнутой системы по выходу УМ (п. 1.4.2).

Из Рис. 1.19 следует, что значение частоты0 =11.823-1.

Таким образом, частота гармонического входного сигнала, при которой амплитуда установившихся колебаний на выходе УМ равна 110В, при амплитуде входного 1В, равна 11.823-1.

      1. График реакции системы по выходу ДОС при подаче гармонического сигнала на вход системы

Входной сигнал и его изображение по Лапласу имеют вид:

X(t) = sin(w0Чt), (2.11)

.

Реакцию системы на гармонический входной сигнал по выходу ДОС определим по формуле:

На Рисунке 2.6 представлен график реакции на входное гармоническое воздействие по выходу ДОС.

реакция по выходу ДОС

––––– входное гармоническое воздействие

Рисунок 2.6

      1. Амплитудно-фазовые искажения отработки входного сигнала

Амплитудные искажения отработки входного сигнала определим по формуле:

где – максимальное значение амплитуды выходного сигнала;

– максимальное значение амплитуды входного сигнала;

и определим по графику вынужденной составляющей сигнала по выходу ДОС (Рис. 2.6)

=1,083, =1

Подставляя значения, получаем:

Определим амплитудные искажения по ЛАЧХ разомкнутой системы на частоте w0.

По Рис. 1.21 на частоте w0=11,823с-1

Фазовые искажения отработки входного сигнала определяются по формуле:

.

где t = 0.011 с — временной сдвиг между входным сигналом и сигналом ДОС, определено по Рис. 2.6. и – по ЛФЧХ (рис 1.21) отличаются незначительно, что можно объяснить округлениями при вычислении.

3. Область устойчивости

Рассчитаем и построим границу области устойчивости на плоскости параметров «постоянная времени корректирующего устройства Тa –коэффициент усиления разомкнутой системы К».

Построим область устойчивости c помощью критерия Гурвица.

Характеристическое уравнение замкнутой системы имеет вид:

(3.1)

Тогда оставим переменными 2 параметра: K и Т2.

Получим следующие коэффициенты:

Для нахождения системы на границе устойчивости должны выполняться следующие условия:

  1. одинаковость знака всех коэффициентов

  2. для системы 5 порядка определитель D4=0

Решая уравнение в пакете MathCad, [приложение 3]получим следующий график:

Рисунок 3.1 Область устойчивости

Точка Kкр, найденная в пункте 1.4.3 практически совпадает с точкой, полученной по графику. Значение коэффициента, соответствующее расчетным параметрам находится в зоне области устойчивости. Т.е. при данных параметрах система устойчива. Небольшая погрешность в расчетах возникает из-за округлений.

4. Анализ системы с учетом нелинейности

4.1 Определение автоколебаний в системе

Для определения возможности возникновения автоколебаний воспользуемся методом гармонической линеаризации. Суть метода заключается в замене нелинейного элемента эквивалентным линейным. Признак эквивалентности – одинаковость преобразования гармонического входного сигнала. Эквивалентный линейный элемент характеризуется эквивалентным комплексным коэффициентом усиления.

Переход к эквивалентному линейному элементу позволяет исследовать систему частотными методами (можно определить возможность возникновения в системе автоколебаний, а также их параметры).

В системе присутствует симметричная однозначная нелинейность типа “насыщение”.

Рисунок 4.1

, где (4.1)

эквивалентный комплексный коэффициент усиления;

А- амплитуда автоколебаний.

Для нелинейности типа насыщения , а

Рассчитаем ЭККУ нелинейного элемента с данными параметрами.

Xвых=f(Xвх)

(4.2)

Воспользуемся частотным методом анализа симметричных автоколебаний.

В замкнутой системе имеют место незатухающие колебания управляемой величины, при условии:

— условие существования симметричных автоколебаний

На комплексной плоскости строим . На этой же плоскости по выражению строится годограф инверсного ЭККУ.

В системе возникнут автоколебания управляемой величины, если годограф Найквиста и годограф инверсного ЭККУ пересекутся.

Передаточная функция линейной части системы имеет вид:

;

w,

P(w)

Q(w)

1

-0.285

-3.252

10

-0.122

0.189

100

-0.0070

-0.0073

0

0

Рисунок 4.2

Из рисунка 4.2 видно, что годографы не имеют точек пересечения, следовательно, в системе отсутствуют автоколебания.

    1. Влияние коэффициента усиления разомкнутой системы на условие возникновения автоколебаний

В замкнутой системе будут возникать автоколебания, если годограф Найквиста будет проходить через точку (-1;j0), т.е. система будет находиться на границе устойчивости. Граница устойчивости будет достигаться при коэффициенте усиления системы, равного критическому, т.е. при К=Ккр=431с-1.

    1. Анализ абсолютной устойчивости положения равновесия системы по критерию Попова

Если замкнутая система состоит из устойчивой линейной части и одного безынерционного нелинейного элемента со статической характеристикой, расположенной в секторе от 0 до К, то достаточным условием устойчивости положения равновесия системы в начале координат является следующее:

,

где q- произвольное число, использованное для доказательства критерия

К-коэффициент наклона прямой, ограничивающей сектор расположения статической характеристики нелинейного элемента.

Преобразуем АФЧХ линейной части системы, домножив мнимую часть на w.

Формулировка критерия: для абсолютной устойчивости положения равновесия системы достаточно, чтобы годограф линейной преобразованной части системы располагался справа от прямой Попова

Т. к. линейная часть системы устойчива, то критерий Попова можно применять напрямую.

Вещественная и мнимая части преобразованной частотной передаточной функции имеют вид:

Таблица 4.2

w,

P(w)

Q(w)

0

-0,289

-3,286

274.36

-0.0026

0

852.16

0

0.135

0

0

Рисунок 4.3

Из Рисунка 4.3 видно, что через точку нельзя провести прямую, такую, что преобразованная АФЧХ лежала бы справа от этой прямой.

Следовательно, для системы характерна абсолютная неустойчивость положения равновесия.

Заключение

В результате проведения синтеза была скорректирована система, удовлетворяющая требованиям технического задания. Соответствие приведено ниже в таблице.

Таблица

Параметр

Техническое задание

Скорректированная система

Перерегулирование

не более 20%

18,8%

Время регулирования

не более 0,25с

0,147

Список использованной литературы

1. Бесекерский В.А., Попов Е.П. “Теория систем автоматического регулирования” — М.: Наука, 1972.

2. Зырянов Г.В., Кощеев А.А. “Динамический синтез систем автоматического управления”. Учебное пособие по выполнению курсовой работы.- Челябинск, 2001.

3. Павловская О.О. “Лекции по курсу ТАУ”

Реферат: Социальная идентификация общества

Курсовая работа по дисциплине: Социальная психология

Социальная идентификация общества

Введение

«Садовый фрукт? Яблоко. Домашняя птица? Курица. Часть лица? Нос. Поэт? Пушкин. Ответы всех нормальных людей.

Привычки – это то, как привыкли вы. Стереотипы – это то, как привыкли все. А вы – вслед за ними. Потому что вас так воспитали.

Если вы человек воспитанный, вы знаете, что такое «возмутительно». Возмутительно, если молодой человек не уступил место бабушке. Ужас! Возмутительно, если бабушка не хочет тихо и порядочно вязать носки своему внуку, а собирается неизвестно с кем идти на байдарке в Карелию. Кошмар! Возмутительно, если друг оказался вдруг не со мной и не там, а хам.

Конкретный список возмутительных ситуаций, бывает, оспаривается в разных тусовках, но по большинству пунктов расхождений нет и о них известно главное: все нормальные люди здесь возмущаются.

Тут возмущалась твоя мама, кричал твой отец, сердилась твоя бабушка – естественно, ты не покинешь их сомкнутые ряды. Тебя так воспитали – ты таким и будешь».

Механизмы развития личности и ее социального бытия

В отечественной психологии утвердилось положение о том, что личность развивается через «присвоение» своей «всесторонней» сущности: «личность человека тоже «производится» — создается общественными отношениями, в которые индивид вступает в своей деятельности». Тем самым в психологии возникает проблема внешней детерминации, обусловливающей развитие и становление личности.

Л. С. Выготский разработал теорию, показывающую, как «через других мы становимся самим собой», «почему с необходимостью все внутреннее в высших формах было внешним», и доказал, что «вся высшая психическая функция необходимо проходит через внешнюю стадии развития, потому что функция является первоначально социальной. Это — центр всей проблемы внутреннего и внешнего поведения».

В связи с этим возникает вопрос о механизмах производства человека.

Психический механизм производства целостного человека имеет социальные детерминанты и представляет собой систему реакций и процессов, складывающих и преобразующих действий, состояний и структуры личности.

Механизмом присвоения отдельным индивидом всесторонней человеческой сущности является идентификация

В психологии идентификация представлена как процесс эмоционального и иного самоотождествления человека с другим человеком, группой, образцом.

«Мы будем различать интериоризационную идентификацию, которая обеспечивает само «присвоение» и «чувствование» в другого, а также экстрариоризационную идентификацию, которая обеспечивает перенос своих чувств и мотивов на другого. Только во взаимодействии эти идентификационные механизмы дают возможность индивиду развиваться, рефлектировать и быть адекватным социальным ожиданиям.

Идея «присвоения» сама по себе была бы механической , если бы она не была представлена в диалектическом единстве с идеей о внутренней сущности человека, его активности и зависимости обстоятельств от «самоосуществления индивида». Кроме того, человек как общественное животное только в обществе и может обособляться.

Люди творят обстоятельства и друг друга. Марксистское положение о том, что индивиды как физически, так и духовно творят друг друга, представляет человека в двух его ипостасях: как объекта и субъекта деятельности. Даже по отношению к самому себе человек выступает с субъект-объективных позиций.

Механизмом отстаивания отдельным индивидом своей природной и человеческой сущности является обособление. Частный, не требующий особого внимания случай обособления — отчуждение.

Обособление — действие (внешнее и внутреннее) по значению глагола «обособиться». Обособиться — отделиться, выделиться из общего целого; занять особое положение.

Отчуждение — органичное для русского языка понятие. «У В. Даля: 1) отчуждать- значит делать чужим, чуждым; удалять, отстранять, устранять; 2) отчуждаться- быть отчуждаемым, становиться как бы чужим; 3) отчуждение — действие обособления.

Идентификация и обособление здесь рассматриваются как диалектически связанные механизмы, по своей глубинной сущности находящиеся в единстве и противоположности».

Мы рассматриваем идентификацию как механизм отождествления индивидом себя с другим человеком или любым объектом. Идентификация есть непосредственное переживание субъектом (той или иной степени) своей тождественности с объектом идентификации. В свою очередь, обособление мы будем рассматривать как отстранение, стремление индивида выделиться из числа других, закрыться от объекта общения. Обособление есть непосредственное переживание субъектом той! или иной степени своей отстраненности от объекта обособления.

Объективно идентификация выступает как механизм «присвоения»» индивидом своей человеческой сущности, как механизм социализации личности, а обособление- как механизм индивидуализации личности, Обратимся к анализу этих положений.

Идентификация как механизм социализации и индивидуализации личности

Происхождение механизма идентификации. Элементарною идентификацию — уподобление — мы можем найти в любом сообществе стадных (стайных) животных. Во-первых, детеныши имитируют действия, формы поведения взрослых особей. Среди приматов мы наблюдаем особенное «обезьянничание» молодняка в их отношениях со взрослыми. Это обстоятельство дает основание говорить о бессознательной идентификации и имитационном обучении у животных.

Во-вторых, описанные зоопсихологами, биологами и этологами врожденные формы поведения выступают для всех особей одного вида как сигнальные и одновременно идентификационные стимулы. Именно поэтому мы наблюдаем в животном мире такие формы поведения одной особи по отношению к другой, которые мы антропоморфно называем сопереживанием и соучастием.

В-третьих, в сообществах стадных (стайных) животных склонность к кооперации именно потому, что они объединены идентификационными отношениями. Тревога, защита, игры и др. происходят в соответствии с врожденными сигналами (позы, действия, звуки), которые идентифицируют состояния животных. Так, сигнал опасности, издаваемый одним животным, включает автоматически физиологические механизмы (расширение кровеносных сосудов, выброс глюкозы в печень, усиление сердечной деятельности, мышечная мобилизация и т.д.) не только у той особи, которая увидела эту опасность, но и у всех однородных особей, слышащих этот сигнал. Здесь происходит идентификация на биологическом, природном уровне — и все стадо мобилизовано к бою или бегству.

Крик боли одного животного также задает идентификационное состояние остальным особям того же вида, но здесь поведение не столь однозначно. То же мы будем наблюдать при звуках, издаваемых животными в состоянии возбуждения и т.п.

Таким образом, налицо определенные биологические предпосылки процесса идентификации у человека.

Роль идентификации в период предыстории человеческого общества была весьма значительной. Родовой индивид был погружен в поле родовой идентификации. Именно это было организующим началом «гармонии» рода. Родовое «Мы» определяло идентификационные отношения членов рода: идентификация формировала склонность к кооперации, а необходимость кооперироваться развивала идентификацию, поднимая ее с биологического уровня на социальный.

Антропосоциогенез проходил под определяющим влиянием труда. Биологические стадные формы существования и биологические формы идентификации предков человека уступили место социальным отношениям. Теперь идентификация протекала не только на уровне врожденных сигналов, но и на социальном уровне, прежде всего в труде. Родовой ребенок отождествлял свои действия с орудийными действиями взрослого, он пытался подражать не только самому действию, но и его результату. Таким образом, продукт труда стал идентифицироваться с неким образцом. Постепенно развивался и родовой учитель. Первоначальная педагогика состояла в том, что учитель начал фиксировать внимание на своих действиях, предлагая ученику делать то же самое.

На заре человечества родовой человек был склонен одушевлять все свое окружение и отождествлять с собой все предметы, которые он видел. Идентификация стала развиваться и как способность приписывать свои особенности, склонности и чувства другим. Природа одухотворилась. Каждый предмет чувствовал, мыслил, становился опасным или дружественным. Надо было иметь его в виду постоянно, надо было угадать его желание.

Родовой человек, будучи человеком природным и телесным, становился существом социальным и духовным.

Идентификация отношения матери и младенца. Новорожденный ребенок современного человека сохранил этологические признаки лица, которые обусловливают возникновение защищающих форм поведения у матери. Кроме этого, у младенца очень быстро вырабатывается паралингвистическая знаковая система: мимика, особенно улыбки, жесты, восклицания. Такие образования, значимые для общения, формируются на врожденной основе через присвоение ребенком идентифицирующегося поведения взрослого. Ребенок в первые недели уже способен подражать некоторым мимическим действиям, которые ему демонстрируют. При этом мать пристально всматривается в лицо своего дитяти, стараясь угадать возможности ребенка, идентифицируясь с ним, а затем как бы придвигает то, что есть пока нереализованная мимическая и душевная потенция, предлагая ему повторить возможные выразительные движения, эмоционально поощряя его.

Присвоенные младенцем элементы паралингвистической знаковой системы умиляют не только мать, но и большинство взрослых. Это своеобразие младенческой мимики действует воодушевляющее на взрослых людей, особенно на женщин (и тем более на маму). Они тут же стремятся вознаградить малыша эмоционально и ждут ответной улыбки. Ребенка учат эмоционально выразительному отождествлению с другим человеком с первых недель его появления на свет.

В свою очередь, та элементарная знаковая система, которой овладевает ребенок, стимулирует определенные реакции у матери. Очень часто мать начинает пользоваться детской мимикой и жестами для общения с ребенком. На этом уровне они отождествляют средства общения и достигают определенной степени идентификации. Ребенок сам начинает побуждать мать на улыбки и воспроизведение его жестов.

Улыбка младенца приводит мать в гармоническое состояние радости от общения с ним, и она воздает ему за любовь. Здесь отношения развивающейся взаимной идентификации, которая обеспечивает формирование у ребенка чувств доверия сначала к матери, а позднее и к человеку вообще.

Идентификационные отношения взрослого могут быть двух видов непосредственные и специально отработанные, предстающие в общении с детьми как техника воздействия с воспитательными целями.

Идентификационные отношения ребенка со взрослым и взрослого с ребенком способствуют эмоциональной причастности малыша к человеческому роду. Таким образом, реально механизм идентификации на социальном уровне начинает прививаться через присвоение ребенком идентифицирующего поведения другого человека путем подражания.

Межличностная идентификация (онтогенез и бытие). В онтогенезе личности овладение идентификацией как способностью приписывать свои особенности, склонности и чувства другим (экстрариоризационная идентификация), как способностью приписывать себе особенности, склонности и чувства других, а также переживать их как свои (интериоризационная идентификация), ведет к формированию механизмов социального поведения, к установлению отношений с другим человеком на положительных эмоциональных началах.

Развитие способности к идентификации определяет формирование социально значимых свойств личности, например, таких, как способность к сопереживанию (сочувствию и сорадости) и активному нравственному отношению к людям, к человечеству, к самому себе.

Идентификация в качестве техники общения ложится в основу демократического стиля воздействия взрослого (воспитателя, учителя) или группового лидера.

Установлено, что в условиях демонстрируемой идентификации повышаются настроение, самооценка и социальная активность ребенка: он общается с группой на уровне рефлексии и сопереживания. Идентификация как стиль общения обеспечивается формированием позитивных идентификационных личностных качеств. При этом общение со сверстниками выступает как школа социальных отношений — ребенок практикуется в действиях, присвоенных им от взрослого.

В отношениях со взрослыми и сверстниками ребенок не только принимает на себя роль другого, но и идентифицируется с ним, усваивая тип его поведения, его чувств и мотивов или приписывая другому собственные мотивы.

Перенос собственных чувств и мотивов на другого — типичная форма экстрариоризационной идентификации. Она становится свойственной ребенку на ранних этапах онтогенеза.

В детстве приписывание своих чувств и мотивов другому человеку или предмету проявляется очень ярко. Из непосредственных наблюдений детей в специально созданных ситуациях видно, сколь велика готовность ребенка, переносить свой эмоциональный опыт на другого человека или неодушевленный предмет. Поэтому ребенок легко идентифицируется с куклой или с другой любимой игрушкой: кукле он приписывает то или иное состояние, которое известно самому малышу (экстрариоризационная идентификация), затем ребенок интериоризируется с этим состоянием куклы и действует в игре от имени куклы и от своего имени. Не только сюжет, но и переживания идентификационных состояний захватывают ребенка и придают игре особую значимость.

Развитие способности к идентификации дает ребенку возможность различать и распознавать эмоции и чувства другого, а позднее соотносить их с эталонным нормативным поведением.

Идентификация как феномен социогенеза личности, как механизм, определяющий бытие личности, имеет двойное воздействие на развивающегося индивида. С одной стороны, идентификация обеспечивает присвоение многообразных психических действий, формирует способность к установлению положительных взаимоотношений с людьми, ведет к развитию социально значимых личностных качеств. С другой стороны, идентификация может привести к растворению индивида в другом человеке, выхолащиванию индивидуального.

В условиях разумного воспитания социальное развитие человека идет в направлении формирования личностных качеств, обеспечивающих успешное существование индивида в группе и группы в целом.

Идентификация обеспечивает усвоение конвенциональных ролей, норм, правил поведения в обществе.

Первое рождение личности обусловлено присвоением структуры самосознания, как уже об этом говорилось ранее, свойственной любому социализированному человеческому индивиду в любой человеческой культуре независимо от уровня развития производственных отношений (сказанное относится к самой структуре, но не к содержанию ее наполняющему). Присвоение структуры самосознания осуществляется через механизм идентификации. В онтогенезе личности происходит идентификация с именем, со специальными образцами, развивающими притязания на признание, с полом с образом «Я» в прошлом, настоящем и будущем, наконец, с теми общественными ценностями, которые обеспечивают бытие личности в социальном пространстве и дают ей возможность присвоить общественные нормативы прав и обязанностей.

Второе рождение личности связано с формированием мировоззрения с построением связной системы личностных смыслов. Активная воля, организованная мировоззрением в социальном проявлении индивида оценивается как самостоятельность. Здесь механизм идентификации действует на эмоциональном и когнитивном уровнях. Развитая личность ориентируется на идеологию, мировоззрение и прогнозирует себя в будущее, формируя идеальный образ своей жизненной позиции, эмоционально и рационально идентифицируется с ним и стремится соответствовать этому образу.

Идентификация в искусстве. В филогенезе человеческого рода, в мифологическом сознании людей доклассового общества предметы и явления природы, боги, герои, демоны, духи и пр. были наделены теми же свойствами и способностями, что и человек. Только так, через идентификацию с неизвестным, родовой человек мог проникнуть во внутренние свойства этого неизвестного. Отождествление другого с собой давало возможность хоть как-то понять этого другого.

Вытеснение из себя этих свойств и возложение их на другого позволяло лучше разобраться не только в этом другом, но и в себе самом. Антропоморфизм — форма идентификации, позволяющая своеобразно познавать мир.

На современном уровне развития человеческого познания антропоморфизм уже не может представлять собой действенную силу освоения мира. Для этого мир нашей планеты достаточно изучен. Но первоначальные «наивные» формы идентификации нужны человечеству.

Во-первых, развитие человека в детстве базируется на тех механизмах, которые существовали в начальный период развития человеческого рода.

Во-вторых, специфика искусства требует от автора переживания своей тождественности с другим, приписывания своих особенностей, свойств, чувств другим и способности отождествляться с особенностями, свойствами и чувствами других.

Процесс идентификации — неотъемлемая черта художественного творчества. Для примера обратимся к творчеству Уолта Уитмена. Как пишет К. Чуковский, «слово «идентичность» (identify — одинаковость, тождество)- любимое слово Уолта Уитмена. Куда ни взглянет, он видит родственную близость вещей, все они сделаны из одного материала. И дошло до того, что какую вещь не увидит, про всякую говорит: это — я!». В этом его восклицании живое чувство своей идентичности с миром, и ощущение это он делает своим поэтическим приемом.

У. Уитмен стремится довести свое сорадование, сострадание, сочувствие до полного слияния с другой личностью, тем расширяя пространство и время. Он обращается к еще не родившимся, к далеким потомкам, которые будут жить в будущем и которые уйдут, как и он, но не в небытие, а в новые грядущие поколения. Поэтическая идентификация учит человека жить не только «между башмаками и шляпой», а быть поистине целостным человеком.

Обособление как механизм социализации и индивидуализации личности

Происхождение механизма обособления. Реакцию бессознательного обособления можно наблюдать в любом сообществе стадных (стайных) животных. Несмотря на то, что эти животные объединены в стадо (стаи), они и внутри этого объединения действуют обособленно: каждый стремится занять более высокое иерархическое место, каждый устремлен к пище и биологическому комфорту для себя. Такое естественное, природное обособление каждого отдельного животного в стаде (стае) создает предпосылки к выживанию каждого представителя вида.

Среди приматов мы чаще наблюдаем обособление. Животное, поедающее лакомство, отворачивается от остальных, чтобы другие не отняли у него еду. Вожак отнимает у членов стада все, что мало-мальски привлекает его внимание. Агрессия — особая форма обособления. Животное в этом состоянии сигнализирует остальным, что оно небезопасно. Реакция агрессии чаще всего является реализацией потребности в обособлении.

Реакции, сигнализирующие о стремлении животного к обособлению, проявляются через враждебные позы, действия, звуки. Животное может обособиться от членов стада. Но есть случаи обособления стада от животных других видов или от чужих своего вида. В этот момент все животные стада объединяются в общем стремлении к удалению пришельца-врага.

Таким образом, в животном мире мы находим некоторые биологические предпосылки к обособлению человека.

В период предыстории человеческого общества обособление играло весьма значительную роль. Родовой индивид был погружен только в поле родовой идентификации. «Мы» — реально существующая, малая по численности первобытная родовая общность, в которой, прежде всего, развивался механизм идентификации. Всякие другие — «Они». Род стремился обособиться от «Они», так как последние несли в себе опасность разрушения рода. В отношении рода со всеми «Они» обособление всякий раз приобретало форму отчуждения, выражаемого в агрессии. По существу, первоначально это было близкое к животному отчуждение.

Антропосоциогенез, как мы говорили выше, проходил под определяющим влиянием труда. Социальные отношения людей в рамках развивающегося труда объединяли их в идентификационных действиях и требовали появления рефлектирующего обособления, необходимого для следования за развивающимися родовыми законами (табу), для успешного овладения орудиями труда и всей остальной родовой культурой.

В самом деле, чтобы освобождающийся от биологических форм поведения человеческий род смог сохраниться в этом мире, необходимо было создать законы, равные по неукоснительности природным стимульным поведенческим формам. Такими законами стали родовые табу.

Сызмальства подрастающее поколение идентифицировали с родом. Определяющее значение в этой родовой идентификации имело табу. Нарушивший табу автоматически отчуждался от рода. Если соблюдение родовых правил обеспечивало индивиду родовую идентификацию, кооперацию во всех ее видах (разделение крова, пищи защиту от чужих и пр.), то нарушение этих правил отторгало индивида как чужого. Он изгонялся, он переставал быть своим. Нередко род уничтожал отступника, демонстрируя определенный максимализм. Так, через крайние формы обособления — через отчуждение — у индивидов формировалось понимание необходимости родового долга, и одновременно осуществлялся контроль.

Управление родом принадлежащими к нему индивидами (каждый «как все») имело непреходящее значение: именно оно обеспечивало выживание небольших по численности групп людей в экстремальных условиях, когда человек должен был противостоять бесконечно огромному миру.

Социальное бытие рода, особенно трудовая деятельность, требовала не только воспроизводства родового опыта, но и каких-то нововведений. Распределение труда, разделение родовых функций требовали большей индивидуализации людей, выделения, осмысливания родом их достоинств и недостатков.

Очевидно, на этом этапе родового развития человека появляется некий прообраз имени — индивидуального знака родового человека. Этот знак присваивался каждому индивиду по различным законам. Синкретическое мышление не могло сразу породить систему имянаречения. Одни индивиды получали прозвища за свои родовые деяния (подвиги на охоте, создание улучшенного орудия и пр.), другие — по ассоциациям, связанным с рождением, с каким-либо событием, запечатленным в сознании рода, и т.д. Как бы то ни было, индивидуальный знак уже выделял человека из его родового «Мы», индивидуализировал, обособлял.

Получив имя, родовой человек получал и точку отсчета своих поступков и деяний. Это было начало социального разрешения на индивидуализацию, на обособление.

Однако табу требовало неукоснительного следования предписаниям рода. За каждым следил не только его род, но и более могущественный, чем человек, тотем. Тотем в представлении родового сообщества — праотец этого рода. Тотемом мог быть неодушевленный предмет или животное (но в родовом сознании он был одушевлен), реже — явление природы. Каждый род носил имя своего тотема — духовного покровителя.

Родовое сознание порождало нормативность и создавало социального контролера — тотем. Нарушение табу отдельным индивидом требовало сиюминутной расправы с ним рода.

Табу держало род в готовности к противостоянию всему враждебному. Это — жесткая обязанность, перворожденное в сознании человека «Надо!», которое обеспечивало выживание отдельного индивида и всего рода. Табу формировало волю человека и дисциплинировало его по законам социального бытия. Но табу создавало и обязанности, права самого рода, не выделяя индивида.

Труд начал индивидуализировать человека в социальном отношении. Наиболее способные создавали не только улучшенные орудия, не только превосходили других в трудовой деятельности, но и ощущали необходимость улучшения социальной системы рода. Если успехи в первых деяниях были очевидны (например, появлялось больше добычи в результате использования улучшенного орудия), то новаторство в социальной области воспринималось как отступничество. Тот родовой индивид, который, несмотря на ожидаемую кару, стремился к нововведениям в социальном плане, был поистине не только новатором, но и подлинным революционером, прообразом личностного начала в человеке. Сколько их было, безымянных теперь «родовых отступников», — в действительности истинных перволичностей!

Для того чтобы родовой человек предпринял попытку ввести новаторские идеи в родовую социальную систему, он должен был не только породить эту идею, но и найти в себе силы обособиться от родовых табу, тотема и самого рода. И это обособление было уже качественно новым по сравнению с отчужденной агрессией к чужому племени.

Обособление ребенка матерью. Идентификационные отношения матери с ребенком организуют у него социальные потребности в положительных эмоциях, притязание на признание и чувство доверия к людям. Через механизм идентификации, как мы уже об этом говорили, осуществляется присвоение из социума всех достижений человечества высших психических функций, ценностных ориентаций и др.

Идентификация — механизм уподобления. Однако мать хочет творить свое дитя как индивидуальность. Поэтому наряду с развитием своего малыша через уподобление, человеку вообще, выступая как посредник между социальным бытованием человечества и психическим бытием своего ребенка, она творит также и его способность к обособлению, ибо эта способность завершает создание полноценного человека как личности.

Мать называет свое дитя по имени сразу же после его рождения. Это обращение по имени входит в бессознательную сферу младенца вместе с положительными эмоциями матери. Здесь идентификационные механизмы работают на бессознательном уровне. Однако младенец, погруженный в поле материнской идентификации, которая обеспечивает его социальное дозревание, скоро прекращает свое инфантильное существование. Мать сама организует ситуации, которые учат ребенка необходимому для его нормального развития обособлению. Мать говорит: «Сам сделай!», «Сам мой ручки!», «Сам ешь!», «Сам оденься!» и т.д. Это «Сам!» — социальное доверие,- социальная необходимость, которой добивается мать с надеждой и уверенностью в состоятельности своего дитяти.

И малыш награждает мать и всех близких, когда заявляет: «Петя сам!», «Я сам!», «Я хочу!», «Я не хочу!», «Я буду!», «Я не буду!» и многое другое.

Обособление ребенка творит его личность. Теперь уже он берет на себя ответственность за свою самостоятельность. И не важно, что вначале его ожидают неудачи, — он начинает формировать свою собственную внутреннюю позицию.

Присваиваемые механизмы идентификации и обособления определяют самоощущение ребенка, ощущения им других людей и взаимодействуют с этими же механизмами в его социальных контактах с другими. С первых лет жизни ребенок начинает развиваться как личность.

Обособление как механизм развития и бытия личности. В онтогенезе личности овладение обособлением как способностью выделиться из общего, осознать личностью свою собственную нерасторжимую целостность и индивидуальность ведет к формированию механизмов социального поведения, развития и бытия личности.

Обособление — прежде всего механизм установления с другим человеком отношений на социально приемлемых началах, дающих возможность общающимся сохранять свою индивидуальность, чувство собственного достоинства и тем самым реализовывать свои притязания на признание.

Обособление в качестве техники профессионального общения ложится в основу демократического стиля воздействия: взрослого — на детей; лидера — на членов группы и др. Крайняя степень обособления — отчуждение — может иметь место и в демократическом стиле как способ выражения негативного отношения к тому или иному происшествию (поступку) или асоциальному суждению. Отчуждение в авторитарном стиле хотя и организует дисциплину в группе, но оно непродуктивно в плане субъективного самочувствия членов группы, а также в плане развития каждой личности. Отчужденный стиль воспитателя рождает или аналогичный, идентифицирующийся с ним, агрессивный тип личности, или тревожную и робкую личность.

Обособление как феномен социогенеза личности, как механизм, определяющий бытие личности, имеет двойное воздействие на развивающегося индивида. С одной стороны, обособление возлагает на личность индивидуальную ответственность за себя. С другой стороны, обособление может привести к отчуждению как социальной холодности.

В условиях разумного воспитания социальное развитие человека идет в направлении личностных качеств, обеспечивающих успешное существование индивида в группе и группы в целом. Если идентификация обеспечивает усвоение конвенциональных ролей, норм, правил поведения в обществе, то обособление позволяет присваивать «внешнее через внутреннее». Именно обособление индивидуализирует присвоенное поведение, ценностные ориентации и мотивы человека.

И хотя каждый индивид присваивает структуру самосознания через идентификационные механизмы, обособление определяет индивидуальное развитие каждого звена этой структуры.

Уровень первого рождения личности — присвоение структуры самосознания — происходит не только через механизм идентификации. Присвоенные звенья структуры самосознания наполняются индивидуально окрашенным содержанием и закрепляются в личности благодаря ее способности к обособлению. Конечно, и сама идентификация избирательна: внешние воздействия всегда опосредуются внутренним содержанием, позицией личности. Но способность к обособлению — это прежде всего позитивная способность к удержанию, защите, сохранению индивидуального. Поэтому-то так категорично звучит инфантильная формула структуры самосознания: «Я — Петя — хороший — мальчик — был, есть, буду — должен — имею право».

Уровень второго рождения личности, как мы знаем, связан с формированием мировоззрения. Активная воля, организованная мировоззрением в социальном проявлении индивида, есть самостоятельность. И хотя этой самостоятельности личность учится через примеры значимых лиц, с которыми она идентифицируется, самостоятельность непременно требует способности к обособлению.

На этом этапе развития личности механизм обособления действует на эмоциональном и когнитивном уровнях. При взаимодействии с другими личность с высокой культурой социального общения «сохраняет свое лицо» не только на эмоциональном, но и на рациональном уровне. В крайних случаях деривация личности (ее ценностной сферы, например), естественная форма обособленности, заменяется отчуждением. Если отчуждение возникает на бессознательном уровне и это влечет за собой агрессию, эффективность, то это вредит личности. Если на этом же эмоциональном фоне личность в состоянии управлять своими эмоциями и демонстрировать отчуждение на рациональном уровне, то мы говорим об эмоционально устойчивой личности.

Взаимодействие идентификации-обособления и типы личностей

Общие положения. Взаимодействие индивида и общества понимается в науке неоднозначно — это обусловлено исходными философскими позициями. Целый ряд направлений рассматривает так называемую социализацию человека как насилие над его истинной природой.

Согласно психоаналитической концепции социальное развитие ребенка осуществляется через его идентификацию с родителем того же пола, что и ребенок, а в его лице — с моральными требованиями общества. При этом взрослый для ребенка — абсолютный авторитет; ребенок ощущает свою неполноценность в сравнении с ним и потому постоянно тревожен. Кроме того, согласно 3. Фрейду, социальному развитию ребенка способствует идея Бога, с которым он также идентифицируется. Идентификация приводит к тому, что «дикий, запуганный ребенок становится социальным, нравственным и поддающимся воспитанию».

Идеи 3. Фрейда были развиты в работах К. Юнга, А. Адлера, Э. Фромма, а также М. Клейн, А. Фрейд, К. Хорни и др. В этих же традициях рассматривали идентификацию Ж. Лакан и его последователи. В том направлении развивал свою концепцию Т. Харрис. Маленький ребенок, пишет он, живет с ощущением тревоги, которое складывается у него из общения со взрослым. Поэтому он заявляет: «Я неблагополучный». Дело в том, что детская закомплексованность очень прочно записывается в мозгу. Чувство неполноценности, которое проявляется у взрослого, — это последствия того, что он испытал, когда был ребенком.

Трактовка социального развития в русле психоаналитического направления обычно исключает влияние других взрослых, кроме родителей. Идентификация, по существу, рассматривается как катализатор спонтанных взаимоотношений ребенка и взрослого, вырабатывающий у ребенка негативную позицию по отношению к взрослому и комплекс неполноценности. Такое понимание есть лишь частный случай идентификации при неблагополучном развитии ребенка, а ведь идентификация — универсальное свойство человека. К сказанному следует добавить, что развитие цивилизации предстает в трактовке 3. Фрейда и его последователей как процесс отчуждения от непосредственных жизненных влечений человека, а культура — как нечто чуждое и враждебное его естественным устремлениям.

В теории западных авторов идея насилия человека над собственной природой в процессе социализации опирается не только на понятие идентификации. Буржуазные исследователи широко пользуются и понятием отчуждения. Оно переливается из философии А. Шопенгауэра и Ф. Ницше, из феноменологии М. Хайдеггера и Ж.-П. Сартра и психоаналитических работ 3. Фрейда в современную зарубежную психиатрию, социологию и социальную психологию.

Так, например, «для М. Хайдеггера отчуждение — это способ бытия в условиях социума, это обезличивание человека в условиях отчужденных общественных норм поведения, когда каждый уподобляется каждому. Преодоление отчуждения, по М. Хайдеггеру, может произойти лишь в результате освобождения индивида от социальной зависимости. Эта идея идет еще от Ф. Ницше, утверждавшего: «Необходимо уничтожить мораль, чтобы освободить поток жизни».

Все указанные направления наполняют понятие отчуждения исключительно отрицательным содержанием, настаивая на том, что отчуждение возникает в результате социального развития как нечто сковывающее свободу личности, ее потребности и достоинство. Если посмотреть на проблему социального развития с иной точки зрения, то оно представляется в более оптимистическом свете. По существу, понятия идентификации и обособления (отчуждения) в том виде, в каком они представлены в указанных выше направлениях, отражают неправомерное противопоставление интересов личности и общества. Но личность не может развиваться вне общества: она социализируется (присваивается) через идентификацию и индивидуализируется через обособление.

История развития цивилизации свидетельствует о том, что, несмотря на существование самых противоречивых концепций, пытавшихся раскрыть смысл человеческого бытия, общество всегда нуждалось в самостоятельной и активной личности, а личность — в гармоническом взаимодействии с обществом. Так было во все века, и это обстоятельство обусловило формирование определенного механизма в генезисе развития человека.

Идентификация и обособление — это и есть два равноценно значимых и одновременно диалектически противоречивых элемента пары единого механизма, развивающего личность и делающего ее психологически свободной.

Общая направленность социального развития такова, что в индивидуальном генезисе первоначально возникает готовность к идентификации с другим человеком. Обособление начинает проявляться в социальной ситуации, требующей от индивида отделения от других, отстаивания своего «Я». Так возникает механизм, регулирующий поведение личности в обществе: идентификация и обособление.

Производные от основной пары (конформность — самостоятельность, сопереживание — зависть и др.) получают свое развитие в специфических социальных ситуациях: из ситуативно возникающего поведения в определенных условиях складываются свойства личности.

В структуре личности превалирующий член пары определяет личностные характеристики. В крайнем выражении каждый член пары асоциален. Развитие личностных качеств на основе идентификации и обособления обусловлено врожденными предпосылками, социальными условиями (взаимоотношения с родителями, с окружающими взрослыми и сверстниками, содержание деятельности) и внутренней позицией самого индивида. Именно от них зависит, будет ли человек более идентифицирующимся, или более обособляющимся, или безучастным.

В обыденной человеческой жизни идентификация и обособление постоянно регулируют действия, поступки, потребности и состояния человека.

Так, во-первых, сензитивный индивид может легко заражаться состоянием другого человека, он как бы начинает смотреть на мир его глазами.

Во-вторых, в одинаковой ситуации с кем-то индивид может идентифицироваться, а от кого-то обособиться и даже отчуждиться; причем

это может происходить на бессознательном и сознательном уровнях. Когда этот выбор для индивида не однозначен, у него возникает чувство тревоги.

В-третьих, у индивида может появиться потребность в идентификации с кем-то в ситуации, когда от него, напротив, требуется оставаться обособленным (отчужденным). В этом случае не только обстоятельства решают за него, как должно поступить, но и сам он берет на себя ответственность за выбор линии поведения. Поступая в соответствии с тем, как «надо», он тревожен, поступая, как ему подсказывают эмоции, он также тревожен.

В сплоченной социокультурной группе ее члены эмоционально идентифицированы, в сфере ценностных ориентаций наблюдается единство; совместная деятельность соединяет членов группы в чистой «радости общения» и в радости совместной деятельности. Здесь, в нормальной ситуации, идентификация и обособление осуществляются без тревоги.

Акцентировка членов пары «идентификация-обособление» имеет сложную обусловленность. Этим объясняется то, что индивид может развиваться в трех направлениях:

1) постоянной гиперболизированной, ярко выраженной готовности к идентификации с другими индивидами;

2) обособления (отчуждения) от других индивидов;

3) гармоническое взаимодействие членов пары в соответствии с внутренними потребностями личности и социальной необходимостью.

Развитие личности через механизм идентификации-обособление — сложный противоречивый процесс.

Сама природа человека двойственна. Мы идентифицируемся с животным, растением, игрушкой, но мы же, обособляясь (отчуждаясь), в силу объективных требований бытия человека убиваем животное, срываем растение, перестаем одухотворять игрушку.

Идентификация-обособление для каждого человека имеет разное значение, у каждого — разное содержание переживания в зависимости от того, с кем строятся отношения. С близкими людьми мы идентифицируемся иначе, чем с чужими, но обособляемся, отчуждаемся от своих иначе, чем от чужих.

В разные моменты жизни мы то «теплее», то «холоднее».

Любовь — всегда идентификация в высшей степени. Ненависть — всегда отчуждение. Но человеку несвойственно жить в этих крайних состояниях. Ни один барометр не измерит степени человеческих идентификаций и обособлений. Это постоянно действующий механизм, работающий на бессознательном и сознательном уровнях.

Идентификация-обособление может функционировать в зависимости от социальных ожиданий и вопреки им. В одних случаях этот механизм поднимает человека до вершин человечности, в других — опускает до самых темных глубин человеческой низости.

Опыт после первого интервью

Самое страшное – учеба ради зачетов.<<Если не возьмете интервью к 7 декабря, поставлю неуд. ,можете тогда на экзамен не приходить. Да, объем не менее 7 листов, а то снижу оценку…>> и так далее. Нас заставляют учиться ради зачетов.

Вот и мое первое интервью было ради себя, ради моего благополучия. Совсем не думала о респонденте, только крутилось в голове» через неделю сдавать». Страшный приговор (поставлю двойку) заставлял так думать.

Моя любимая соседка – БабЗинушка. Она всегда была спасителем в моей учебе, и на этот раз она не отказалась помочь… « Это что, ты меня опрашивать будешь?

Ну не опрашивать, я с вами должна побеседовать. Задание такое.

Ну ладно, давай» и я начала железным голосом серьезный допрос. Вопросник был составлен очень странно: сначала «где бы вы хотели жить?», затем « в чем ваш смысл жизни?». Я смотрела в блокнот и быстро записывала. Читала вопрос и опять записывала. Диктофона не было, так как у меня, его просто нет. И поэтому у меня была задача записать слова за БабЗиной. я слушала, но не слышала, просто записывала, а смысл не понимала. Так продолжалось полчаса. Я прочитала предпоследний вопрос, не глядя на респондента. Но то ,что я написала нельзя было растянуть даже на 4 листа. Надежда была на последние вопросы. И тут тишина. Мне респондент ничего не диктовал. И первый раз за допрос я подняла глаза на мою маленькую БабЗинушку. Она плакала. Я испугалась, у меня было состояние ужаса. Вдруг я стала понимать, что происходит. За что я такая грубая с напуганной старушкой? Она увидела меня первый раз такой равнодушной. Я даже не услышала, как она мне начала рассказывать про свою дочь, и что у нее сейчас «беда». А я, не обратив на это внимание, стала задавать следующий вопрос.

Бабушка, вытирая слезы: «…сейчас продолжим. Ты меня прости, дуру старую, испортила я тебе твою интервью». Я подбежала к ней, стала успокаивать. Да, я даже и не знала, что нужно было делать, я была в растерянности.

Мной управляет система, ставит рамки, контролирует: 7 декабря и 7 листов. Нам не объяснили, как надо относиться к интервью. Что можно своим поведением навредить человеку. Не то что испортить поле, а напугать, обидеть, заставить чувствовать себя некомфортно.

До первого интервью я думала, что антрополог-исследователь – это человек с красивой черной ручкой и блокнотом. Человек, который все время что-то спрашивает как надоедливый журналист. Я не хотела быть такой и старалась быстрее закончить. А оказалось, что мой милый респондент доверил мне кусочек себя, своих проблем и переживаний. Я не оценила это.

Как противный лектор с плохой дикцией, бурчала себе вопросы под нос. Сама не люблю, когда студенты становятся серой массой для преподавателей. Как для меня стала БабЗина – серым респондентом, а не яркой личностью с красочной историей.

Я долго винила себя. Но теперь я не учусь ради зачетов: если заинтересовалась – «ныряю с головой». Моя инициация прошла успешно. Этот день не стал обыкновенным.

Отчет по интервью на тему яркое событие в вашей жизни

Я договорилась о встрече заранее, чтобы человек подготовился и внес меня в свои планы. Светлана (имя изменено) , женщина 44 лет, работает на заводе, как многие граждане в России. Имеет высшее образование, но работает не по специальности « где смогла устроиться». Светлана с мужем Евгением (имя изменено) воспитывает двух детей: старший – сын, и младшая – дочь.

Любимое место в квартире у Светланы – это кухня, куда она меня и пригласила: « Приходи сегодня вечером. Я блинов напеку, и мы с тобой побеседуем». Я по телефону предупредила, что интервью будет записываться на диктофон. Когда я пришла, меня встречало все семейство. Я почувствовала себя даже очень жданным гостем. Мы (я, Светлана и ее сын, Олег) прошли на кухню. Я спросила ее: « Светлана Викторовна, как вы хотите составить письменное или устное разрешение?» перед этим я объяснила, где и для чего будет использоваться информация. Женщина согласилась на устную форму « договора». Сын вышел, и мы начали интервью.

Она как-то неуверенно стала говорить . Мне тоже было некомфортно, так как я не могла создать легкость общения. Через минут 5 сын зашел обратно и сел в углу. Сначала я подумала, что посторонний человек помешает (так нас учили). НО Светлана почувствовала себя уверенней, и рассказ начал литься. Она вспомнила, как в студенческие годы ездила в лагерь в Эстонию. За разговором Светлана посадила нас за стол, стала угощать снастями, ну, в общем, вела себя очень раскованно, и вскоре она забыла про диктофон.

«В советские годы было очень трудно уехать из страны по путевке. Эти путевки доставались детям, чьи родители занимали руководящие посты». А тут Светлане посчастливилось выиграть путевку на три недели в Эстонию. Там у них подобралась компания, которая участвовала во всех конкурсах и занимала первые места. Светлане удалось увидеть кусочек запада. В студенческие годы Светланы в «Советском союзе юноши и девушки покупали те же самые вещи, что и их старшие сограждане, танцевали в тех же клубах, что и родители, поклонялись общим певцам и одевались практически так же».

«В те годы страны Запада вступают в полосу экономического подъема. Выросло материальное благосостояние родителей, и они стали выделять своим детям больше средств на карманные расходы. На это моментально откликнулись предприниматели. Расширилась сеть молодёжных клубов, дансингов, баров, выросли тиражи журналов и книг для молодежи, объемы производства товаров широкого употребления». Поэтому для Светланы это очень яркое впечатление.

«Нам необходима группа сверстников, которые сталкиваются с теми же самыми проблемами, имеют такие же ценности и идеалы». Компанию, о которой рассказывала Светлана, сплотило общее положение в чужой стране, одинаковые условия и похожие впечатления. Независимость и свобода – это черты «взрослой» субкультуры. « Нам было весело. Мы жили без родителей, делали, что хотели. Жили в свое удовольствие». Они чувствовали себя взрослыми.

Светлана характеризовала это время как «самое – самое…». Самая любимая площадка, самое первое выступление, самый романтический вечер. Об этом вечере я расспросила по больше. Она разрешила об этом написать.

Светлана говорила шепотом, это была ее сокровенная история. Сын к этому моменту вышел, а блины были отставлены в сторону. Мы с ней шептались как лучшие давние подруги. История началась.

Они познакомились на дискотеке. Виктор приехал из Советского союза и остался здесь жить. В Эстонии он уже жил два года. Ему было очень интересно общаться со Светланой, ведь она приехала из СССР. Первый вечер они только и говорили о Родине. Светлане казалось, что Виктора она знает очень давно. « Мы с ним так говорили, как будто вечность знакомы – обо всем». С каждым вечером Светлане и Виктору было сложнее расстаться. И в последний день Виктор сделал Светлане предложение выйти за него замуж. Не ответив, Светлана уехала домой. Он ей звонил, хотел приехать « но тогда было не принято, чтобы парень приезжал к девушке в гости. Да я еще к тому же стеснительная была и родителям никак не могла рассказать, что меня замуж зовут». Когда он звонил, Светлана молчала в трубку. «Это был сложный период для меня. Я была слишком замкнута». В скором времени родители нашли жениха Светлане. Она вышла замуж за Евгения. А через неделю после свадьбы Светлане сказали, что Виктор погиб. « Как говориться, слюбится ,стерпится. Вот и я так живу. Я не жалуюсь, но мне кажется, что моя жизнь прошла бы по другому, если бы …». Она задумалась.

Евгений вошел в ее жизнь не случайно. Он помог ей пережить смерть ее первой любви. Он опора во всех делах. Светлана вышла замуж не по любви, но с какой нежностью она говорит о нем, ждет его после работы, готовит ему ужин. « все произошло к лучшему». Ей грустно только об этом вспоминать, но это не мешает ей в общение с семьей. Ей уютно и комфортно с любящими ее людьми.

«Развитие личности через механизм идентификации-обособления – сложный противоречивый процесс. Сама природа человека двойственна. Мы идентифицируемся с животными, растениями, игрушкой, но мы же, обособляясь, в силу объективных требований бытия человека убиваем животное, срываем растение, перестаем одухотворять игрушку».

Идентификация-обособление для каждого человека имеют разное значение, у каждого – разное содержание переживания в зависимости от того, с кем строятся отношения. С близкими людьми мы идентифицируемся иначе, чем с чужими, но обособляемся, отчуждаемся от своих иначе, чем от чужих.

В разные моменты жизни мы то «теплее», то «холоднее».

«Любовь – всегда идентификация в высшей степени. Ненависть – всегда отчуждение. Но человеку несвойственно жить в этих крайних состояниях. Ни один барометр не измерит степени человеческих идентификаций и обособлений. Это постоянно действующий механизм, работающий на бессознательном и сознательном уровнях

Идентификация-обособление может функционировать в зависимости от социальных ожиданий и вопреки им. В одних случаях этот механизм поднимает человека до вершин человечности, в других – опускает до самых темных глубин человеческой низости».

Формальности, которые надо было соблюсти сначала, не помешали выйти на непринужденный разговор. Светлана восприняла меня как врача, специалиста, перед которым нужно робеть. Адаптироваться ей помог сын, присутствие которого нисколько не помешало. Конечно же, благоприятно повлияла обстановка, ее обычная среда. Мне было очень приятно с ней общаться, кроме момента, когда она начала рассказывать свою романтическую историю. Я почувствовала некий дискомфорт, как будто залезла в чью-то душу. Рассказывая, она смотрела мне в глаза, то есть именно мне рассказывала. А я первоначально знала, что все услышанное надо будет выносить на суд.

Мне бы хотелось научиться правильно реагировать на такие истории. Конечно, надо создавать простоту общения, помогать человеку раскрыться. Но что мне делать с его сокровенным? Как мне это описывать, что печатать, а что нет? Для меня это очень сложный вопрос.

К каждому интервью я готовлюсь заранее: думаю, что мне одеть, что с собой взять, репетирую перед зеркалом, что я буду говорить, и как выглядит моя мимика. Для меня все важно. Чтобы респондент не понял, что находящийся перед ним исследователь-студент тоже боится и робеет, тоже сначала подбирает слова, и сердце у него бьется так же, как у респондента.

Не только антрополог может обидеть респондента, но и наоборот. Правда, у антропологов есть кодекс, а у респондентов нет. Но в основном исследователь и респондент находятся в равных условиях. Надо только научиться контактировать с друг другом.

Заключение

«Любовь бывает болезненной, и многие решают: обойдемся-ка мы лучше без нее. Целее будем. Что тогда случаются с любовью? Отношения тогда становятся – внешними. Формальными. То есть отношения есть, но они меня – не задевают. Не трогают.

Так вроде бы и жить легче. Великое и щемящее чувство, к которому поначалу так стремилось сердце, разложено теперь на объясненные части, и уже видится толковый путеводитель, как свое получить и поменьше при этом потерять.

Вы наверняка можете таких людей если и не увидеть прямо сейчас, то, по крайней мере, вспомнить. Это и холодный сослуживец, которого раздражает все, кроме логики. Это и родственник, который морщится и уходит при виде ярких проявлений чувств. Это молодой человек, который все обращает в «прикол» и создает вокруг себя дымовую завесу абсурдной реальности. Это и агрессивный циник, и расслабленный «пофигист». И так далее.

И если мы все-таки выберем жить, то нам понадобятся в этой жизни близкие люди. Люди, к которым наша душа будет тянуться, рядом с которыми мы будем раскрываться такими, какие мы есть, зная, что нас – именно таких – здесь любят и ждут».

личность идентификация общество

Список используемой литературы

1.Кант Э. Критика чистого разума. М.: Мысль, 1994.

2.Козлов Николай Книга для тех, кому нравится жить, или психология личностного роста. М.: АСТ-ПРЕСС,2001.

3.Кравченко А.И. Социология. М.: ACADEMA, 2002.

4.Леонтьев А.Н. Деятельность, сознание, личность. М.: ACADEMA, 1975.

5.Леонтьев А.Н. Проблемы развития психики. М.: ACADEMA,1959.

6.Молодежные движения и субкультуры Санкт-Петербурга: соц. и антроп. анализ. СПб: под ред. Костюшева В.В.,1999.

7.Мухина В.С. Возрастная психология. М.: ACADEMA, 2002.

8.Мухина В.С., Хвостов К.А. Психодиагностика развивающейся личности. Архангельск: ACADEMA,1996.

9.Петровский А.В. Психология развивающейся личности. М.: под ред. Петровского А.В.,1987.

10.Пиаже Ж. Избранные психологические труды. М.: ACADEMA,1969.

11.Скрынников В.Г. История молодежи. М.: Наука,1997.

12.Собкин В.С. Старшеклассник в мире политики. М.: ACADEMA,1997.

13.Фрейд З. Труды разных лет. Тбилиси: кн.1,1991.

Лабораторная работа: Исследование динамических свойств моделей типовых звеньев систем автоматического управления

Лабораторная работа

«Исследование динамических свойств моделей типовых звеньев систем автоматического управления по их частотным характеристикам»

Введение

Цель работы – изучение экспериментального метода и аппаратных средств определения амплитудно-фазовых частотных и динамических характеристик типовых звеньев.

1. Теоретические сведения

Для сложного объекта автоматического регулирования не всегда удается произвести исследование с помощью аналитических методов ввиду того, что заранее неизвестны математические модели, параметры объекта или существуют значительные нелинейности в объекте. В этом случае применим экспериментальный метод построения частотных характеристик исследуемого объекта, базирующийся на том, что если на его вход подать сигнал синусоидальной формы с частотой и амплитудой, равной единице, то на выходе в установившемся режиме получится тоже синусоидальный сигнал с той же частотой но с другими амплитудой и фазой.

Синусоидальные функции могут выражаться в векторной форме показательными функциями с мнимым аргументом:

Величина W(j) называется комплексным коэффициентом передачи или усиления, представляющим комплексное число, модуль которого равен отношению амплитуд выходного и входного сигналов при неизменной частоте входного сигнала. Если положить =0, то получается коэффициент усиления или коэффициент передачи системы или звена.

Процесс регулирования Y(t) складывается из двух частей: переходного процесса YПП(t) и установившегося процесса YУСТ(t):

Y(t) = YПП(t) + YУСТ(t).

Математически переходный процесс определяется общим решением однородного уравнения (1.1), при Х(t)=0, а установившийся процесс – частным решением уравнения неоднородного уравнения (1.1), при заданной правой части Х(t). С точки зрения теоретической механики переходный процесс есть свободное движение системы, а установившийся процесс – вынужденное движение. С точки зрения теории колебаний первое есть собственные колебания, а второе – вынужденные колебания, но это ни в коем случае не означает, что переходный и установившийся процессы всегда по форме будут колебательными. Для получения переходной характеристики подают мгновенно скачком на вход звена некоторое постоянное значение вида:

и наблюдают переходный процесс (свободные колебания) на выходе звена. На коммутационном поле АВМ эта модель входного воздействия реализуется на масштабном операционном усилителе с изменяемым согласно варианта задания коэффициентом усиления:

Такое идеальное звено не обладает инерционностью и мгновенно дает на выходе величину:

 (1.2)

Если на вход звена или системы подать сигнал синусоидальной формы с частотой ω вида:

 (1.3)

то на выходе в установившемся режиме получится тоже синусоидальный сигнал с той же частотой ω, но с другими амплитудой и фазой (наблюдение вынужденных колебаний звена).

2 Экспериментальная часть

Составим таблицу значений 2.1

Построим график апериодического звена второго порядка, рисунок 2.1 и с помощью данного графика получим значение T2.

Рисунок 2.1 – график апериодического звена второго порядка

Вычислив А(ω) и φ(ω), построим годограф, рисунок 2.2.

Рисунок 2.2. – Годограф А(ω)φ(ω)

Зная значение = 14 В, а = 15 В, можно рассчитать .

Исходя их графика для определения постоянных времени апериодического звена второго порядка, рисунок 2.3, найдём значение .

Рисунок 2.3 – График для определения постоянных времени апериодического звена второго порядка

Следует можем найти :

Воспользовавшись программой MatLab, построим графики характеристик: ФЧХ, АЧХ, ВЧХ, МЧХ, КЧХ, ЛАЧХ и ЛФЧХ.

В окна команд запишем:

>> m=[0.93333]

m = 0.9333

>> n=[1.3225 1.15 1]

n = 1.3225 1.1500 1.0000

>> tf (m, n)

Transfer function:

0.9333

1.323 s^2 + 1.15 s + 1

>> [h, w]=freqs (m, n, 600);

>> ampl=abs(h);

>> phi=angle(h);

>> phi=unwrap(phi);

>> plot (w, phi, ‘k’); grid on

>> plot (w, ampl, ‘k’); grid on

>> vchhar=ampl.*cos(phi);

>> plot (w, vchhar, ‘k’); grid on

>> mchhar=ampl.*sin(phi);

>> plot (w, mchhar, ‘k’); grid on

>> plot (vchhar, mchhar, ‘k’); grid on

График ФЧХ представлен на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – График фазочастотной характеристики

График АЧХ представлен на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 – График амплитудо-частотной характеристики

График ВЧХ представлен на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 – График вещественной частотной характеристики

График МЧХ представлен на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7 – График мнимой частотной характеристики

График КЧХ представлен на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 – График комплексной частотной характеристики

Для построения ЛАЧХ и ЛФЧХ составим структурную схему представленную на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 – Структурная схема для построения ЛАЧХ и ЛФЧХ

Рисунок 2.9 – Графики ЛАЧХ и ЛФЧХ

Реферат: Расчет напряженности поля радиотелецентров

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение
2. Методы расчета напряженности
3. Исходные данные
3.1 для ИОРТПЦ
3.2 для Усольского телецентра
4. Расчет напряженности поля ИОРТПЦ
5. Расчет напряженности поля вблизи Усольского телецентра
3. Сравнение результатов измерения и расчетов в зоне обслуживания Усольского телецентра
4. Заключение
5. Приложение
5.1 программа расчета напряженности поля
5.2 таблица измерения напряженности поля вблизи Усольского ретранслятора
6. Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Для решения вопросов проектирования и эксплуатации радиотелепередающих цетров и других радиотехнических систем необходимо рассчитывать напряженности поля радиоволн УКВ диапазона. На основе этизх расчетов устанавливаются санитарно-защитные зоны (СЗЗ) радиотехнических объектов, зоны ограничения застройки, а также зоны обслуживания объектов.
Особый интерес вызывают вопросы электромагнитной экологии, что обусловлено резким увеличением числа передатчиков УКВ и СВЧ диапазонов, используемых в радио- и телевещании, для спутниковой, сотовой связи и т.д. источниками электромагнитных полей антропогенного происхождения являются также персональные компьютеры, бытовые приборы, такие как СВЧ-печи, телевизоры. В результате возросли фоновые уровни электромагнитных полей, а также количество зон повышенной опасности, в которых напряженности поля существенно выше фоновых.
Отрицательное влияние достаточно интенсивного электромагнитного поля на организмы людей в настоящее время доказано, на основе чего установлены санитарные нормы (предельно допустимые уровни электромагнитного поля — ПДУ).
В рамках нашей работы анализировались результаты измерений уровня электромагнитного поля окрестностях иркутского областного и усольского радиотелепередающих центров для того, чтобы выяснить, не превышают ли значения напряженности поля ПДУ. Также было разработано программное обеспечение для расчетов напряженности поля, позволяющее учитывать диаграммы направленности антенн различного назначения. С помощью соответствующих программ можно определить зону обслуживания радиотелепередающего центра для заданной чувствительности приемников, а также санитарно-защитную зону объекта.

МЕТОДЫ РАСЧЕТА НАПРЯЖЕННОСТИ ПОЛЯ УКВ.

Предположим, что в свободном пространстве (т.е. в однородной непоглащающей среде, относительная диэлектрическая проницаемость которой равна единице) помещен изотропный излучатель — воображаемый точечный излучатель, равномерно излучающий радиоволны во всех направлениях.
Обозначая через Р1 излучаемую источником мощность, определим плотность потока энергии (вектор Пойнтинга) на расстоянии r от источника радио волн (рис.1), основываясь на том, что излучаемая энергия равномерно распределяется по поверхности сферы радиуса r. Выражая мощность излучателя в Вт, а линейные размеры — в м, получим для численного значения вектора Пойнтинга выражение
, Вт/м2 (1.1)

Рис.1. К определению напряженности поля волны, создаваемой изотропным излучателем

В принятой системе единиц среднее за период численное значение вектора Пойнтинга выражается формулой
, Вт/м2 (1.2)
где напряженности электрического и магнитного полей связаны между собой соотношением
, а/м. (1.3)

Здесь величина 120? представляет собой волновое сопротивление свободного пространства и выражается в омах.
Подставляя формулу (1.2) в (1.3), получаем
, Вт/м2. (1.4)

Приравнивая выражения (1.1) и (1.4) и решая полученное уравнение относительно Ед, находим
, В/м. (1.5)

Рис. 2. Диаграммы направленности антенн, направленной (А) и изотропной (В).

В реальных условиях изотропные излучатели, конечно, не применяются, а используются антенны, обладающие направленным действием.
Предложим, что рядом расположены направленная А и изотропная В антенны. На рис. 2 схематически диаграммы направленности обеих антенн. Изотропная антенна, как и следовало ожидать, обладает круговой диаграммой направленности
Если обе антенны излучают одинаковые мощности Р1, то ясно, что в пункте приема, который достаточно удален от антенн и на который ориентирована направленная антенна, большая напряженность поля создается от направленной антенны, так как она концентрирует излучаемую энергию в желаемом направлении. Будем постепенно увеличивать подводимую к изотропной антенне мощность до тех пор, пока она не создаст такое же поле, что и направленная антенна. Множитель D1, показывающий, во сколько раз следует увеличить мощность, подводимую к изотропной антенне, чтобы она создавала такую же напряженность поле, что и направленная, носит название коэффициента направленности или коэффициента усиления1.
Таким образом, направленная антенна по создаваемой ею в месте приема напряженности поля эквивалентна изотропной антенне, которая излучает в D1 раз большую мощность. Это позволяет представить формулу для напряженности поля, создаваемой в свободном пространстве направленной антенной, в следующем виде:
В/м. (1.6)
Амплитудное значение напряженности поля выражается формулой
, В/м. (1.7)
Выражение для мгновенного значения напряженности электрического поля радио волны можно записать в форме
В/м, (1.8)
где — волновой множитель.
Единицы измерения величин, входящих в формулы (1.5) — (1.7), не очень удобны для практического применения, так как напряженность поля выражена в В/м, а расстояние — в м. Выражая мощность в кВт, расстояние — в км, а напряженность поля — в мВ/м, получаем
, мВ/м; (1.9)

для действующего значения напряженности поля и
, мВ/м (1.10)

для амплитудного.
В течение долгого времени условия распространения волн было принято оценивать напряженностью электрического поля, создаваемого передатчиком в месте приема. Такой критерий был более или менее оправдан в условиях, когда радиосвязь осуществлялась в диапазоне длинных, средних и, частично, коротких волн. Степень направленности антенны характеризуется ее коэффициентом направленности D (или усилением) по отношению к изотропному излучателю коротких волн. В связи с широким применением в последние годы диапазона УКВ более рационально характеризовать условия приема мощностью, создаваемой на входе приемного устройства, ибо чувствительность современных приемных устройств принято выражать мощностью на входе, требуемой для уверенного приема сигналов. Для этого необходимо знать направленной антенны D2. Однако это обстоятельство не ограничивает область применения такого метода, так как направленность передающей антенны D1 также должна быть известна. Наконец, чтобы исключить конкретные типы антенн, можно предположить, что обе антенны изотропны, т. е. D1= D2= 1.

z

?
P(r,?,?)

y
?

x
Рис. 3. Сферические координаты точки наблюдения
Наглядное представление о распределении энергии волн дает амплитудная характеристика направленности, определяемая зависимостью амплитуды напряженности создаваемого антенной поля (или величины, ей пропорциональной) от направления в пространстве. Направление определяется азимутальным (?) и меридиональным (?) углами сферической системы координат, как это показано на рис. 3. При этом поле измеряется на одном и том же (достаточно большом) расстоянии r от антенны и предполагается, что потери в среде отсутствуют. Графическое изображение характеристики направленности называют “диаграммой направленности”.
Пространственная диаграмма направленности изображается в виде поверхности f(?,?). Построение такой диаграммы неудобно. Поэтому на практике обычно строят диаграммы направленности в какой-нибудь одной плоскости, в которой она изображается плоской кривой f(?) или f(?) в полярной или декартовой системе координат.
Пространственная диаграмма направленности, у которой максимальное значение равно единице, называется нормированной диаграммой и обозначается как F(?,?). Она легко получается из ненормированной диаграммы путем деления всех ее значений на максимальное:
F(?,?) = f(?,?)/fmax(?,?). (1.12)
Простейший излучатель в виде элементарного диполя имеет тороидальную диаграмму направленности, показанную на рис. 4 в полярных координатах и выражаемую уравнением
Е = Е0 sin ?, (1.13)
где Е0 ? напряженность поля в направлении максимума (т.е. при ? = 90о); ? ? угол, отсчитываемый от оси диполя.
На рис. 5, а показан пример игольчатой диаграммы. Основное излучение антенны с такой диаграммой направленности сконцентрировано в пределах небольшого телесного угла.
На рис. 5, б показан пример диаграммы направленности специальной формы, определяемой в вертикальной плоскости уравнением
Е = Е0 cosec ?, (1.13)
где Е0 ? коэффициент пропорциональности; ? ? угол в вертикальной плоскости, отсчитываемый относительно горизонта. Такие диаграммы желательно иметь в некоторых типах радиолокационных станций, например в самолетных радиолокаторах наземных объектов. При отражении от таких объектов, находящихся от поверхности земли на различных расстояниях от самолета в пределах радиуса действия радиолокатора, уровень отраженного сигнала на входе приемника будет сохраняться неизменным.
Направленное действие антенны часто оценивают по углу раствора диаграммы направленности, который также называют шириной диаграммы. Под шириной 2?0,5 диаграммы (главного лепестка) подразумевают угол между направлениями, вдоль которых напряженность поля уменьшается в раз, по сравнению с напряженностью поля в направлении максимума излучения, а поток мощности соответственно уменьшается вдвое. В некоторых случаях под шириной 2?0 подразумевают угол между направлениями (ближайшими к направлению максимума), вдоль которых напряженность поля равна нулю.
Для сравнения между собой направленных антенн вводят параметр, называемый коэффициентом направленного действия (КНД). Коэффициент направленного действия – число, показывающее, во сколько раз пришлось бы увеличить мощность излучения антенны при переходе от направленной антенны к ненаправленной при условии сохранения одинаковой напряженности поля в месте приема (при прочих равных условиях):
, (1.14)
где – мощность излучения ненаправленной антенны; – мощность излучения направленной антенны.
90о

?

180о 0о

360о
а б
Рис. 4. Диаграмма направленности элементарного диполя:
а ? проекция в плоскости, перпендикулярной оси диполя; б ? проекция в плоскости, проходящей через ось диполя.

Боковые лепестки Главный лепесток

Направление
главного излучения

Задний лепесток
а

?

б
Рис. 5.
Коэффициент направленного действия в направлении максимального излучения для реальных антенн достигает значений от единиц до многих тысяч. Он показывает тот выигрыш в мощности, который можно получить за счет использования направленного действия антенны, но он не учитывает возможных потерь в направленной антенне.
Для суждения о выигрыше, даваемом антенной, при учете как ее направленного действия, так и потерь в ней служит параметр, называемый коэффициентом усиления антенны. Он равен произведению КНД на к.п.д.:
. (1.15)
Учитывая (1.12), получаем
. (1.16)
Таким образом, коэффициент усиления показывает, во сколько раз нужно уменьшить (или увеличить) мощность, подводимую к направленной антенне, по сравнению с мощностью, подводимой к идеальной ненаправленной антенне без потерь, для того чтобы получить одинаковую напряженность поля в рассматриваемом направлении. Если не делается специальных оговорок, то под коэффициентом усиления (так же, как и под коэффициентом направленного действия) подразумевается его максимальное значение, соответствующее направлению максимума диаграммы направленности.
ДН антенны

?

H R

H

h

r
Рис. 6.
Расчеты действующих значений напряженности выполняются по методике [2] при задании излучаемых мощностей, КНД и нормированных ДН передающих антенн в вертикальной и азимутальной плоскостях. При этом учитываются уровни боковых лепестков ДН, а также рельеф местности и высоты зданий. Напряженность поля в нашей работе рассчитывалась по формуле (1.6), в которую были внесены выше сказанные поправки
(1.17)
где Р – мощность, Вт; R – расстояние от фазового центра антенны до точки наблюдения с высотой h от основания опоры, м; F(?) – нормированная диаграмма направленности (ДН) в вертикальной плоскости, ? = arctg[(H–h)/r] – угол места, r – расстояния от основания опоры до проекции точки наблюдения на уровень h, так что R = r/sin ?; F(?) = 1 – нормированная ДН в горизонтальной плоскости. (Рис. 6.)
Функция F(?) для типовой передающей антенны («антенная решетка») задается формулой
(1.18)
В этой формуле коэффициент b принимает значения 2? для антенной решетки всех радиотелепередающих центров до модернизации в 1998 г., и 1,3? – после модернизации согласно [3].
Для антенн типа «полуволновой вибратор» функция F(?) задается иначе
(1.19)
или, если угол отсчитывается от оси диполя (рис. 7.),
(1.20)
При проектировании и эксплуатации современных радиотехнических объектов важно учитывать ПДУ воздействия электро-магнитных полей (ЭМП) на здоровье людей. В таблице приведены значения ПДУ для некоторых частот.

Частота МГц 48,4 88,4 192 300
ПДУ, в/м 5,0 4,0 3,0 2,5
В соответствии с официально утвержденной методикой [2] рассчитывались значения нормированной суммарной напряженности поля S в зависимости от расстояний от опоры:
(1.21)
где индекс суммирования k соответствует номеру передатчика и меняется от 1 до 7, а санитарные нормы не нарушаются при S

? Направление
излучения
?

Рис. 7.

Изложенные в этом разделе методы расчета напряженности поля использовались для расчетов напряженности поля в ряде конкретных ситуаций.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1. Для ИОРТПЦ

Обозначим действующие передатчики типов АРТС и Дождь- 2 номерами 1- 4. Эти передатчики имеют следующие параметры излучения:
* мощности Р 1 = Р 2 = 5 кВт и Р 3 =Р 4 = 3 кВт;
* рабочие частоты f 1 = 80 МГц, f 2 = 96 МГц, f 3 ? f4 ? 70 МГц;
* коэффициент усиления передающих антенн D 1 = D 2 = 6.56,
D 3 = D 4 = 9.84;
высоты фазовых центров антенн от основания опоры Н1= Н2= 161 м,
Н3 = Н4 = 155 м;
Для планируемых к размещению передатчиков с номерами 5 — 7:
* мощности Р 5 = Р 6 = Р 7 = 1 кВт;
* рабочие частоты f 5 ? 474 МГц, f 6 ? 506 МГц, f 7 ? 570 МГц;
* коэффициент усиления передающих антенн D5 = 4, D6 = D7 = 3.2;
* высоты фазовых центров антенн от основания опоры
Н 5 = Н 6 = Н 7 = 180 м.
Согласно СанПин 2.2.4 / 2.1.8.056 — 96 примем следующие предельно допустимые уровни (ПДУ) напряженности поля Е: для f1 и f2 ПДУ1 = ПДУ2 = 4 в/м, для f3 и f4 ПДУ3 = ПДУ4 = 5 в/м, для f5 — f7 ПДУ5 = ПДУ6 = ПДУ7 = 6 в/м.

2. Для Усольского телепередающего центра

Обозначим действующий передатчик номером 1. Этот передатчик имеет следующие параметры излучения:
* мощность Р = 0.1 кВт;
* рабочая частота f = 66 МГц;
* коэффициент усиления передающей антенны D = 8 дБ;
* высота фазового центра антенны от основания опоры Н = 127 м;
Согласно СанПин 2.2.4 / 2.1.8.056 — 96 примем следующий предельно допустимый уровень (ПДУ) напряженности поля Е: ПДУ = 4.5 в/м.

Расчет напряженности поля в окрестностях ИОРТПЦ

Напряженность поля для каждого из передатчиков ИОРТПЦ, всего их семь, рассчитывает компьютерная программа, которую мы написали в результате нашей научной работы на языке TURBO PASCAL 7.0. Программа разработана таким образом, что в нее входит четыре типа антенн: первый тип – антенная решетка с коэффициентом b, равным 2?; второй тип – антенная решетка с коэффициентом b, равным 1.3?; третий тип антенны – это полуволновой вибратор; четвертый тип определяет сам пользователь – вводит формулу функции F(?) для конкретной антенны. В программу вводятся исходные данные: мощность P в кВт; коэффициент усиления передающей антенны D; высота фазового центра от основания опоры Н в м; R- расстояние от фазового центра опоры до точки наблюдения с высотой h от основания опоры, в м и количество точек, где были проведены измерения напряженности поля. Затем программа производит расчет и выводит на экран систему координат, где строится график зависимости напряженности поля, в мкВ/м, от расстояния, в км. Мы видим, что с увеличением расстояния от ретранслятора график убывает, а также на графике могут быть видны незначительные скачки излучения напряженности поля, это зависит от рельефа рассматриваемой местности. На некоторой высоте, где установлен передатчик, находится щит, который снижает излучение передатчика до некоторого расстояния r ? 300 м. Так как в этом радиусе расположен пункт слежения за радио и телевещанием.

На рисунке 8 построен примерный график, который может изобразить нам компьютерная программа.

Расчет напряженности поля в близи зоны Усольского радиотелецентра

Напряженность поля в близи Усольского района рассчитывает компьютерная программа, написанная на языке TURBO PASCAL 7.0. В программу входит четыре типа антенн: первый тип — антенная решетка с коэффициентом b, равным 2?; второй тип — антенная решетка с коэффициентом b, равным 1.3?; третий тип — это полуволновой вибратор; четвертый тип определяет сам пользователь — вводит функцию F(?) для конкретной антенны. В данном случае используется антенна типа 3-х элементный волновой канал с круговой поляризацией, направленная на город.

Рис..9

На рис.9 представлена примерная карта города Усолья — Сибирского трансляции телепередач на город. Данные измерения напряженности поля указаны в таблице. График зависимости напряженности поля Ед, мВ/м от расстояния R, км, построен на рис. 10. Как мы видим, с увеличением расстояния от ретранслятора напряженность поля убывает. На графике максимальное расстояние 18 км.

Рис.10

Сравнение результатов измерения и расчетов Усольского радиотелецентра.

Таблица № 1.

Расстояние от ретранслятора, км Напряженность поля, мкВ/м
Расчетные данные Экспериментальные данные
2 4741,5 4466
2,4 3209,2 19952
2,5 2992 12590
4 1237,1 12045
5 767,9 3183
5,5 648 3980
6 537,8 2089
7 397,5 1351
8 305,6 1995
9 242,2 2339
11 162,9 229,5
15 93,6 890

В таблице указаны расчетные данные, которые рассчитала компьютерная программа и экспериментальные, которые были измерены специальным прибором. Если сравнить данные полученные в результате расчета и экспериментальные, то они несколько отличаются друг от друга. Экспериментальные данные больше, чем расчетные, это может зависеть от рельефа рассматриваемой местности. Также оказало влияние то, что в расчетах не учитывалась ДН передающей антенны в азимутальной плоскости.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При выполнении данной работы были получены следующие результаты:
1) были изучены методы расчета напряженности поля;
2) была разработана программа, рассчитывающая напряженность электромагнитных волн, излучаемых телерадиопередатчиками, в зависимости от расстояния до опоры передающей антенны;
3) были рассчитаны значения напряженности поля вблизи ИОРТПЦ, также были рассчитаны значения нормированной суммарной напряженности, где санитарные нормы не нарушаются;
4) были рассчитаны значения напряженности поля вблизи Усольского телерадиопередающего центра и сделаны сравнения с экспериментальными данными.
5)
ПРИЛОЖЕНИЕ

Приложение 1 – программа расчета напряженности поля.

uses crt,graph,omenu;
const f_fi= 1;
NBg = {blue}1;
NFg = {white}15;
HBg = {white}15;
HFg = {black}0;
BC = {black}0;
SC = {lightcyan}11;
col = 200;
delta_rm =90;
var
vf :text;
VMenu :OVMenu;
HMenu :OHMenu;
HVMenu :OHVMenu;
p,d,hb,em :real;
i,j,choice,errc,
a,x,Hmenu_choice,len :integer;
rm :longint;
ord :array[1..col] of real;
del :array[1..10] of real;
delstr,si,AStr,vstr :string;
ch,rk :char;
input_is :boolean;

{Процедуры ввода данных}
procedure input_value(xi,yi:integer; var zn:real);
begin
vstr:=»;
while rk#13 DO begin
rk:=readkey;
if (((rk>#47)and(rkbr / X:=HVMenu.MenuResult(false,true);br / ddt:=x;br / end;br / {Функции расчета напряженности}br / function f_alfa:real;br / beginbr / case choice ofbr / 1: f_alfa:=(1+2*cos(1.3*pi*sin(arctan((hb)/rm))))/3;br / 2: f_alfa:=(1+2*cos(2*pi*sin(arctan((hb)/rm))))/3;br / 3: f_alfa:=(cos(pi/2*sin(arctan((hb)/rm)))/cos(arctan((hb)/rm)));br / end;br / end;br / br / function Rb:real;br / beginbr / rb:=rm/sin(arctan(hb/rm));br / end;br / br / function E2:real;br / beginbr / E2:=30*p*d*sqr(f_alfa)*sqr(f_fi)/sqr(Rb);br / end;br / {Заполнение массива ординат}br / procedure ordinates;br / beginbr / rm:=1;br / for i:=1 to col dobr / beginbr / rm:=rm+delta_rm;br / ord[i]:=1000*SQRT(E2); {х1000, т.к. ед. изм. — мВ/м}br / end;br / end;br / {Максимальное значение напряженности}br / procedure E_maximum;br / var i:integer;br / max:real;br / beginbr / Max:=ord[1];br / if col>1 then
for i:=2 to col do
if ord[i]>Max then Max:=ord[i];
if max=0 then max:=1;
Em:=max;
end;
{Сохранение результатов расчета в файл «results.txt»}
procedure ToFile;
begin
assign(vf,’results.txt’);
rewrite(vf);
rm:=0;
for i:=1 to col do begin
rm:=rm+delta_rm;
writeln(vf,rm,’ m’,’ — ‘,ord[i]:0:5,’ mV/m’);
end;
end;
{Инициализация графики}
procedure grinit;
var
grDriver: Integer;
grMode: Integer;
ErrCode: Integer;
begin
grDriver := Detect;
InitGraph(grDriver, grMode,’c:bpbgi’);
ErrCode := GraphResult;
if ErrCode 0 then
Writeln(‘Graphics error:’, GraphErrorMsg(ErrCode));
end;

procedure drawcoords; {Оси координат}
begin
setcolor(darkgray);
{Oy} line(100,445,100,30); line(99,445,99,30);
line(99,30,96,35); line(100,30,103,35);
outtextxy(25,23,’ Е, мВ/м’);
{Ox} line(95,440,515,440); line(95,441,515,441);
line(515,440,510,437);line(515,441,510,444);
outtextxy(525,445,’R, м’);
end;

procedure drawgrid;{Сетка}
begin
setcolor(lightgray);
{Горизонтальная}
j:=40;
for i:=1 to 10 do
begin
line(100,440-j,500,440-j);
j:=j+40
end;
{Вертикальная}
j:=round(80/ln(1.91));
for i:=1 to 6 do
begin
line(100+round(j),440,100+round(j),40);
j:=j+round(80/ln(i+1.8))
end;
end;

procedure values;{Разметка сетки}
begin
{По вертикали}
del[1]:=em/10; {Цена деления}
for i:=2 to 10 do
del[i]:=del[1]+del[i-1];
setcolor(darkgray);
outtextxy(90,445,’0′);
j:=40;
for i:=1 to 10 do
begin
str(del[i]:0:1,delstr);
outtextxy(90-length(delstr)*8,438-j*i,delstr)
end;
{По горизонтали}
j:=95+round(80/ln(1.91));
outtextxy(j,445,’3′);
j:=j+round(80/ln(2.8));
outtextxy(j,445,’6′);
j:=j+round(80/ln(3.8));
outtextxy(j,445,’9′);
j:=j+round(80/ln(4.8));
outtextxy(j,445,’12’);
j:=j+round(80/ln(5.8));
outtextxy(j,445,’15’);
j:=j+round(80/ln(6.8));
outtextxy(j,445,’18’);
end;
{ Построение графика }
procedure drawgrafic;
var dlt:integer;
x1,x2,y1,y2:integer;
begin
setcolor(choice+1);
x1:=100-round(2/ln(1.91));;
for i:=1 to col do
begin
y1:=440-round(400*ord[i]/em);
y2:=440-round(400*ord[i+1]/em);
if (i>=1)and(i
x1:=x1+round(2/ln(1.91));
x2:=x1+round(2/ln(1.91));
end;
if (i>=40)and(i
x1:=x1+round(2/ln(3.71));
x2:=x1+round(2/ln(3.71));
end;
if (i>=80)and(i
x1:=x1+round(2/ln(5.51));
x2:=x1+round(2/ln(5.51));
end;
if (i>=120)and(i
x1:=x1+round(3/ln(7.31));
x2:=x1+round(3/ln(7.31));
end;
if (i>=160)and(i
x1:=x1+round(4/ln(9.11));
x2:=x1+round(4/ln(9.11));
end;
line(x1,y1,x2,y2);
line(x1,y1-1,x2,y2-1);
line(x1,y1-2,x2,y2-2);

delay(20);
end;
end;
{Графические процедуры}
procedure drawing1st; {Инициализирует графику, подготавливает экран}
begin
grinit;
setbkcolor(15);
cleardevice;
setcolor(darkgray);
rectangle(10,10,getmaxx-10,getmaxy-10);
drawgrid;
drawcoords;
end;

procedure drawing2nd; {Выводит график на экран}
begin
drawgrafic;
readln;
closegraph;
end;

begin
ClrScr;
{ Input;}p:=100; d:=8; hb:=127;
grinit;
repeat
cleardevice;
i:=2;
repeat
a:=ddt;
until a0;
Hmenu_choice:=a div 100;
Case Hmenu_choice of
1: begin
choice:=a mod 100;
if choice=2 then break else begin
input;
input_is:=true;
end;
end;
2: if not(input_is) then begin
gwritexy(17,10,’! Сначала необходимо ввести даннные !’,5,1);
ch:=readkey;
continue;
{end else begin
choice:=a mod 100;
Drawing1st;
Ordinates;
E_Maximum;
ToFile;
Values;
Drawing2nd; }
end;
end;
until false;
HVMenu.Done;
cleardevice;
closegraph;
write(p:1:2,’ ‘,d:1:2,’ ‘,hb:1:2);
end.

Приложение 2 – таблица измерения напряженности поля вблизи Усольского ретранслятора.

Места проведения измерений Расстояние Направленная антенна Круговая антенна
км Е (видео), мкВ/м Е (звук), мкВ/м Е (видео), мкВ/м Е (звук), мкВ/м
1.Тайтурка 11 178 112 316 200
2.Средний 11 280 126 708 354
3.Мальта 6 630 354 1412 708
4.Белореченск 7 707 446 1258 708
5.Тракт 2 4466 1995 25118 7080
6.Зеленый гор. ул.Энергетиков 4 17780 5010 2512 1412
7.Зеленый гор. ул.Фурманова 2,5 12590 4466 5012 1122
8.У- С. Горбольница 5,5 3980 1258 2238 1258
9.У-С. ул. Горького 6 3548 1122 1778 890
10. У- С. ул.Крупской 5 3548 1412 2623 1238
11. У- С. ж/д. переход 2,4 19952 7080 5623 2238
12. У- С. площадь 4 6310 1995 2512 1122
13. У- С. Комсомольский пр-т 5 2818 708 1778 890
14. У- С. мр-н Привокзальный 7 1995 708 708 400
15. У- С. Ленинский пр-т 8 1995 794 890 446
16. У- С. Восточ. окраина 9 2339 630 708 500
17. Тельма, Зап. окраина 15 890 354 446 224

1 Коэффициент усиления несколько отличается от коэффициента направленности, так как он учитывает кпд антенны. Однако эту тонкость не будем принимать за внимание, потому что у многих направленных антенн кпд близок к 100 %.
17

Контрольная работа: Автоматические системы управления в энергетике

1. Основы построения АСУ ТП электростанций

АСУ называется человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированный сбор и переработку информации, необходимой для оптимального управления в различных сферах человеческой деятельности.

Из этого определения следуют характерные признаки АСУ:

в состав АСУ входит ЭВМ;

в состав АСУ входят люди в качестве диспетчеров и операторов, которые осуществляют контроль и управление соответствующим объектом;

переработка информации осуществляется на ЭВМ;

как правило сбор информации для её переработки на ЭВМ осуществляется с помощью тех. устройств без участия человека;

в результате переработки информации на ЭВМ должно формироваться оптимальное управление.

Система – это множество элементов, каждый из которых прямо или косвенно связан с каждым другим элементом а 2 любых подмножества этого множества не могут быть независимыми.

Любая система функционирует в некоторой окружающей (внешней) среде. Любая среда воздействует на систему и направлена на уничтожение системы. Любая система имеет защитные механизмы (необходимые для её существования). Защитные механизмы называются регуляторами.

В естественных системах (чел.) регуляторы присутствуют всегда. Для искусственных систем надо разрабатывать регуляторы.

Автоматизированная подразумевает участие человека (не путать с автоматической).

Управление – это:

навязывание обусловленного поведения;

целенаправленное воздействие одной системы на вторую с целью установить желаемое состояние системы, на которую воздействуют.

Состояние системы – это совокупность существенных, наиболее важных для системы характеристик, которыми она обладает в данный момент времени.Состояние характеризуется численными характеристиками. Их набор называется переменными состояния системы и обозначается Автоматические системы управления в энергетике.

Автоматические системы управления в энергетике.

В теории управления система на которою воздействуют называется объектом управления (ОУ). Система которая формирует управление – управляющая система (устройство управления).

Совокупность ОУ и УС называется системой управления (СУ). УС + ОУ = СУ.

Оптимальное управление – это такое управление при котором обеспечивается max или min некоторого показателя качества (F) режима работы ОУ.

АСУ относятся, как правило, к большим системам (системы с большим кол-вом элементов, ОУ). В АСУ имеются как автоматизированное так автоматическое управление.

Классификация АСУ:

Всё множество АСУ можно разделить на 2 большие группы:

автом. системы управления производством (предприятием) АСУ П.

АСУ ТП (технологическим процессом).

АСУ П осн. х-ки, призанки:

Объектом управления есть организованные совокупности людей, возможно оснащённых техникой. Управление армией,…

Сбор информации в таких системах осуществляется в основномлюдьми с помщью какой-то техники;

реализация управляющих воздействий осуществляется также людьми.

АСУ ТП (характерные особенности):

объектом управления есть некоторый технологический процесс или некоторое технологическое оборудование;

сбор информации осуществляется тех. устройствами автоматически;

реализация управлений может осуществляться через человека так и автоматически.

АСУ в энергосистемах имеют название АС диспетчерского управления (АСДУ).

Составные части АСУ ТП.

Функциональна часть АСУ ТП.

Представляет совокупность всех функций, которые выполняет данная система. Эти функции ещё называют законами АСУ и они включают в себя перечень всех функций управления, формулировку каждой функции, цель, мат. аппарат и алгоритм каждой функции.

Техническая (комплекс технических средств АСУ ТП).

Это совокупность всех компьютерных средств, всех устройств, обеспечивающих сбор информации, измерение, передачу информации и реализацию управляющих сигналов.

Программная (математическая – в л-ре может встретится).

Это совокупность системных и функциональных программ (р-щие функции АСУ).

Информационная.

Совокупность всей информации, циркулирующей в системе, и программ, обеспечивающих хранение, обновление и коррекцию информации, а также доступ к ней.

Тема 2. Функциональная часть АСУ ТП. Общая характеристика

Измерение всех режимных переменных состояния. Преобраз. – преобр. измеренных сигналов в форму, удобную для обработки на компьютере (цифровую и кодированную).

ВС – вычислительная система (не 1 комп.). В результате обработки данных получают:

совокупность обработанной, измеренной информации (без помех, ошибок);

управляющие сигналы;

расчётные режимные величины.

Обработка данных ведётся по заранее разработанным алгоритмам и программам.

хранение с обновлением, коррекцией, удалением устаревшей информации.

I – 1-ый автоматический контур АСУ (без людей). Есть АСУ только с первым контуром.

II – автоматизированное управление.

Тема 3. Техническая часть АСУ ТП

Датчики – технические устройства, которые обеспечивают измерение информации (но это не измерительные приборы (стрелочные амперметры, вольтметры и т.д.)).

УВИ – устройства ввода информации (преобразование в код для ЭВМ);

УВК – управляющий вычислительный комплекс (комплекс компьютерной техники);

АРМО – автоматизированное рабочее место оператора. Есть АРМО турбин, АРМО СГ;

УВУС – устройства вывода управляющих сигналов (з кода компьютера в аналоговый сигналы).

ИОто – исполнительные органы технологических объектов (эл. маг. выключателя, например);

САУ – системы автоматического управления. Если установлены на отдельных, конкретных технологических объектах то локальные САУ (ЛСАУ) (регулирование возб. СГ).

Датчики – это устройства, обеспечивающие измерение режимных параметров и преобразование этих измерений в эл. сигнал тока или напряжения, пропорциональный измеряемой величине (ИТТ, ИТН). Датчики делятся на 2 группы: — аналоговые; — дискретные.

Аналоговые – датчики, на выходе которых есть непрерывный во времени сигнал (аналоговый сигнал).

Дискретные – датчики на выходе которых имеется дискретный по уровню или во времени сигнал. Дискретный по уровню сигнал – это сигнал в котором текущее значение непрерывного во времени сигнала заменяется конечным числом уровней этого сигнала. От 0 до Автоматические системы управления в энергетике непрерывный сигнал заменяется на Автоматические системы управления в энергетике. На участке Автоматические системы управления в энергетике непрерывный сигнал заменяется уровнем Автоматические системы управления в энергетике. Автоматические системы управления в энергетике → Автоматические системы управления в энергетике; Автоматические системы управления в энергетике → Автоматические системы управления в энергетике; Автоматические системы управления в энергетике → Автоматические системы управления в энергетике и т.д.

Обычно эти уровни на одинаковом расстоянии Автоматические системы управления в энергетике. Принцип измерения: пока сигнал не изменится на Автоматические системы управления в энергетике датчик фиксирует предыдущее значение уровня. Величина Автоматические системы управления в энергетике зависит от конструкции датчика (схемы датчика). Автоматические системы управления в энергетике определяет точность измерений. Автоматические системы управления в энергетике также зависит от погрешности измерения. Разновидность: бинарный датчик (на его выходе сигнал двух уровней).

Датчик типа «да», «нет». Определяет состояние коммутационной аппаратуры. В качестве бинарного датчика используются контакты различных контрольных реле.

Дискретный во времени – датчик, который текущее значение измеряемой величины заменяет конечным числом мгновенных значений, фиксирующих измерения через равны промежутки времени.

Автоматические системы управления в энергетике. Есть ещё подвид дискретного во времени датчика, который широко применяется в АСУ эл. эн. Это число-ипульсные датчики. Они на выходе генерируют различные количества импульсных сигналов в зависимости от измеряемой величины.

Измерением является кол-во импульсов N за промежуток времени Автоматические системы управления в энергетике. N в пересчёте даёт значение измеряемой величины. Таким датчиком снабжаются все счётчики эл. эн., которые используются в АСУ. Для таких датчиков установлен весовой коэффициент (цена импульса). По ним пересчёт. Например, Автоматические системы управления в энергетике.

Устройства ввода информации (УВвИ).

Они обеспечивают съём сигналов датчиков, передачу этих сигналов на расстояние и преобразование в машинные коды ЭВМ.

Обычно к первому УВвИ подключается 8 – 32 датчиков. Канал связи с ЭВМ может быть в виде двухпроводной линии либо многопроводной (многоразовой) линии. В первом случае сигналы измерения датчиков предаются последовательно (сначала с Автоматические системы управления в энергетике, затем с Автоматические системы управления в энергетике,…). Измеренная величина каждого датчика в виде машинного кода также передаётся последовательно во времени побитно. машинные коды измерений формируемые УВвИ имеют 8 – 32 разряда Автоматические системы управления в энергетике.

Автоматические системы управления в энергетике

В случае многоразрядного канала связи сигналы передаются параллельно, каждый разряд по своей.

Самые распространённые аналоговые датчики. Выход этих датчиков в УВвИ преобразуется в цифровой сигнал. УВвИ имеет при этом АЦП. УВвИ иногда называют просто АЦП. Если величина изменяется от 0 до 10 В 4 разрядный АЦП Автоматические системы управления в энергетике. «Цена деления» Автоматические системы управления в энергетике (В). УВвИ обязательно содержит фильтры для подавления измеренных шумов.

Они обеспечивают преобразование управляющих сигналов, расчитаных на управляющем вычислительном комплексе, из машинных кодов в аналоговые или дискретные сигналы тока или напряжения. УВУС содержит ЦАП.

Исполнительные органы технологического оборудования.

Это различные приводы, задвижки, контакты, реле. Это те органы которые непосредственно обеспечивают реализацию сигнала управления, отходящего от ЭВМ.

ЛСАУ.

Это системы авт. упр.установленные непосредственно на эл. ст. АРВ СГ, главный регулятор котла, регулятор напряжения трансформатора с РПН, регулятор частоты вращения турбины.

УВК.

Обеспечивает обработку данных всей АСУ и функционирование всех технических средств АСУ.

Структура современного УВК

Автоматические системы управления в энергетике

Это примерная структура УВК, которая принимается в современных АСУ ТП эл. ст. Эта структура двухуровневая. Каждый уровень определяется наличием коммуникационной шины КШ на которых реализуется локальная вычислительная сеть. КШ ещё называют информационными шинами. К КШ подключаются различные вычислительные устройства и КШ обеспечивает обмен информацией и управление между отдельными вычислительными устройствами. Есть и одноуровневые системы (1 КШ) – их сейчас не строят. Есть 3-уровневые (хим. промышленность). На каждой шине своя локальная вычислительная сеть, но меж ними есть протоколы обмена.

ТС – терминал связи (для обмена информацией данным ВК и внешними (другими) ВК, например связь АСУ ТП эл. ст. с АСДУ (автоматизированная система диспетчерского управления) эн. системы); Автоматические системы управления в энергетике – канал связи.

Канал связи – выделенный телефонный канал (зарубежом – радиоканалы). ПКА – персональные компьютеры администрации.

СУПр – станции управления персоналом. Реализуются также на ПК, но имеет связь с КШ1 и КШ2. Назначение СУПр: управление частями технологического процесса на эл. ст. Например, станция управления турбинами, станция управления котлами, станция управления эл. частью станции. Разбивка на эл-ты разна (в завис. от мощности ст.).

АРМО – автоматизированные рабочие места операторов.

Осн. функции СУПр:

отображение информации об оборудовании на экране монитора в виде схем, диаграмм с указанием измерений текущих режимных параметров;

возможность вмешательства операторов в ход технологического процесса через контроллеры (вмешательство только в свою часть (котёл, СГ));

расчёт и анализ режимных ситуаций (нормальных и ав.) с последующим изображении на мониторе. Например, расчёт ТКЗ в точке;

построение графиков режимных параметров за определенный период времени.

С – сервер. Обеспечивает обработку данных в данном УВК, обмен информации меж различными устройствами, подключение к КШ и обмен информации.

ИС – инженерная станция (тоже ПК (перс. комп.)).

Настройка ВК:

прикладное программирование;

поиск ошибки в системе;

защита данных;

тестирование устройств ВК.

ГЩУ главный щит управления эл. ст. (Для удобства оператив. обслуживания приборы и аппараты с-мы управления сосред-ют на щитах управления (ЩУ). ЩУ представляют собой уст-во что содерж. тех. средства (приборы, аппараты, ключи, сигнал. лампочки…) предназнач. для управления работой отдельных агрегатов, группы агрегатов, участка или всей эл. установки (управ. ген-ми, т-ми, КЛ, ВЛ, междушинными связями). Команды на операции управления или рег-ния подаются вручную или автоматикой. На ГЩУ находится начал. см. ст. (ДИС). На ГЩУ устанавливают приборы контроля за осн. тепловыми показателями ст. и предусматривается 2-сторон. связь начальника смены с оперативным персоналом и с диспетчером системы.).

СЩУ – сервер щита управления (обеспечивает вывод информации на ЩУ).

К – контроллеры – программируемые микропроцессорные устройства, выполняющие функции устройств ввода информации, устройств вывода управляющих сигналов и функции ЛСАУ (локальных систем управления).

Д – датчки.

ИСК – инженерная станция контроллеров – ноутбук для настройки и программирования контроллеров.

Информационная и программная часть АСУ ТП.

АСУ разбиваются на:

функциональную часть;

техническую часть

информационную часть;

программную часть.

Информационная часть АСУ ТП представляет собой упорядоченную совокупность всей информации, циркулирующей в АСУ а также способы кодирования этой информации, хранения, доступа к ней и представления этой информации опреаторам.

Упорядочивают информацию в след. больших группах:

оперативная информация;

нормативно-справочная информация.

1) Получается в рез-те измерения режимных параметров с помощью Д. Способы упорядочивания различают: по признаку принадлежности к тому или иному оборудованию (параметры котла, СГ…).

2) Это паспортные данные на оборудование, справочные данные и нормативные значения режимных параметров (ном. уровни напряжения, ном. частота).

1) и 2) вместе называют входной информацией.

Результаты расчётов управляющих сигналов или результаты расчётов режимных параметров – выходная информация. Обработка всей информации, циркулирующей в АСУ, основывается на так называемых компьютерных банках данных.

Структура банка данных

Автоматические системы управления в энергетике

СУБД – система управления БД – совокупность программ. Позволяет обратится к БД со стороны операторов (О), администрации (Адм.) со стороны програм. расчёта управляющих сигналов и режимных параметров.

Программное обеспечение делят на 2 части:

общее п.о.;

специальное п.о.;

К общему п.о. относят:

ОС (представляет собой набор программ, предназначенных для управления компьютером, хранения информации и организации работы всех подключенных к нему устройств);

драйверы устройств ввода-вывода (программы которые обеспечивают ввод и вывод информации меж различными устройствами);

трансляторы и компиляторы;

программы самодиагностики (тестируют работу всего оборудования);

стандартные библиотеки программ;

программы управления банками данных.

Общее п.о,. как правило, оставляется изготовителем УВК.

Спец. п.о. – совокупность прикладных программ реализующих функции АСУ относительно конкретных технологических объектов.

Всё п.о. можно представить в виде оболочек вложенных друг в друга:

ОС (UNIX, MS DOS);

Служебные программы (все общие п.о., кроме ОС и программ управления БД-ных);

Комплекс программ управления БД;

Все прикладные пограммы.

2. Основы построения АСУ ТП в эл. энергетике

Структура управления эл. энергетикой страны

Основой эл. энергетики Украины есть объединенная энергетическая система Украины, которая осуществляет технологический процесс производства эл. энергии, транспорта и распределения.

Энергетическое предприятие «Энергорынок». Киевэнерго содержит генерирующие мощности. Основной аспект управления – оперативное управление режимами работы (оперативное – текущее). Основная задача – надёжность снабжения.

Оперативное управление осуществляется диспетчерскими центрами управления. Эти центры есть в НЭК «УЭ» и в восьми региональных энергосистемах системах.

Структура диспетчерского управления в энергетике страны.

ЦДП – центральный диспетчерский пункт;

РДЦ – региональные диспетчерские центры эл. эн. систем (8 центров);

ДПУ ОЭ – диспетчерские пункты управления обл. энерго;

ПУ эл. ст. – пункты управления эл. ст.;

ПУ п/ст. 220 – 750 кВ — пункты управления подстанций сети 220 – 750 кВ;

ДПУ — диспетчерские пункты управления районов эл. сетей;

РЭС – 10 – 0.4 кВ – сети.

Главные задачи диспетчерского управления в нормальных режимах эн. системы:

обеспечение баланса производства и потребления эл. энергии в целом по объединённой эн. системе страны и по отдельным регионам;

обеспечение надёжного и качественного эл. снабжения.

Тема. Краткая характеристика обеспечения баланса производства и потребления эл. энергии.

Потребление эл. энергии в энергосистемах изменяется постоянно течении минут… По этому производство эл. эн. должно приспосабливаться к этим изменениям к этим изменениям, а это требует следующего:

надо планировать строительство новых энергоблоков, эл. станций, эл. сетей на несколько лет вперёд (обычно на 5 лет). Для планирования надо прогнозировать графики потребления на 10 – 15 лет;

надо распределять нагрузку меж различными эл. станциями для различных периодов времени: год, неделя, день. Цель распределения нагрузки – ↓ общих затрат на производство эл. энергии;

разработка и применение методов и средств управления, которые будут противостоять случайным отклонениям производства и потребления эл. энергии. Эти отклонения связаны с ав. ситуациями. Что б противостоять случайным отклонениям должен быть резерв. Этот резерв мобильный: манёвренные ГЭС, ГТУ, ГАЭС.

Поддержание качества поставки эл. энергии.

Под надёжностью эл. снабжения понимается бесперебойность работы. Поддержание баланса имеет смысл если всем потребителям поставляется эл. эн. необходимого качества. Качество эл. эн. характеризуется 2-мя основными параметрами: f и U.

Частота переменного тока – общее системный параметр, значение которого одинаковы во всех точках энергосистемы. Согласно стандартам Автоматические системы управления в энергетикев уст. режиме. Отклонение частоты – нарушение баланса мощности. Осн. причины нарушения баланса:

отклонение реальной нагрузки от запланрованной;

отсутствие (недостаток) резерва по генерируемой мощности.

Для поддержания баланса надо регулировать мощность эл. станций в соответствии с изменением нагрузки. Автоматические системы управления в энергетике; Автоматические системы управления в энергетикесуммарные потери мощности. В случае отсутствия регулирующего диапазона на эл. станциях приходится отключать нагрузку в эл. эн. системах. При значительных отклонениях баланса (ав. откл. СГ, ЛЭП) могут возникнуть нарушения устойчивой параллельной работы СГ эл. ст. (вплоть до выпадения из синхронизма).

Второй параметр, характеризующий качество эл. эн., – напряжение. Напряжение различно в различных точках системы. Надо обеспечить поддержание напряжения на зажимах эл. приёмников на уровнях номинальных значений при нормированных, допустимых отклонениях. Для большинства эл. приёмников: Автоматические системы управления в энергетике, для эл. двигателей Автоматические системы управления в энергетике (более широкий диапазон).

ЦК – централизованная координация;

РС – распределительная сеть;

ЭП – эл. приёмники;

ЛСАУН – локальные системы автоматического управления напряжением;

ЦП – центры питания:

— Трансформаторы с РПН снабжены автоматическим управлением;

— СК – синхронны компенсаторы (с АРВ СК);

— реакторы;

— КБ (конденсаторные батареи)

В двигателях 6 кВ есть системы автоматического регулирования возбуждения (на газоперекачивающих станциях). Работу ЛСАУН-ием надо постоянно корректировать поскольку их функционирование не зависит друг от друга, а участки эл. сети которыми они управляют взаимосвязаны и изменение режимных параметров на одном участке не сказывается на изменение на втором участке. Надо ЦК (централизованная координация). Автоматические системы управления в энергетике, Автоматические системы управления в энергетике.

Последовательность управлений во времени.

1. Уровень нескольких секунд.

Управление мгновенным равновесием энергосистемы. согласно этому временному уровню мощность генерирующего оборудования должна точно следовать и мгновенно реагировать на изменение нагрузки. Такую задачу обеспечивает т.н. первичное регулирование скорости вращения генераторов. Первичное регулирование обеспечивается ЛСАУ, которые устанавливаются на турбинах эл. станций и называются автом. регуляторами частоты вращения турбин АРЧВ (АРС – автом. регуляторы скорости). Кроме первичного на этом временном уровне используется вторичное регулирование, которое обеспечивает изменение мощности генераторов. Первичное и вторичное регулирования должны быть быстродействующими и поэтому реализуются полностью АСУ. Устанав. эти системы на эн. блоках эл. станций.

2. Уровень нескольких минут.

На этом уровне управление состоит в нахождении наиболее экономичного распределения нагрузок меж работающими энергоблоками при чёте потерь в эл. сети.

Суточный график нагрузки. Распределение нагрузки по графику.

Эта задача ещё называется третичным регулированием. Решается с помощью многовариантных расчётов на ЭВМ. Ещё наз-ся оптимизация режима работы эл. станций и эн. систем.

3. Уровень суток или недели.

Задача состоит в использовании имеющихся эн. блоков тепловых эл. станций таким образом что бы ↓ число пусков и остановов эн. блоков.

4. Уровень года или нескольких лет.

Задача состоит в планировании остановов эн. блоков ТЭС на несколько недель для проведения ежегодных ремонтных работ.

5. Уровень нескольких лет.

Основная задача планирование строительства новых энергоблоков, ст., п/ст., ЛЭП и поставок оборудования.

3, 4, 5 уровни не относятся к оперативно-диспетчерскому управлению. Это управление в плане планирования (мы не рассматриваем).

Структура технологического управления в электроэнергетике.

Технологическое управление – это оперативное управление производством, передачей и распределением эл. энергии. Оперативное управление реализуется диспетчерскими службами. Сейчас все диспетчерские службы оснащены автоматизированными системами управления технологическим процессом в электроэнергетике. Кроме того в область действия и диспетчерских служб и АСУ ТП входят ЛСАУ, установленные на электроэнергетических объектах.

Есть 3 основных группы задач, которые возлагаются на диспетчерские службы АСУ ТП (а значит и на ЛСАУ):

обеспечение постоянного необходимого качества питания всех потребителей эл. эн. в любой точке энергосистемы, что требует постоянного оперативного управления частотой, напряжением и мощностью;

Осуществление оптимального использования оборудования эл. станций, эл. сетей;

Осуществление мер оп ликвидации последствий аварий и восстановления нормальной работы эн. систем, а также осуществление мер по предотвращению аварий.

Структурная схема.

ЭЭС – электроэнергетические системы (8 шт.);

ПЭС – предприятия эл. сетей 35 – 220 кВ (сейчас обл. энерго);

ЭБ – энергоблоки (300 МВт и ↑ → АСУ ТП);

РЭС – районы эл. сетей; Д – датчик; ИО – исполнительные органы; ЛСАУ.

ЦСАУЧМ – централизованная САУ частотой и мощностью;

ЦСАУН — централизованная САУ напряжением (управл. U и Q)

Автоматические системы управления в энергетике

В состав автоматизированного технологического управления эл. эн. системы кроме автоматизированных систем управления входят и автоматические системы управления. Есть 2 группы таких систем: САУ нормальным и САУ аварийным режимами (Н.Р. и А.Р,). Устойчивость параллельной работы СГ энергосистемы → САУ А.Р.

Основные сведения о САУ Н.Р. (нормальным режимом).

ЦСАУЧМ – предназначена для регулирования частоты в эл. эн. системе на заданном уровне путём поддержания баланса активной мощности в системе. Эта централизованная система регулирования частоты только за счёт изменения генерирующей мощности.

Автоматические системы управления в энергетике

Состоит эта система из центральной части и нескольких станционных частей.

На Украине в составе АСУ ОЭС имеется программно-вычислительный комплекс CSADA в состав которого входит ЦСАУЧМ.

На Украине в качестве ЧРЭС используется 4 ГЭС (Днестровская, Днепровская, Кременчугская, Днепродзерджинская) и 1 ТЭС (Змеевская (Донбас)). Для качественного регулирования частоты и мощности к регулированию должны привлекаться практически все ТЭС. У нас не привлекаются из-за изношенности оборудования и отсутствия развитой системы управления (нет каналов связи, денег).

ЦСАУН – предназначена для поддержания напряжений в контролируемых узлах эл. сети 110 и ↑ кВ на заданном уровне и для обеспечения при этом заданных перетоков мощности по ЛЭП.

Основные задачи АСУ ТП эл. станций.

Задачи управления (технологического (оперативного)).

Классификация задач.

— По технологическому принципу.

задачи управления эл. частью;

задачи управления тепловой частью;

задачи управления вспомогательным хозяйством станции;

— По типу управления:

Контроль и диагностика состояния оборудования;

Регулирование параметров режима;

Ведение и оптимизация режима.

1. Контроль и диагностика состояния оборудования.

Задачи контроля (большинство задач на Украине этим ограничивается). Контроль – сравнение измеренных значений переменных состояния с заданными допустимыми значениями.

Стандартная схема контроля.

Дискретные измерения значений. Автоматические системы управления в энергетикевектор заданных значений (может изменятся во времени).

ОП – оперативный персонал;

ИО – исполнительные органы.

Автоматические системы управления в энергетике

Краткая характеристика задач диагностики.

Под задачей диагностики в АСУ понимают расчётный показатель работоспособности оборудования на основе измерений.

Пример задачи диагностики.

Диагностика выработки коммутационного ресурса ВВ Все ВВ характеризуются коммутационным ресурсом – max допустимое кол-во коммутаций выключателя в различных диапазонах коммутируемых токов.

Решение задачи выработки коммутационного ресурса основано на формуле, определяющей расход ресурса за единичную коммутацию:

Автоматические системы управления в энергетике; Автоматические системы управления в энергетике.

Суммарный ресурс: Автоматические системы управления в энергетике, где Автоматические системы управления в энергетикекол-во коммутаций. Выключатель выработал коммутационный ресурс при Автоматические системы управления в энергетике.

Задачи контроля и диагностики в плане управления реализуются через оперативный персонал, т.е. персонал принимает решения по управлению на основе данных контроля и диагностики. По этому в этих задачах управление осуществляется с задержкой во времени.

Краткая характеристика задач регулирования.

Задача регулирования это задача, которая преимущественно формирует управленческие воздействия с целью вернуть значения переменных состояния к заданы значениям при отклонениях. Воздействие осуществляется автоматически без задержки во времени.

Автоматические системы управления в энергетикеопред. алгоритм работы ОС. Этот алгоритм работы такой что б выполнялось условие: Автоматические системы управления в энергетике.

Основное – устойчивая работа системы.

Есть системы в которых Автоматические системы управления в энергетике. Назыв. они системы стабилизации.

Краткая характеристика задач ведения и оптимизации режимов эл. ст.

Задачи ведения режимов это задачи, которые последовательно во времени изменяют состояние или режим технологического объекта управления по заранее определенной последовательности действий. Пример – пуск или останов эн. блока вывод в ремонт выключателя на РУ и т.д.

Задачи оптимизации режимов рассчитывают такие значения режимных параметров, при которых обеспечивается min или max некоторого показателя качества работы технологического объекта управления. Результаты задач оптимизации являются заданными значениями для задач регулирования Автоматические системы управления в энергетике. Примеры: задача определения таких мощностей параллельно работающих энергоблоков станции при которых достигается min суммарного расхода топлива (для ТЭС).

Схема взаимодействия меж задачами контроля и диагностики состояния эл. оборудования, регулирования параметров режима, ведения и оптимизации режима.

В контуре управления АСУ ТП в настоящее время кроме задач контроля, диагностики регулирования, оптимизации и ведения режимов предусматривают группу задач «советчик диспетчера». Эта группа задач вырабатывает рекомендации – советы по принятию решений оперативным персоналом в различных режимных ситуациях на эл. станциях. Сейчас группу задач «советчик диспетчера» называют системой интеллектуального принятия решений (СИПР) оперативным персоналом. СИПР основана на мат. методах и моделях теории нейронных сетей (теория искусственного интеллекта).

3. Управление частотой и активной мощностью в нормальных режимах

электростанция управление автоматизированный энергетический

Статическая характеристика турбоагрегата

В установившемся режиме должен обеспечиваться баланс активной мощности: Автоматические системы управления в энергетике. Баланс мощности имеет смысл если Автоматические системы управления в энергетике и Автоматические системы управления в энергетике в допустимых пределах. При нарушении баланса отклоняется в первую очередь частота: Автоматические системы управления в энергетике.

Автоматические системы управления в энергетикемомент на валу турбины, где

Q – расход энергоносителя (пара или Автоматические системы управления в энергетике);

Н – давление пара (для ГЭС напор Автоматические системы управления в энергетике);

η – КПД турбоагрегата;

ω – механическая скорость вращения вала.

Автоматические системы управления в энергетике, где f – частота тока, Автоматические системы управления в энергетикеугловая скорость вращения вектора напряжения генератора.

Автоматические системы управления в энергетике, * – относительно номинальных значений.

Рассмотрим турбину с постоянной мощностью Автоматические системы управления в энергетике. Все паровые турбины имеют регулировочные клапаны с помощью которых осуществляется изменение кол-ва пара, подаваемого на турбину. Суть регулирования в том что регулирующие клапаны больше или меньше перекрывают относительное отверстие паропровода, подающего пар на турбину. Если регул. клапаны зафиксировать то Автоматические системы управления в энергетике.

В этом случае: Автоматические системы управления в энергетике. В пределах Автоматические системы управления в энергетике от номинальных значений эта зависимость линейная.

Статическая характеристика – не зависит от времени. Если Автоматические системы управления в энергетике то Автоматические системы управления в энергетике. Так как наклон большой то любое отклонение f или M приводит к значительному отклонениям M или f. Моментно-скоростная характеристика турбоагрегата при постоянной мощности приводит к значительным отклонениям угловой скорости или f при отклонениях момента на валу турбины. Момент на валу турбины определяется моментом нагрузки (моментом сопротивления). Момент нагрузки на валу определяется изменением эл. нагрузки эн системы (эл. нагрузка данного СГ). Работа с такой характеристикой – недопустима.

Фиксированных положений РК может быть множество и для каждого состояния своя моментно-скоростная характеристика. Пределы характеристики:

— справа – при полностью открытых РК;

— слева – при устойчивой работе (тех. min по мощности. Технологический минимум электростанции — минимальная нагрузка электростанции, обеспечивающая безопасное для персонала, оборудования, потребителя и окружающей среды состояние работы электростанции, включающая в себя технический минимум собственного оборудования и минимально необходимую нагрузку, обеспечивающую технологический минимум потребителей).

Статическая нагрузка по частоте

Статической характеристикой эл. приёмника по частоте называется зависимость меж мощностью, потребляемой эл. приёмником и частотой: Автоматические системы управления в энергетике. Автоматические системы управления в энергетикемощность нагрузки.

3 группы эл. приёмников:

эл. приёмники, у которых Р не зависит от частоты: Автоматические системы управления в энергетике при Автоматические системы управления в энергетике;

эл. приёмники, у которых Р зависит от частоты в первой степени Автоматические системы управления в энергетике, где Автоматические системы управления в энергетикекоэффициент пропорциональности. Это СД и АД с постоянным моментом на валу. Автоматические системы управления в энергетике, Автоматические системы управления в энергетике;

эл. приёмники, у которых потребляемая мощность зависит от частоты во второй и выше степени: Автоматические системы управления в энергетике, где Автоматические системы управления в энергетике Это АД с переменным моментом на валу (вентиляторного типа).

В каждом узле нагрузки есть эл. приемники всех трёх типов. Можно построит эквивалентную статическую характеристику по частоте узла нагрузки, либо района эн. системы, либо всей энергосистемы в целом. Эквивалентные статические характеристики нагрузки определяются той группой электроприёмников которая составляет большее количество. В современных эл. эн. системах наибольшее кол-во-эл. приёмники второй группы. По этому эквивалентная статическая характеристика нагрузки в пределах Автоматические системы управления в энергетике от номинальных значений считаются соответствующими второй группе эл. приёмников, т.е. считаются линейными. Наклон этих характеристик зависит от удельного состава эл. приёмников различных групп для рассматриваемого района эн. системы.

Статические характеристики по частоте называют также регулирующим эффектом нагрузки (РЭН). РЭН является различным для различных эн. систем, для различных узлов нагрузки, для одного узла или системы но в разное время суток. Автоматические системы управления в энергетике с Автоматические системы управления в энергетике. Это положительно для поддержания частоты и по этому называется РЭН.

Рассмотрим некоторую эквивалентную характеристику для некоторой эн. системы.

Допустим, что к этой системе произошло подключение нового объема эл. приёмников. Предположим при этом что процентное соотношение меж приемниками различных типов не изменилось. При изменении состава эл. приёмников изменяется наклон статической характеристики нагрузки. Наклон определяется статическим коэффициентом нагрузки, который в о.е.:

Автоматические системы управления в энергетике.

Определим Автоматические системы управления в энергетикеэкспериментальным путём (для эн. системы). Обычно Автоматические системы управления в энергетике. Это значит что при Автоматические системы управления в энергетике Автоматические системы управления в энергетике. Эквивалентную статическую характеристику нагрузки записывают в виде уравнения: Автоматические системы управления в энергетике, где Автоматические системы управления в энергетике, Автоматические системы управления в энергетике. Если известно графическая зависимость меж Автоматические системы управления в энергетике и f то по этой зависимости легко определить Автоматические системы управления в энергетике.

Мощность нагрузки создаёт тормозящей момент нагрузки на валах эл. ст. Изменение момента нагрузки Автоматические системы управления в энергетике.

В т. пересечения – уст. режим – равенство ускоряющего момента турбины и тормозящего момента нагрузки. Автоматические системы управления в энергетикемощность вновь подключённой нагрузки (удельный состав эл. приёмников считаем незменным).

При реальных изменениях нагрузки в эн. системе Автоматические системы управления в энергетике изменения частоты для нерегулируемых агрегатов эл. станций будет достигать недопустимых величин Автоматические системы управления в энергетике. По этому при изменениях нагрузки в эн. системах надо так менять статические характеристики агрегатов эл. станций что б отклонение частоты лежали в допустимых пределах. Для этого агрегаты эл. ст-ций надо регулировать по мощности.

Статическая характеристика регулируемой турбины по частоте

Нагрузка увеличивается от Н1 до Н2 на величину Автоматические системы управления в энергетике. В результате новый установившейся режим в т. 2. Частота в т. 2 имеет недопустимое значение частоты. Что б частота не изменилась надо поднять мощность турбины.

Для изменения мощности турбины используются АРЧВ турбины. Это первичное регулирование частоты в эн. системе. Характеристика 7 – 5 статическая характеристика регулируемой турбины по частоте. Также характеристика 7 – 5 называется астатической характеристикой. Каждая точка на ней соответствует разному значению мощности и разному положению регулирующих клапанов. По этому эту характеристику изображают в координатах Автоматические системы управления в энергетике.

На всех ТЭС (и АЭС) применяют статические х-ки. На ГЭС стат. и астат. х-ки.

Рассмотрим стат. х-ку регулируемой турбины

Точку х.х. ещё называют уставкой АРЧВ по частоте. Наклон стат. х-ки регулируемой турбины определяется коэффициентом статизма σ. σ можно определить послед. формуле: Автоматические системы управления в энергетике, где Автоматические системы управления в энергетикелюбое отклонение частоты. В о.е.: Автоматические системы управления в энергетике.

σ регулируемых ТА-ов нормируются:

Автоматические системы управления в энергетике в СНГ;

Автоматические системы управления в энергетике в Эвропе;

Автоматические системы управления в энергетике США, Канада.

Стат. х-ку регулируемой турбины можно математически записать так:

Автоматические системы управления в энергетике, Автоматические системы управления в энергетике, Автоматические системы управления в энергетике, Автоматические системы управления в энергетике. В о.е. Автоматические системы управления в энергетике.

Значение σ в% обозначает следующее: что бы нагрузка ТА изменилась от 0 до номинальной надо что бы частота снизилась в СНГ на 4.5%.

Пример определения изменения мощности ТА при изменении частоты в системе.

Автоматические системы управления в энергетике

Автоматические системы управления в энергетике

Автоматические системы управления в энергетикеуравнение стат. х-ки ТА.

Автоматические системы управления в энергетикеэто недопустимо.

Автоматические системы управления в энергетике

Автоматические системы управления в энергетикедопустимо для генераторов.

Автоматические системы управления в энергетике

Автоматические системы управления в энергетике

Автоматические системы управления в энергетике соответствует полному открытию РК.

АРЧВ бывают 3 типов:

гидромеханические;

гидродинамические;

электрогидравлические.

1) и 2) на тепловых (паровых) ТА, 3) на паровых и гидравлических агрегатах.

Основные функции АРЧВ:

регулирование частоты вращения турбины (при этом регулируется и мощность турбины);

пуск и останов турбины;

изменение частоты вращения при синхронизации;

распределение нагрузки меж параллельно работающими агрегатами (эн. блоками);

участие в общесистемном регулировании частоты;

режимные ограничения мощности турбины (все АРЧВ снабжены защитными устройствами, которые ограничивают мощность турбины до заданной величины).

Простейший гидромеханический АРЧВ

Принципиальная схема

Автоматические системы управления в энергетике

Г – СГ; ЦМ – центробежный маятник; М – муфта на вращающемся валу ЦМ-ка.

Положение муфты проградуировано по скорости турбины и определяет скорость вращения турбины. ЦМ и шестерная передача – это ДЧ (датчик вращения турбины). используется для маломощных ТА (30 МВт и ↓).

МИСВ – механизм изменения скорсти вращения турбины. С помощью МИСВ можно изменять и фиксировать рычаг Автоматические системы управления в энергетике. Рычаг Автоматические системы управления в энергетикежесткий рычаг.

ЗУ – золотниковое устройство – распределяет подачу масла на выходных каналах 1 и 2.

Верхний и нижний полости ЗУ связаны со сливной трубкой.

СМ – сервомеханизм (исполнительное устойство);

ЗУ + СМ – гидроусилитель.

Краткое описание работы

Допустим скорость вращения турбины ↓. ЦМ вращается медленнее → М (муфта) сместится вниз. При этом вниз переместится Автоматические системы управления в энергетике и Автоматические системы управления в энергетике. Автоматические системы управления в энергетике не изменится из-за давлений в СМ (сервомеханизме). Т. М0 – фиксированная. Автоматические системы управления в энергетике, Автоматические системы управления в энергетикевниз. Канал 1 соединится со сливной верхней полостью. Масло под давлением в канал 2 → в нижнюю полость СМ. Поршень СМ перемещается вверх. Вверх т. Автоматические системы управления в энергетике → РК – вверх → больше пара на турбину → скорость вращения турбины ↑. М вверх → колебательная работа АРЧВ. Колеблется до тех пор пока т. С не вернётся в Автоматические системы управления в энергетике. При этом т. А и т. В не вернутся в Автоматические системы управления в энергетике и Автоматические системы управления в энергетике (определяется положением РК).

Установившееся положение СМ будет отличатся от исходного. Мощность Т тоже отлична от исх. С0 и золотник вертаются в исх. положения.

Между положением РК-нов, положения поршня сервомеханизма и т. С рычажной передачи АСВ существует однозначная жесткая связь, обусловленная жесткими рычагами, связывающим т. В с поршнем сервомеханизма и РК-ми. Эта жесткая связь (ЖОС) АРЧВ.

Такая конструкция не может поддерживать постоянство частоты вращения. Такая х-ка статическая (с наклоном).

Автоматические системы управления в энергетике. В конце переходного процесса Автоматические системы управления в энергетике

Автоматические системы управления в энергетике, Автоматические системы управления в энергетике,

Автоматические системы управления в энергетике, Автоматические системы управления в энергетике.

Автоматические системы управления в энергетике; Автоматические системы управления в энергетике, Автоматические системы управления в энергетикекоэффициент статизма.

Из Автоматические системы управления в энергетике видно что в данной конструкции АРЧВ и изменить Автоматические системы управления в энергетике во время работы ТА невозможно. Автоматические системы управления в энергетике изменяют только во время ремонтных работ. Автоматические системы управления в энергетике на разных ТА – разные. Для больших регулировочных диапазонов – меньший Автоматические системы управления в энергетике, для малых – больший.

Механизм изменения скорости вращения АРЧВ.

МИСВ АРЧВ это устройство с помощью которого можно изменить уставку по частоте (частоту х.х) и вызвать перемещение стат. х-ки АРЧВ параллельно самой себе.

СДУ – схема диспетчерского управления

Автоматические системы управления в энергетике

В реальных условиях АРЧВ от 3 до 6%. Изменения достигаются путём изменения и фиксации длины рычага Автоматические системы управления в энергетике.

Изменение Автоматические системы управления в энергетикеописать. Т. Автоматические системы управления в энергетике в исходном положении. Автоматические системы управления в энергетикев иное положение. Автоматические системы управления в энергетике тоже изменяет положение. Изменяется кол-во пара. Изменяется скорость. В конце п.п. Автоматические системы управления в энергетике, Автоматические системы управления в энергетике.

МИСВ снабжают ручным устройством для изменения длины рычага Автоматические системы управления в энергетике. Оно проградуировано в ГЦ (по Автоматические системы управления в энергетике). Кроме того есть эл. привод (реверс), который управляется СДУ (сх. дистанционного управления) с ГЩУ. МИСВ используется для изменения числа оборотов турбины при пуске и включении на параллельную работу и при останове.

Действие МИСВ в двух режимах:

параллельная работа агрегатов в эн. системе в которой частота поддерживается неизменной.

Автоматические системы управления в энергетике

Работа ТА на выделенную автономную нагрузку.

Изменение уставки МИСВ приводит к изменению частоты. Внешние воздействия по управлению на АРЧВ осуществляется через МИСВ.

Автоматические системы управления в энергетике

АРЧВ с астатической частотной характеристикой

В рассмотренной ранее конструкции АРЧВ между точкой В и положением РК имеется жесткая рычажная связь которая называется ЖОС. Для получения астатической характеристики регулирования вместо ЖОС применяют ГОС. Схема ГОС имеет следующий вид:

Автоматические системы управления в энергетике

З – золотник. ГОС состоит из П и гидравлического демпфера (ГД). П + ГД – изодронное устройство = ГОС. ГД – это цилиндр, заполненный маслом с поршнем. Вверх и нижняя части цилиндра сообщаются через трубку с малым регулируемым отверстием. ТТ – тонкая трубка.

Работа изодромного устройства

После изменения нагрузки турбины, начинается перемещение штока сервомеханизма (СМ). Например, вверх. Поскольку шток жестко связан с корпусом ГД то ГД перемещается вверх и сжимает пружину (П). П. давит на поршень ГД, но медленно из-за тонкой трубки. т. D медленно вверх. Постепенно масло из нижней части в верхнюю. П. разжимается. т. D – вниз. После п.п. т. D в исходное состояние. т В-тоже в исходное состояние. Автоматические системы управления в энергетике, Автоматические системы управления в энергетике. Если Автоматические системы управления в энергетике.

Дипломная работа: Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Введение

Одной из самых массовых землеройно-транспортных машин, применяемых в дорожном строительстве является автогрейдер. На долю автогрейдера отводятся планировочные и профилировочные работы по возведению земляного полотна. Существующий СНиП предъявляет высокие требования к точности соблюдения геометрических параметров земляных сооружений, в то время, как серийно выпускаемые автогрейдеры у нас в стране и за рубежом, даже оснащенные системами стабилизации рабочего органа не содержат устройств индикации предоставляющих объективную информацию о точности соблюдения геометрических параметров дорожного полотна. Возникло серьезное противоречие между непрерывно возрастающими требованиями к производительности планировочных работ при высокой точности геометрических параметров земляного полотна и отсутствием систем индикации на серийно выпускаемых машинах. В результате этого даже автоматизированный автогрейдер вынужден совершать лишние проходы по обрабатываемому участку.

Решить возникшие противоречия позволяет система управления рабочим органом автогрейдера, оснащенная устройствами индикации, которые предоставляют механику-водителю количественную информацию о геометрических параметрах земляного полотна или отклонениях от заданных параметров. Сокращение числа проходов по обрабатываемому участку повышает производительность землеройно-транспортной машины, а обеспечение требуемой геометрической точности существенно сокращает расход дорогостоящих строительных материалов. Появляется возможность проведения планировочных работ без привлечения нивелировщиков.

На основании вышеизложенного тема работы, направлена на дальнейшее совершенствование систем управления рабочим органом автогрейдера путем оснащения их устройствами индикации, является актуальной.

1. Состояние вопроса. Цель и задачи исследования

1.1 Критерии эффективности планировочных работ автогрейдера

Обоснованный анализ эффективности землеройно-транспортных машин не может быть осуществлен без выявления взаимосвязи системы показателей машины с показателями эффективности их функционирования.

При формировании показателей эффективности необходимо принимать во внимание, что показатели должны обеспечивать

выявления влияния на эффективность машины всего многообразия определяющих факторов технических параметров, условий производства, эксплуатации и др.;

получения обоснованных рекомендаций для выбора рациональных технических параметров машины, совокупность которых определяет ее технико-экономическую эффективность.

Кроме того, показатели должны удовлетворять следующим требованиям:

иметь технико-экономическую основу;

соответствовать цели, достигаемой в результате применения оборудования;

иметь иерархическую структуру, т.е. включать частные показатели в более общие.

Установление связей между отдельными критериями эффективности осуществляются на основании анализа интегральных показателей. В качестве обобщенного интегрального показателя используют зависимость для расчета приведенных удельных затрат на единицу продукции.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления,

где Z – приведенные затраты;

П – эксплуатационная производительность.

Величину Z определяют в соответствии с отраслевой инструкцией:

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления,

где U – текущие затраты потребителя, связанные с выполнением технологического процесса без учета отчислений на реновацию техники;

ЗК – капитальные затраты, связанные с созданием, производством, доставкой и монтажом техники;

P – отчисления на реновацию от капитальных затрат;

EН – нормативный коэффициент эффективности;

КЭ – сопутствующие капитальные вложения потребителя на эксплуатацию техники.

Для показателей эффективности характерна иерархическая структура построения, с точки зрения полноты охвата параметров, определяющих протекание процесса с включением частных показателей более низкого уровня в общие.

Показатель 1 го уровня целесообразен для оценки комплексов систем и машин, если известно, что коэффициенты удельных приведенных затрат для сравниваемых объектов существенно изменяются.

Показатель 2 го уровня имеет то же назначение, что показатель интегральный 1 й, но при условии, что для нового объекта коэффициенты приведенных удельных затрат на эксплуатацию и основные фонды значительно не изменяются по сравнению с эталоном. Он дает возможность оценить экономию энергетических и материальных затрат.

Показатели 3 го и 4 го уровня оценивают основные группы подсистем машин или комплексов энергетического и технического назначения. Показатель 5 го уровня – один из важнейших, так как все показатели более высокого уровня могут быть установлены только при известном значении производительности. Показатели более низкого уровня позволяют определить качество машины при неизменных параметрах, входящих в показатели более высокого уровня.

Так как часть показателей, входящих в состав такого обобщенного критерия, как удельные приведенные затраты, может быть установлена весьма приблизительно, целесообразней применять более низкие по иерархическому уровню показатели.

Показатель производительности для автогрейдера имеет вид

м285с.

Сравнительная оценка только по показателю производительности, без учета показателей, характеризующих планирующие свойства автогрейдера, не позволяют объективно и всесторонне оценить эффективность машины. В качестве критериев, характеризующих точность обработки грунта автогрейдером, могут быть выбраны различные ограничивающие и экстремальные условия, но общим для них является то, что они являются вероятностными характеристиками случайных функций, описывающих рабочий процесс автогрейдера.

Одним из наиболее жестких условий является равенство нулю математического ожидания погрешности и минимум ее дисперсии:

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

или эквивалентное условие – равенство математического ожидания величины параметра точности по номинальному значению и минимум дисперсии:

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

В ряде случаев достаточно задать ограничения по дисперсии:

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

где -допустимое значение дисперсии.

Выполнение условия при незначительном проигрыше в точности землеройной машины, по сравнению с условиями и, может дать значительный выигрыш в других ее показателях, например, уменьшить массу, габариты, стоимость, трудозатраты в эксплуатации и др.

Однако в ряде случаев нецелесообразно, а иногда и невозможно использовать абсолютные величины дисперсий для проведения сравнительных оценок точностных параметров машин. В этом случае в качестве критерия точности в работе предлагается использовать, так называемый, коэффициент сглаживания, равный отношению среднеквадратических отклонений параметра, определяемых до и после реализации рабочего процесса. В работе предложено производить оценку планирующей способности автогрейдера двумя коэффициентами сглаживания – в продольном и поперечном направлениях. Недостатком коэффициента сглаживания в поперечном направлении является не совсем корректный выбор параметра, определяемого до реализации рабочего процесса, т.е. определяется отношение среднеквадратических отклонений угла поперечного профиля до и после обработки. Тогда как на формируемый угол поперечного профиля в силу конструктивных особенностей подавляющего большинства конструкций существующих автогрейдеров, основное влияние оказывают вертикальные премещения средней точки переднего моста автогрейдера.

Исходя из этого, в данной работе вводится коэффициент передачи возмущающих воздействий от вертикальных перемещений переднего моста автогрейдера в продольном КY и поперечном Кg направлениях.

Коэффициент КY равен отношению среднеквадратических отклонений вертикальной координаты, определяемых после и до реализации рабочего процесса.

Коэффициент Кg равен отношению среднеквадратических отклонений угла поперечного профиля после обработки и среднеквадратических отклонений вертикальной координаты до обработки.

Комплексный показатель достаточно объективно характеризует эффективность рабочего процесса, но определение весовых коэффициентов вызывает существенные трудности и связанно с субъективными оценками. Поэтому более целесообразно использовать векторный критерий эффективности, представляющий собой набор единичных показателей, характеризующих автогрейдер с различных сторон.

Таким образом, векторный критерий эффективности автогрейдера при выполнении планировочных работ имеет вид:

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления,

где Р1 – единичный показатель, характеризующий планирующую способность автогрейдера в продольном направлений КY; Р2 — единичный показатель, характеризующий планирующую способность автогрейдера в поперечном направлении Кg; Р3 – единичный показатель, характеризующий рабочую скорость автогрейдера V.

Таким образом, задача оценки эффективности того или иного усовершенствования автогрейдера или оценки влияния на качество работ того или иного параметра автогрейдера и его системы управления трансформируется в задачу определения векторного критерия при условии, что требуемые тенденции изменения единичных показателей имеют вид

Р1 ® max, Р2 ® max, Р3® max.

Кроме рассмотренных, могут быть и другие критерии эффективности при решении задач обеспечения точности автогрейдера. Их выбор зависит от типа решаемых задач, вида и объема исходной информации и др.

На основе вышеприведенного обзора критериев эффективности можно сделать вывод, что для оценки эффективности целесообразно применять более низкие по иерархическому уровню показатели, в частности производительность. На показатель производительности большое влияние оказывает количество проходов автогрейдера по обрабатываемому участку до достижения точности, установленной СНиПом. Особенности рабочего процесса автогрейдера, при проведении планировочных работ, позволяют при сокращении лишних проходов снизить затраты расходного материала. Таким образом перспективным направлением повышения эффективности автогрейдера, при проведении планировочных работ, является разработка новых систем управления рабочим органом, позволяющих добиться заданной точности геометрических параметров земляного полотна за минимальное число проходов по обрабатываемому участку.

1.2 Анализ предшествующих исследований

1.2.1 Анализ математических моделей автогрейдеров

Автогрейдерам и системам управления рабочим оборудованием автогрейдеров посвящено значительное число исследований. Был разработан ряд математических моделей автогрейдеров, снабженных автоматической системой стабилизации положения рабочего органа. Так как эти математические модели разработаны в разное время, для различных конкретных задач, они отличаются степенью детализации.

В работах В.С. Дектярева и А.М. Васьковского рассматривается автогрейдер, снабженный электрогидравлической системой стабилизации угла наклона отвала в поперечной плоскости. Расчетная схема автогрейдера выполнена в виде одномассовой системы на упругих опорах, математическое описание представлено дифференциальным уравнением второго порядка.

Для математического описания автогрейдер может быть представлен механической системой в виде шарнирно сочлененного многозвенника с голономными связями. В работах В.А. Палеева, В.А. Байкалова, В.Е. Калугина и А.Ф. Бакалова предложены обобщенные расчетные схемы автогрейдера, представленные пятизвенной системой с 13-ю степенями свободы и наложенными на нее упруговязкими связями. В зависимости от конкретных задач исследований математические модели различаются наличием дополнительных элементов и связей. В качестве элементов расчетной схемы выбраны: подмоторная рама, хребтовая балка, левый и правый балансиры, передняя ось и тяговая рама с рабочим органом. Математическая модель автогрейдера описывается системой уравнений Лагранжа второго рода. Для решения задач исследования пространственных кинематических цепей, которыми представлен автогрейдер, используется метод переходных матриц. Суть метода состоит в том, что задаются неподвижная система координат, связанная с неподвижным звеном или звеном, движущимся равномерно и прямолинейно, и локальные системы координат, жестко связанные с подвижными звеньями. В работах получены уравнения геометрической связи, определяющие положение произвольной точки локальной системы отсчета относительно однородной, связи между контролируемыми параметрами земляного полотна и значениями обобщенных координат автогрейдера, колебаний автогрейдера и др.

В работах В.В. Беляева, В.В. Привалова для описания перемещений элементов расчетной схемы была принята правая ортогональная система координат. Пространственное положение отвала характеризуют вертикальная координата его центральной точки и угол перекоса. Выведены уравнения кинематических связей, определяющих положение произвольных точек звеньев расчетной схемы в неподвижной системе координат в любой момент времени от начала отсчета и устанавливающих связь между положением рабочего органа и параметрами сформированной поверхности.

В работе В.А. Калякина предложена математическая модель планировочной машины на базе промышленных тракторов. Проведен анализ конструкций планировочных машин на базе различных промышленных тракторов.

В работе Б.Д. Каноныхина в соответствии с методом структурно-кинематического объединения типовых агрегатных подсистем были получены динамические модели колеса, балансирной тележки, остова, структурно-кинематические связи продольного и поперечного движений. На основании динамических моделей агрегатных подсистем синтезируется динамическая модель всей системы в целом: продольного и поперечного движения.

1.2.2 Анализ математических моделей гидроприводов

Решение задач анализа и синтеза гидроприводов невозможно осуществлять без их математических моделей, которые необходимо составлять для каждой новой гидравлической схемы. Разнообразные схемы гидроприводов представляют совокупность соединенных между собой гидроэлементов, причем количество функциональных элементов гидросистем невелико: насос, гидромотор, гидроцилиндр, гидролиния, дроссель, редукционный, предохранительный и обратный клапаны и др. Указанные гидроэлементы достаточно глубоко изучены и в зависимости от принятых допущений и поставленных задач исследования описаны с той или иной степенью детализации.

В работе Бирюкова С.Т. предлагается методика составления математических моделей гидроприводов, базирующаяся на представлении гидроэлементов в виде многомерных динамических объектов и использующая векторно-матричную форму записи уравнений.

Динамические свойства многомерных объектов полностью характеризуются их уравнениями движения, связывающими выходные и входные величины объектов, которые составляются на основе законов физики при рассмотрении процессов преобразования и передачи информации. Линеаризованная математическая модель гидравлического многомерного объекта может рассматриваться как гидравлический многополюсник. Гидропривод в целом можно рассматривать как сложный ГМП, состоящий из соединенных между собой различными способами простых ГМП.

Представление математических моделей гидроприводов в виде ГМП позволяет формализовать процесс составления математических моделей и возложить его на ЭВМ. При этом, в зависимости от целей и задач исследования, могут быть сформированы математические модели двух типов: модели, которые устанавливают аналитическую взаимосвязь между внешними воздействиями и выходными величинами без рассмотрения величин векторов, связывающих ГМП между собой, и модели, устанавливающие аналитическую взаимосвязь между векторами гидросистемы.

В работе Бакалова А.Ф. отмечается, что для решения задач динамики гидрофицированной машины в целом, когда наибольший интерес представляет движение выходного звена исполнительного электрогидропривода при подаче на вход управляющего воздействия, то есть «макродинамика» гидропривода, его математическое описание может быть значительно упрощено. При этом не будут рассматриваться процессы, связанные с работой отдельных гидроэлементов.

При описании электрогидропривода в качестве входного воздействия принята выходная координата порогового элемента, в качестве выходной координаты – перемещение штока гидроцилиндра.

В своей работе Беляев В.В. предложил общую передаточную функцию гидропривода. Так как объемный гидропривод обладает такими общими свойствами, как время запаздывания и постоянная скорость перемещения штоков исполнительных гидроцилиндров в установившемся режиме, переходные процессы разгона и торможения штока гидроцилиндра, то можно выделить следующие характерные стадии переходного процесса:

1) чистое запаздывание tгид, в течение которого шток находится в покое после включения распределителя;

2) стадию разгона, в течение которой шток разгоняется до номинальной скорости;

3) стадию установившегося движения.

Выделенным стадиям можно поставить в соответствие три последовательно соединенных звена – звено чистого запаздывания, апериодическое звено первого порядка и интегрирующее звено.

Математическое описание звена чистого запаздывания имеет вид:

Qг = Rг,

где Rг, Qг – входной и выходной сигналы звена чистого запаздывания.

Передаточная функция такого звена определяется по преобразованию Лапласа, и имеет вид:

.

Свойства апериодического звена первого порядка определяются постоянной времени tр, характеризующей его инерционность, и коэффициентом передачи Kи.

С учетом того, что Kи=1, передаточная функция имеет вид:

.

Передаточная функция интегрирующего звена

,

где K – коэффициент, определяющий скорость штока гидроцилиндра в установившемся режиме.

Общую передаточную функцию гидропривода можно записать:

.

Анализ предшествующих исследований, посвященный математическому описанию гидропривода, позволяет сделать вывод, что элементы гидропривода достаточно хорошо изучены и для достижения поставленной в работе цели могут быть представлены в виде передаточных функций.

1.2.3 Анализ математических моделей микрорельефа грунта

Известно, что на точность планировочных работ существенно влияют параметры поверхностей грунта, по которому автогрейдер движется в процессе работы. Для отражения влияния микрорельефа на ЗТМ используются его математические модели. Модели могут быть представлены детерминированными и стохастическо-детерминированными функциями, а также записью реального случайного профиля.

Детерминированные модели представляют собой математическое описание неровностей рельефа в виде детерминированных функциональных зависимостей вертикальных координат поверхности от горизонтальных координат. Они менее достоверны по сравнению со стохастическими и имеют ограниченные возможности. Их в основном используют при подтверждении адекватности создаваемых математических моделей, анализе частотных характеристик исследуемых машин и качественных показателей систем управления рабочим органом.

Реальный случайный профиль представляет собой замеренные с определенным шагом вертикальные координаты поверхности относительно принятой системы координат. Он имеет ограниченное применение и используется в основном при создании наземных транспортных средств.

Для изучения ЗТМ наиболее удобно пользоваться стохастическо-детерминированной моделью земляного полотна. При этом корреляционная функция профиля задается детерминированной моделью, а по ней с использованием рекуррентных соотношений строится на ЭВМ псевдослучайный профиль.

Профиль местности может быть условно разделен на макропрофиль, микрорельеф и шероховатость. К макропрофилю относят неровности значительной протяженности и сравнительно большой амплитуды. Шероховатость – это неровности длиной до 0,5 м и малой амплитуды. Макрорельеф и шероховатость не представляет интереса с точки зрения влияния на планировочные свойства автогрейдера. Макрорельеф оказывает очень медленное влияние во времени на положение РО, а шероховатость компенсируется сглаживающей способностью шин.

Для оценки влияния микрорельефа на изменения положения РО с достаточной точностью микрорельеф можно описывать двумя функциями микропрофиля по левой и правой колее автогрейдера, а поперечный уклон в произвольном сечении оценивать по вертикальным координатам левой и правой колеи.

В настоящее время накоплен обширный материал, описывающий статистические свойства различных типов грунтовых поверхностей. Математическому описанию микрорельефа посвящено много работ как у нас в стране так и за рубежом.

Анализ предшествующей литературы показал, что микропрофиль грунтовой поверхности можно представить случайной нормально распределенной функцией, основной характеристикой которой является корреляционная функция R.

Большинство грунтовых поверхностей, обрабатываемых автогрейдером, имеет корреляционные функции, которые описываются выражениями:

;

,

где aк,bк – коэффициенты, зависящие от типа профиля;

t = l. V, где V – скорость движения;

l – расстояние, пройденное от начала отсчета;

sк2 – дисперсия статистики микропрофиля поверхности.

Для моделирования на ЭВМ данных случайных процессов использованы рекурентные уравнения:

для ,

где ;

;

;

,

где hд – шаг дискретности времени;

x – реализация независимых нормально распределенных чисел с параметрами матожидание m=0, среднеквадратичное отклонение s=1.

Для

,

где ;

;

;

;

;

;

;

;

.

Возмущения, воздействующие на ходовое оборудование автогрейдера, зависят не только от параметров обрабатываемой поверхности и рабочей скорости машины, но и от физико-механических свойств опорной поверхности. На автогрейдер действует «сглаженное» возмущение за счёт нивелирующей способности шин и податливости грунта. Согласно работ для грунтов, обрабатываемых автогрейдером, профиль можно считать неизменным и учитывать только приведенную сглаживающую способность шин, за счёт которой опорные элементы ходового оборудования взаимодействуют с микрорельефом по площадке контакта длиной 2 Х0.

Это ведет к тому, что на автогрейдер воздействует сглаженный микропрофиль. В работе предлагается в расчетах рабочего процесса автогрейдера использовать схему точечного контакта шин с грунтом, но в качестве микропрофиля необходимо применять сглаженный микропрофиль. Поэтому полученные случайные процессы необходимо подвергнуть «сглаживанию»:

,

где k = 0,5; MC – интервал усреднения;

n=,…,; Nсг – число точек сглаженного профиля; y – ординаты несглаженного профиля.

Анализ работ по математическому описанию микрорельефа различных грунтовых поверхностей показал, что статистические свойства микрорельефа достаточно хорошо изучены. Разработанный математический аппарат позволяет моделировать микрорельеф с необходимыми статистическими свойствами, необходимыми для решения задач, поставленных в данной работе.

1.2.4 Анализ математических моделей систем управления

При проведении планировочных работ оператор автогрейдера осуществляет управление положением РО, контроль параметров формируемого земляного полотна, управление направлением движения и режимами работы силовой установки. Многообразие функций оператора и высокие требования к точности земляного сооружения являются одной из причин, не позволяющих оператору обеспечивать геометрические параметры формируемой поверхности, требуемые СНиПом. В связи с этим появился целый ряд систем автоматического управления, частично или полностью исключающих оператора из контура управления положением РО.

Эффективность автогрейдеров на планировочных и профилировочных работах в значительной степени определяется совершенством систем управления РО.

Общим вопросам исследования систем управления землеройных машин и их математическому моделированию посвящены работы Т.В. Алексеевой, В.Ф. Амельченко, В.И. Баловнева, Д.П. Волкова, Б.Д. Кононыхина, Ю.М. Княжева, Э.Н. Кузина, Е.Ф. Малиновского, В.Н. Тарасова, В.С. Щербакова и др.

При всем многообразии системы управления могут быть охарактеризованы общими свойствами:

– информационными параметрами систем являются вертикальные координаты какой-либо точки отвала и угловое положение отвала относительно гравитационной вертикали;

– параметрами управления в большинстве систем управления являются вертикальное и угловое положение РО, обеспечиваемое исполнительными гидроцилиндрами подъема-опускания;

– все системы управления созданы как дополнительные устройства к существующим автогрейдерам;

– основной принцип действия систем управления заключается в компенсации отклонений отвала от заданного положения под действием внешних возмущающих воздействий.

Были проведены работы по повышению точности планировочных работ, направленные на разработку и исследование алгоритмов управления; гидропривода; копирных и бескопирных систем управления; гидромеханических и электрогидравлических систем управления.

Анализ предшествующих исследований показал, что, в зависимости от решаемых задач и принятых допущений, системы управления были описаны с различной степенью детализации.

Так, в большинстве работ использовался хорошо изученный датчик гравитационного типа, с допущением о том, что основным возмущающим воздействием является момент вязкого трения, возникающий при повороте корпуса датчика.

Математическая модель датчика может быть описана дифференциальным уравнением

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления,

где Iм – момент инерции маятника датчика;

q – угол отклонения маятника от гравитационной вертикали;

g – угол поворота корпуса маятника;

mm – масса маятника;

lm – расстояние от точки подвеса до центра масс маятника;

Dm – коэффициент вязкого трения.

Маятник в датчике можно описать следующей передаточной функцией

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления,

где Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления и Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления.

Это выражение описывает отклонение маятника от гравитационной вертикали q, что является динамической ошибкой датчика. При математическом описании необходимо учитывать эту ошибку. Таким образом при математическом описании с датчика поступает сигнал gдат равный: gдат = g — q.

Сигнал датчика, поступая на вход элемента сравнения, сравнивается с сигналом задатчика, а выделенный сигнал рассогласования подается на блок управления гидравлическим исполнительным элементом, который является релейным пороговым элементом. Он описывается как безинерционное реле системой неравенств:

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

где I и R – входные выходные сигналы порогового элемента соответственно; Ro – фиксированное значение выходного сигнала, I1 и I2 – пороги срабатывания релейного элемента.

Пороговый элемент представляет собой звено для которого линеаризация недопустима, статическая характеристика такого звена имеет вид

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Недостатком существующих систем автоматического управления является невозможность визуального контроля точности обработанной поверхности во время производства планировочных работ. Для устранения этого недостатка необходимо в систему автоматического управления ввести устройство индикации, учитывающее динамические свойства человека-оператора, который должен отслеживать по устройству индикации точность обрабатываемой поверхности. Система управления, оснащенная устройством индикации позволит в ряде случаев сократить число проходов автогрейдера по одному и тому же обрабатываемому участку.

Таким образом, целесообразно систему управления РО разбить на два контура: автоматического и полуавтоматического управления. Система будет работать в автоматическом режиме до принятия решения человеком-оператором на основе информации от устройства индикации.

Система автоматического управления положением РО в поперечной плоскости состоит из последовательно соединенных элементов:

– датчика угла наклона РО;

– элемента сравнения;

– порогового элемента;

– исполнительного гидропривода.

В полуавтоматическом режиме в систему управления добавляется человек-оператор. Наличие человека-оператора приводит к двум противоречивым результатам. С одной стороны, человек-оператор является наиболее универсальным и гибким звеном: человек способен переработать значительно большую и поступающую по многим каналам информацию, чем машинное звено. С другой стороны, человек уступает машине в скорости, точности выполняемых операций и в возможности длительное время сохранять заданную работоспособность.

Как видно из работ, в системе ручного управления оператор формирует управляющий сигнал на основе анализа и обобщения информации от нескольких источников. Управляющий сигнал получается в результате проведения определенных математических операций над координатами, определяющими положение элементов рабочего оборудования. После того, как сформирован управляющий сигнал, оператор вырабатывает решение на отклонение управляющего элемента и осуществляет это отклонение с помощью нервно-мускульного воздействия.

Человека-оператора, как элемент в замкнутом контуре ручного управления, можно рассматривать в виде последовательно соединенных трех функциональных звеньев: суммирующего, вычислительного и усилительного.

Суммирующее звено по динамическим свойствам представляет собой усилительный элемент с запаздыванием. Второе звено является специфическим вычислительным элементом с самонастройкой. С точки зрения динамики этот элемент обладает свойствами усилительного, инерционного и форсирующего звеньев. Инерционность обусловлена необходимостью выработки решения и зависит от объема информации. Чем меньше параметров обрабатываемой информации, тем меньше инерционность.

Форсирующее звено возникает в результате создания оператором форсирующих управляющих сигналов, с помощью которых он стремится компенсировать свою инерционность.

Усилительное звено оператора отражает нервно-мускульное воздействие на органы управления. По динамическим свойствам это инерционное звено.

Анализ предшествующих работ, посвященных математическому описанию систем управления, показал, что для элементов систем управления РО целесообразно применить формальное математическое описание, аппарат которого разработан в теории автоматического управления и успешно применяется для решения различных задач.

Для достижения поставленной в работе цели в систему управления РО автогрейдера необходимо ввести устройство индикации.

1.2.5 Анализ предшествующих исследований проблемы повышения точности планировочных работ, выполняемых автогрейдером

В дорожном строительстве огромное значение имеет качество возводимого земляного полотна. Его точностные характеристики такие как уклоны, высотные отметки, линейные размеры, ровность поверхности и др. строго регламентированы СНиПом.

Вопросу повышения точности обработки грунта посвящено ряд работ, авторы которых с разной степенью детализации рассматривали процесс планировки земляного полотна и давали рекомендации по повышению точности.

В работе Э.А. Степанова исследована зависимость качества планировки от конструктивных параметров автогрейдера.

В работах В.С. Дектярева, А.М. Васьковского, А.Н. Пиковской, в трудах ВНИИстройдормаша подробно рассмотрены различные варианты математических описаний и приведены конкретные статические и динамические характеристики элементов систем автоматической стабилизации – гироскопических и гравитационных датчиков угла наклона, релейных элементов, усилителей, электрозолотников, гидроцилиндров.

В.С. Дектярев в своей работе, проанализировав причины отклонения от заданных параметров земляного полотна, пришел к выводу, что необходимо сократить зазоры в соединениях деталей рабочего оборудования и механизмов управления и применять автоматические системы управления автогрейдером. В результате экспериментальных и теоретических исследований были созданы два варианта трехпозиционных автоматических регулятора: с контактным измерением величины рассогласования и с потенциометрическим изменением величины рассогласования.

А.М. Васьковский в работе, используя опыт по автоматизации землеройно-планировочных машин в отделе автоматики ВНИИСтройдормаша, исследовал рабочий процесс этих машин. Это позволило ему определить важнейшие элементы, подлежащие автоматизации.

Стала очевидна необходимость автоматического контроля угла поперечного наклона рабочего органа автогрейдера и автоматическая стабилизация продольного угла наклона рамы бульдозера, способная придать ему высокие сглаживающие свойства, подобные свойствам длиннобазового планировщика. Была предложена методика проектирования систем автоматического управления с целью определения параметров, относящихся к задаче автоматизации.

В.А. Палеев в работе предложил применить для повышения точности планировочных работ гидромеханическую систему стабилизации отвала автогрейдера в поперечной плоскости. Рассмотрел изменение угла наклона отвала в поперечной плоскости при изменении угла захвата. Проанализировал влияние координат точки крепления системы стабилизации на качество планирования. Определил параметры гидромеханической системы стабилизации.

В.А. Байкалов в работе предложил двухскоростную систему стабилизации рабочего органа автогрейдера. Исследуя систему стабилизации, определил ее основные параметры.

А.Ф. Бакалов в работе, исследуя системы стабилизации рабочего органа автогрейдера, предложил повысить быстродействие системы применением корректирующего звена, которое устраняет влияние демпфирования маятника датчика относительно корпуса.

В.В. Беляев в работе, проанализировав модель рабочего процесса автогрейдера при выполнении планировочных работ, пришел к выводу, что наиболее существенное влияние на точность обработки грунта оказывают отношения геометрических параметров автогрейдера к параметрам обрабатываемой поверхности. Было предложено с целью повышения планирующей способности автогрейдера исключить жесткие связи между базовой машиной и рабочим органом в поперечной вертикальной плоскости. Был предложен «инвариантный» рабочий орган с опорой на обработанную поверхность.

В.Е. Калугин в работе на основе морфологического анализа устройств подвеса тяговой рамы автогрейдеров предложил ряд новых схем подвеса. Как наиболее эффективная была выбрана схема на неповоротных кронштейнах. Рассматривался планировочный процесс при возведении откосов. Проведен анализ влияния зазоров в рабочем оборудовании автогрейдеров на точность планировочных работ.

В.В. Привалов в работе, исследуя влияние обрабатываемой поверхности на точность планировочных работ, предложил уменьшить возмущающее воздействие грунта путем применения дополнительных рабочих органов, установленных перед колесами автогрейдера.

В.И. Калякин в работе рассмотрел планировочные машины на базе промышленных тракторов. Был предложен ряд инженерных решений совершенствования планировочных машин. Указано на перспективность схем многоскоростных гидроприводов и приводов с переменной скоростью перемещения рабочего органа. Определено условие зоны устойчивой работы систем управления планировочных машин. С наилучшими точностными показателями была признана конструкция полуприцепной машины с шарнирным креплением задней оси к хребтовой балке и дополнительными рабочими органами перед задними колесами тягача.

Б.Д. Каноныхин в работе рассмотрел проблемы идентификации, автокоординирования и управления ЗТМ. Была синтезирована динамика координирования рабочих органов управляемых ЗТМ, теория лазерных координаторов и динамика систем управления рабочими органами ЗТМ с лазерными координаторами. В работах рассматривается новое направление в области строительного и дорожного машиностроения – адаптивное машиностроение. В статье проводится анализ инвариантных систем управления процессами грунт-машина-рабочий орган, рассматриваются оптимальные структуры управления повышающие эффективность использования машин при производстве земляных работ.

Рассмотренные работы в соответствии с поставленными в них целями и задачами в той или иной степени решали проблему повышения точности земляных работ выполняемых автогрейдером. Однако до настоящего времени отсутствуют работы, направленные на создание устройств индикации систем управления, что не позволяет решить поставленные в данной работе цели. В связи с этим необходимо провести исследование рабочих процессов автогрейдера при выполнении планировочных работ и решить научные и практические задачи, направленные на дальнейшее совершенствование систем управления РО автогрейдера.

1.2.6 Обзор существующих теорий копания грунта

В настоящее время существует ряд работ, описывающих различные методы теоретического определения усилий, возникающих при копании грунта землеройно-транспортными машинами, включающих резание грунта и перемещение грунта по отвалу и впереди его. Огромный вклад в создание основ теории резания грунтов принадлежит В.П. Горячкину, Н.Г. Домбровскому, А.Н. Зеленину, Ю.А. Ветрову, К.А. Артемьеву, В.И. Баловневу и др.

Существующие теории копания грунта можно условно разделить на две группы, которые отличаются подходами к построению теории:

1) теории, основанные преимущественно на обобщении результатов экспериментальных исследований. Эти полуэмпирические теории более просты, но не ставят целью объяснение или полное описание явлений, возникающих в грунте при копании, и могут оказаться непригодными за пределами области, в которой лежат исходные экспериментальные данные;

2) теории, базирующиеся на основных положениях механики сплошной среды и теории прочности.

Данные теории позволяют определить сопротивление резанию и копанию при условии, что известны параметры РО, режим работы и параметры грунта.

Однако в реальных условиях большинство этих параметров носят случайный характер. Поэтому для создания математических моделей рабочих процессов ЗТМ, при проведении планировочных работ, силовое воздействие со стороны грунта при копании должно оцениваться как случайная функция.

В работе случайный процесс, изменения реакции Е грунта на отвале автогрейдера, предлагается представить в виде:

Е = Ет + Еф,

где Ет – низкочастотный тренд; Еф – высокочастотная составляющая, которая изменяется по случайному закону нормального распределения.

Корреляционные функции случайных флюктуаций можно представить в виде:

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления,

где sф2 – дисперсия флюктуаций; aф и bф – параметры корреляционной функции.

Значения aф и bф приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.2. Значения параметров корреляционной функции для определения флюктуаций Еф

Предел прочности

Параметр

грунта, МПа

aф

bф
0 – 0,2

0,8 – 1,5

2,5 – 8
0,2 – 0,4

1,2 – 1,8

4 – 10
0,4 – 0,6

1,5 – 2,0

6 – 12
0,6 – 0,8

1,8 – 3,0

8 – 16

Коэффициенты вариации флюктуации yф составляющих сопротивления копанию приведены в табл. 1.3.

Для определения низкочастотного тренда Ет реакции грунта можно использовать различные теории копания. В работах для этой цели предложено использовать теорию копания, предложенную К.А. Артемьевым и его учениками.

Таблица 1.3. Коэффициенты вариации составляющих сопротивления копанию

Предел

Составляющие сопротивления копанию
прочности грунта, МПа

касательная

нормальная

боковая
0 – 0,2

0,08 – 0,1

0,1 – 0,12

0,08 – 0,09
0,2 – 0,4

0,11 – 0,14

0,14 – 0,16

0,08 – 0,1
0,4 – 0,6

0,14 – 0,17

0,17 – 0,2

0,09 – 0,1
0,6 – 0,8

0,19 – 0,22

0,22 – 0,24

0,09 – 0,1

Горизонтальная составляющая вектора силы сопротивления копанию грунта ножом криволинейного профиля постоянного радиуса кривизны с острой режущей кромкой применительно к отвалу автогрейдера выражается в виде:

Wx = . sin2j + Wпр. sin j,

где Ех, Еу – соответственно горизонтальная и вертикальная составляющая силы сопротивления резанию грунта при лобовом копании; Wпр – сопротивление перемещению призмы волочения; m1 – коэффициент трения грунта по металлу; j – угол захвата отвала.

При косом копании вертикальная Еуj и поперечная Еzj составляющие силы резания определяются

Еуj = Еу. sin j; Ezj = Ex. cos j.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления,

где gр – объемная масса грунта в призме волочения;

g – ускорение свободного падения;

b – длина отвала;

Hг – высота отвала по хорде без участка, погруженного в грунт;

rо – угол внешнего трения;

e – угол, составленный вертикалью и линией, соединяющей верхнюю точку отвала с точкой его контакта с поверхностью разрабатываемого грунта, равен

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

где aр – угол резания; h – толщина срезаемой стружки; Rг – радиус кривизны отвала; Ho – высота отвала по хорде.

Величина Hг определяется по формуле

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления.

Значения Ех и Еу записываются в виде

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

где gг – объемная масса грунта.

М1R = 1+tg ro. tg;

M2R = tg — tg ro;

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

где b1 – угол, образуемый подпорной стенкой с вертикалью; wг – центральный угол дуги ножа криволинейного профиля, погруженного в грунт.

wг = arccos — aр;

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления.

Автогрейдер является универсальной машиной и при выполнении планировочных работ ему приходится работать с грунтами различных категорий. Однако финишные, отделочные планировочные операции автогрейдер проводит на разрыхленных грунтах, при этом толщина снимаемого слоя не превышает 0,07 м, то есть процесс планировки земляного полотна несколько отличается от процесса копания грунта толщиной срезаемой стружки и прочностью грунта, а следовательно, и диапазоном изменения реакции грунта копанию, действующей на отвал.

Таким образом, анализ показал, что проблеме определения сопротивления копанию грунта посвящено достаточно много работ, математический аппарат определения сопротивления копанию хорошо проработан и отражает детерминированными выражениями зависимость сил реакции грунта на РО от физико-механических свойств грунта, толщины стружки и параметров РО, а так же флюктуации реакций, носящих случайный характер, и позволяет использовать их для достижения поставленных в работе целей.

1.3 Цели и задачи исследования

Анализ литературы, посвященной проблемам повышения эффективности автогрейдеров при проведении планировочных работ, позволил сделать вывод, что в соответствии с поставленными в различных работах задачами автогрейдер, как объект управления, математически описан достаточно часто. Коренного изменения конструкции автогрейдеров в ближайшее время не ожидается. Наиболее перспективной является схема автогрейдера с шарнирно сочлененной рамой. Эффективность систем автоматического управления рабочим органом путем улучшения элементной базы существенно повысить не возможно. Необходима разработка новых алгоритмов функционирования систем автоматического управления. На наш взгляд, повышение эффективности систем автоматического управления автогрейдера, при производстве планировочных работ, может быть повышена путем применения такого алгоритма работы системы, который позволяет повысить производительность планировочных работ в целом, но требует применения запоминающих устройств и устройств индикации.

Цель данной работы – повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы. Поставленная цель достигается путем применения системы стабилизации отвала, включающей запоминающее устройство и устройство индикации, позволяющей в процессе производства планировочных работ человеку-оператору визуально по устройству индикации следить за геометрическими параметрами формируемого земляного полотна и при достижении заданной точности, требуемой СНиПом, предотвратить лишние проходы по обработанному участку.

Для достижения поставленной цели необходимо провести исследования, в процессе которых решить следующие задачи:

– обосновать основные пути совершенствования системы управления рабочим органом автогрейдера, выполняющего планировочные работы;

– разработать математическое описание автогрейдера, выполняющего планировочные работы;

– выявить основные закономерности рабочего процесса и обосновать технические решения, позволяющие повысить производительность планировочных работ;

– разработать и внедрить систему стабилизации отвала с устройством индикации.

2. Методика исследований

2.1 Общая методика исследований

Системный подход является общепринятым направлением методологии, определяющим ориентацию научных исследований и занимает ведущее место в научном познании. В связи с этим в данной работе системный подход использовался в качестве общей методики исследований.

Системный подход характеризуется следующими основными признаками: целостностью, иерархаичностью, структурностью, множественностью описаний, взаимозависимостью системы и среды.

Суть системного подхода состоит в том, что автогрейдер рассматривается как система, состоящая из ограниченного множества элементов, объединенных в единое целое связями. Группы элементов, объединенных одним функционально завершенным преобразованием, будут являться подсистемами. Целостность автогрейдера, как системы, заключается в том, что его свойства не могут быть поняты и оценены без знания свойств его подсистем. Иерархаичность и структурность автогрейдера, как системы, характеризуется тем, что каждая его подсистема может рассматриваться в свою очередь как система с возможностью ее описания с помощью сети связей. Множество моделей, которыми может быть описан автогрейдер по различным аспектам, является одним из основных принципов системного подхода. Принцип взаимозависимости определяет рассмотрение свойств автогрейдера во взаимосвязи с окружающей средой.

Выделенные подсистемы автогрейдера целесообразно формализовать, то есть абстрактно представить некоторой математической моделью их функционирования. При этом под математической моделью понимается совокупность математических объектов и связей между ними, отражающих важнейшие свойства изучаемого объекта и позволяющих получить новую, ранее неизвестную информацию об объекте.

Используя метод математического моделирования, который является важной методологической основой, можно решать поставленные задачи и обеспечить повышение темпов поиска новых решений при минимуме материальных затрат. Математическое моделирование целесообразно использовать на всех этапах системного анализа путем моделирования всей системы автогрейдера и отдельных его частей, таких, как система управления, гидропривод, микрорельеф и др.

Так как системный анализ предусматривает комплексный подход в решении задач, важной частью работы, наряду с разработкой математической модели и проведением на основе ее теоретических исследований, является натурный эксперимент на реальном объекте, основными задачами которого являются подтверждение адекватности математической модели объекту, а следовательно, и правомерности полученных теоретических выводов, и проверка правильности предлагаемых технических решений в производственных условиях.

В решении поставленных в работе задач методом системного анализа можно выделить следующие основные этапы:

1) синтез структурной схемы рабочего процесса автоматизированного автогрейдера на планировочных работах;

2) теоретические исследования элементов структурной схемы с целью выявления закономерностей их влияния на процесс планировки и связей между ними;

3) введение при необходимости новых элементов или устранение «вредных» элементов и связей, отрицательно влияющих на качество планировочных работ. Формирование технических решений, позволяющих реализовать новую схему рабочего процесса автогрейдера;

4) теоретическое и экспериментальное изучение и оценка функционирования новой системы, корректировка при необходимости разработанных технических решений;

5) оценка результатов исследований.

2.2 Методика теоретических исследований

Математическое моделирование составляет основу теоретических исследований работы, при этом исследуемый объект заменяется его математической моделью, которая отражает с достаточной степенью точности исследуемые свойства объекта. Наиболее распространенным способом представления математической модели является система каких-либо уравнений, выбор которых соответствует уровню принятой математической модели с необходимыми для ее решения данными – начальными, граничными условиями, численными значениями коэффициентов. Наиболее рациональный, а часто и единственный реальный путь решения системы уравнений – это расчеты на ЭВМ численным методом.

Такое исследование называется вычислительным экспериментом. Вычислительный эксперимент обладает рядом преимуществ по сравнению с натуральным: вычислительный эксперимент, как правило, намного дешевле, легче и быстрее реализуем; допускает вмешательство извне на любой стадии; позволяет моделировать условия эксперимента, которые зачастую вообще невозможно воспроизвести в реальных условиях, и выполнять эксперименты на критических режимах, воспроизведение которых в условиях натурного эксперимента затруднительно, дорого, а порой и небезопасно.

2.4 Структура работы

В соответствии с целью для решения поставленных задач была сформирована структура работы, включающая выполнение следующих основных этапов:

1.1. Анализ критериев эффективности автогрейдера при производстве планировочных работ.

1.2. Анализ предшествующих исследований проблемы повышения точности планировочных работ, выполняемых автогрейдером.

1.3. Анализ математических моделей автогрейдеров.

1.4. Анализ математических моделей гидропривода.

1.5. Анализ математических моделей грунта.

1.6. Анализ математических моделей системы управления.

1.7. Формирование требований к системе управления.

2.1. Обоснование расчетных схем и составление математических моделей подсистем автогрейдера, микрорельефа грунта, человека-оператора.

2.2. Обоснование методов исследования на математических моделях.

2.3. Формирование обобщенной структурной схемы автоматизированного автогрейдера.

2.4. Составление алгоритмов и программ расчета на ЭВМ.

2.5. Оценка адекватности математических моделей.

2.6. Обоснование и выбор численных значений коэффициентов математических моделей и граничных значений диапазонов варьируемых параметров.

3.1. Выбор и обоснование критериев оценки эффективности технологического процесса планировочных работ.

3.2. Выбор и обоснование информационных параметров.

3.3. Анализ значимости параметров на эффективность технологического процесса планировочных работ.

3.4. Анализ параметров на ЭВМ.

3.5. Синтез алгоритмов работы перспективных систем управления.

3.6. Формирование структурной схемы системы управления.

3.7. Разработка инженерных решений.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 2.1. Структура работы

4.1. Экспериментальное исследование автогрейдера в производственных условиях.

4.2. Внедрение инженерных решений.

3. Математическое описание автогрейдера

3.1 Математическая модель микрорельефа грунтовой поверхности

Анализ рабочего процесса автогрейдера при планировочных работах показал, что одним из факторов, определяющих точность обработки грунта, является микрорельеф обрабатываемой грунтовой поверхности, неровности которой являются одним из источников вертикальных и угловых перемещений автогрейдера при движении и связанного с ними РО. Таким образом, составление математической модели микрорельефа является важным этапом в разработке обобщенной математической модели рабочего процесса автогрейдера. Это позволит установить основные закономерности движения автогрейдера по опорной поверхности, соответствующей реальной, выявить характер влияния на точность обработки грунта параметров обрабатываемого микрорельефа.

В работе использовались для моделирования микрорельефа левой и правой колеи корреляционные функции двух типов, определяемые выражениями и.

Для реализации моделей микрорельефа обрабатываемой грунтовой поверхности на ЭВМ использовались моделирующие алгоритмы, которые определяются выражениями.

На основании указанных выражений составлена программа SOIL реализации микрорельефа на ЭВМ. Блок-схема программы приведена на рис. 3.1. В программе используется стандартная функция RANDOM языка программирования Turbo Pascal 6.0, позволяющая вычислять псевдослучайные числа, нормально распределенные в интервале.

Рис. 3.1. Блок-схема программы SOIL, реализующей микропрофиль

На рис. 3. 2,3. 3,3.5 в качестве примера приведены фрагменты реализации микрорельефа с корреляционными функциями для левой колеи R = 29,16. 10-4. e-0,77ItI, для правой колеи R = 29,16. 10-4. e-0,77ItI cos 1,35 t.

Реализованный микрорельеф сглажен по пятну контакта равному 0,15 м.

На рис. 3.4 представлена реализация колебаний условной средней точки переднего моста при движении автогрейдера по данным микрорельефам.

На основе приведенной выше математической модели можно смоделировать микрорельеф грунта с заданными характеристиками.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 3.2. Фрагмент реализации микрорельефа по левой колее

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 3.3. Фрагмент реализации микрорельефа по правой колее

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 3.4. Координата условной средней точки переднего моста автогрейдера

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 3.5. Фрагмент реализации микрорельефа грунта

3.2 Математическая модель автогрейдера

Автогрейдер, оснащенный системой автоматического управления рабочим органом, грунт и микрорельеф обрабатываемой поверхности представляют в совокупности сложную динамическую систему. Оптимизацию параметров этой системы удобней вести на математических моделях.

Решение поставленных в работе задач требует составления уравнений геометрических связей автогрейдера, рассмотрения перемещения РО в пространстве под действием различных факторов, определения динамических характеристик объекта при различных возмущающих и управляющих воздействиях.

Анализ конструкций автогрейдеров и математических моделей предшествующих исследований позволил составить расчетную схему.

При составлении расчетной схемы были приняты следующие допущения:

– автогрейдер является пространственным шарнирно сочлененным многозвенником;

– конструктивные элементы автогрейдера абсолютно жесткие;

– элементы ходового оборудования имеют постоянный контакт с грунтом при длине пятна контакта вдоль направления движения 0,15 м;

– люфты в шарнирных сочленениях автогрейдера отсутствуют;

– отвал постоянно заглублен в обрабатываемый грунт;

– рассматриваются малые перемещения элементов расчетной схемы;

– в процессе копания перестановка элементов рабочего оборудования не производится, углы перелома основной рамы, выноса тяговой рамы и поворота отвала не меняются;

– углы перелома основной рамы и выноса тяговой рамы изменяются от 0 до 20 градусов;

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 3.6. Расчетная схема автогрейдера

– уплотнение грунта колесами пренебрежимо мало;

– динамическими колебаниями рабочего оборудования пренебрегаем;

– автогрейдер движется прямолинейно с постоянной скоростью.

Элементами расчетной схемы выбраны основные узлы автогрейдера: хребтовая балка, подмоторная рама, левый балансир, правый балансир, передняя ось, тяговая рама и поворотный круг с РО.

Элементы расчетной схемы выбраны в соответствии с наметившимися тенденциями дальнейшего совершенствования конструкций автогрейдеров. Это относится, в частности, к основной раме, которая представлена в виде шарнирно сочлененных подмоторной рамы и хребтовой балки. Благодаря этому, обобщенная расчетная схема отражает наиболее существенные признаки реальных и перспективных конструкций автогрейдеров.

Для описания положения элементов расчетной схемы в пространстве принята правая ортогональная система координат OXYZ. Ось OX совпадает с направлением движения автогрейдера, ось OY направлена вертикально вверх.

На элементы расчетной схемы наложены ограничивающие связи.

При движении автогрейдера, при выполнении планировочных работ элементы расчетной схемы имеют следующие степени свободы.

Таблица 3.1. Степени свободы элементов расчетной схемы автогрейдера при выполнении планировочных работ

№ п/п

Название элемента расчетной схемы

Степени свободы элемента
1

Балансир правый

Y, поворот вокруг оси OZ
2

Балансир левый

Y, поворот вокруг оси OZ
3

Рама подмоторная

Y, поворот вокруг осей OX, OZ
4

Хребтовая балка

Y, поворот вокруг осей OX, OZ
5

Передняя ось

Y, поворот вокруг оси OX
6

Тяговая рама

Y, поворот вокруг осей OX, OZ
7

Поворотный круг с РО

Y, поворот вокруг осей OX, OZ

Положение хребтовой балки определяется координатами по OX, ОY и углом a1, образованным в плоскости, OXZ осью OX и осью хребтовой балки, положение тяговой рамы определяется углом b1, образованным в плоскости OXZ осью OX и осью тяговой рамы, угол j характеризует положение РО и образуется в плоскости OXZ осью OX и режущей кромкой РО.

Для определения положения произвольных точек звеньев расчетной схемы в любой момент времени от начала отсчета и установления связи между положением РО и параметрами сформированной поверхности были получены уравнения.

Положение в пространстве РО целесообразно определять по координате его центральной точки y и углу перекоса g’ в момент времени t:

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления,

где yП, yЛ – вертикальные координаты правой и левой крайних точек режущей кромки отвала в момент времени t; LОТ – ширина отвала автогрейдера.

Для положения отвала, изображенного на рис. 3.6, поперечный профиль обрабатываемого земляного полотна, соответствующий центральной точке отвала, сформирован лишь на половине пройденного пути, расположенной справа от точки А. С другой стороны отвала профиль в момент времени t пока не сформирован, так как отвал еще не дошел до этого места. Таким образом, в момент времени t угол поперечного профиля верен для точки отвала С, максимально приближенной к задним колесам.

Тогда yпр = y;

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления при jЈ 90О

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления при j> 90О,

где yпр – вертикальная координата профиля под центром отвала в момент времени.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления,

где V – рабочая скорость автогрейдера. Из расчетной схемы видно, что

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления;

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления;

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления;

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления,

где y1П, y2П, y3П, y1Л, y2Л, y3Л – соответственно вертикальные координаты грунта в условных точках контакта первых, вторых и третьих правых и левых колес автогрейдера;

yПБ, yЛБ – условные вертикальные координаты правого и левого балансиров; y1 и y2 – условные вертикальные координаты центра передней и задней осей.

Так как оси балансиров жестко связаны с подмоторной рамой автогрейдера, то угол поворота автогрейдера вокруг оси OX можно выразить:

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления,

где L2 – ширина колеи автогрейдера.

А угол поворота вокруг оси OZ:

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления,

где L1 – проекция на ось OX расстояния между y1 и y2.

Из рис. 3.7 видно, что

y = y’ – Dy’,

где y’ – условная вертикальная координата точки пересечения прямой DE и плоскости, перпендикулярной оси OX и проходящей через точку А; Dy’ – приращение вертикальной координаты точки y’, обусловленное перекосом автогрейдера вокруг оси OX на угол :

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления,

где Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления;

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления;

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления;

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления,

где L3 = LT cos ;

LT – длина тяговой рамы;

LХР – длина хребтовой балки.

Вертикальные координаты правой и левой крайних точек режущей кромки отвала yП, yЛ будут равны:

yП = y + Dy1 + Dy2 = y + Dy;

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 3.7. Расчетная схема автогрейдера

yЛ = y – Dy1 – Dy2 = y — Dy,

где Dy1 – приращение вертикальной координаты точки y, обусловленное перекосом автогрейдера вокруг оси OX на угол ;

Dy2 – приращение вертикальной координаты точки y, обусловленное перекосом автогрейдера вокруг оси OZ на угол b;

Dy = Dy1 + Dy2.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления.

Подставив в, получим:

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления;

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления.

Подставив в, получим:

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления.

При движении автогрейдер колесами балансирной тележки обычно движется по обработанному грунту. Поэтому определим вертикальные координаты задних колес.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления;

;

;

tП = 93838383.

В работе использовалась двухконтурная ССО. Структурная схема двухконтурной ССО представлена на рис. 3.13. Схема состоит из контура автоматического А и полуавтоматического В управления. В отличие от большинства серийных систем в схему введено устройство индикации УИ, позволяющее человеку-оператору в процессе работы контролировать геометрические параметры обработанного грунта и в случае достижения достаточной точности отключать автоматический контур.

На рис. 3.13 показаны: 1 – датчик угла; 2 – элемент сравнения; 3 – пороговый элемент; 4 – электрогидравлический привод.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 3.13. Структурная схема ССО

На схеме человек-оператор представлен в виде блока, выполняющего функции, близкие к безинерционному реле, так как в задачи данной работы не входит исследование особенностей человека как звена систем управления, этой проблеме посвящен ряд работ представленных в разд. 1.2.

3.5 Обобщенная математическая модель автоматизированного автогрейдера

Поставленные в работе задачи требуют разработки обобщенной динамической структурной схемы автоматизированного автогрейдера. Разработанная структурная схема представлена на рис. 3.14, где 1 – блок, имитирующий передний мост автогрейдера; 2 и 3 – блоки, имитирующие соответственно правый и левый балансир; 4 – блок системы ССО; 5 – блок, имитирующий реакцию грунта при копании.

Особенности обобщенной динамической структурной схемы автоматизированного автогрейдера состоят в следующем. В процессе проведения планировочных работ автогрейдер производит копание и перемещение грунта. При этом на автогрейдер действует реакция грунта копанию и перемещению, которая имеет случайный характер, а также зависит от величины срезаемой стружки. Таким образом в обобщенной структурной схеме необходима связь блоков, формирующих реакцию грунта и вертикальную координату средней точки отвала у. Используя характерный для систем типа «Профиль» способ управляющего воздействия на РО при изменении угла перекоса РО g, структурная схема изменяет вертикальную координату средней точки отвала у.

Обозначения на схеме соответствуют принятым в разд. 3.3–3.5.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 3.14. Обобщенная динамическая структурная схема автоматизированного автогрейдера

В работе использовалась статистическая модель микрорельефа грунта по которому движется автогрейдер. Эта модель позволила разработать алгоритм и программу цифровой реализации на ЭВМ с использованием рекурентных уравнений псевдослучайного профиля.

На основе предложенной расчетной схемы и принятых допущений разработана математическая модель автогрейдера, позволившая выявить функциональные зависимости его основных параметров.

Принятая в работе математическая модель реакции грунта на РО включает в себя компоненты вектора реакции грунта и стохастические составляющие, представленные корреляционными функциями.

Математическая модель системы управления автогрейдера отражает динамические свойства маятникового датчика, блока управления и исполнительного гидропривода.

Разработанная обобщенная структурная схема автоматизированного автогрейдера отражает наиболее общие свойства существующих и перспективных конструкций автогрейдеров и их систем управления. Она позволяет на ее основе решать задачи анализа и синтеза систем управления автогрейдером.

4. Выявление основных закономерностей системы управления РО автогрейдера

Исследования проводились на математических моделях микрорельефа грунта, автогрейдера, системы управления рабочим органом. Для реализации численных значений вертикальных координат анализируемого микрорельефа с заданными параметрами корреляционной функции использовалась программа SOIL, блок-схема которой представлена на рис. 3.1. Входными параметрами этой программы являются коэффициенты затухания a к и периодичности b к корреляционной функции, среднеквадратичное отклонение s микрорельефа моделируемого грунта, шаг h дискретности времени, интервал усреднения МС и число точек N сглаженного профиля, а выходными параметрами вертикальные координаты микрорельефа грунта по правой и левой колее движения автогрейдера. Для описания автогрейдера использовалась программа GRADER реализующая обобщенную динамическую модель автоматизированного автогрейдера структурная схема которой, представлена на рис. 3.14. Она включает в себя уравнения геометрической связи автогрейдера с учетом динамических колебаний, сопротивление копанию и модель системы стабилизации РО. Выходными параметрами являются вертикальные координаты центральной точки режущей кромки РО y, крайних точек режущей кромки РО yП и yЛ, что фактически является вертикальными координатами формируемого микрорельефа. Статистическая обработка данных проводилась с помощью подпрограммы SKO, вычисляющей среднеквадратичное отклонение данных от заданного значения.

Размеры автогрейдера принимались фиксированными и соответствующими табл. 4.1.

Таблица 4.1. Численные значения параметров автогрейдера при экспериментах

№ п/п

Параметр

Численные значения

Единицы измерения
1

L2

2.45

м
2

Lxp

4.95

м
3

Lp

1.85

м
4

L4

1.85

м
5

Lт

3.34

м
6

Lот

4.80

м

4.1 Погрешности показаний датчика системы стабилизации отвала автогрейдера в поперечной плоскости от места установки датчика и угла захвата рабочего органа

Основным источником информации ССО автогрейдера в поперечной плоскости является маятниковый датчик, установленный на автогрейдере. В большинстве серийно выпускаемых ССО маятниковый датчик устанавливается на тяговой раме или отвале автогрейдера. Известны исследования, в которых с различных позиций, в зависимости от поставленных в работе задач, проанализированы места установки маятниковых датчиков, их статические и динамические погрешности, доказана необходимость коррекции показаний датчика, установленного на отвале, в зависимости от положения тяговой рамы и угла захвата РО. Однако, в предшествующих исследованиях отсутствует анализ величины погрешности маятникового датчика в зависимости от места его установки и не показаны пути достижения более достоверной оперативной информации о фактическом поперечном уклоне формируемого земляного полотна.

Для решения поставленных в работе задач на основе предложенной математической модели автогрейдера были проведены исследования погрешности показаний маятникового датчика, зависящие от места установки датчика и угла захвата РО. Исследования проводились на математической модели автогрейдера, в которой была отключена ССО. Под правое переднее колесо автогрейдера с вертикальной координатой Y1п подавалось единичное ступенчатое воздействие, равное 0,1 м. РО не вынесен в сторону. РО формирует профиль по всей колее. «Реальным профилем» в момент времени t считался уклон gреал поперечного сечения сформированного полотна, проходящего через точку, максимально приближенную к задним колесам автогрейдера.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 4.1. Поперечный угол наклона gреал «реального» профиля

На рис. 4.2–4.16 в качестве примера приведены переходные процессы перемещения характерных точек автогрейдера таких, как средняя точка отвала Y и крайние точки отвала Yл и Yп, а также угол поперечного уклона сформированного земляного полотна и показания «идеального» датчика при различных углах захвата РО j, в различных местах установки датчика. При этом скорость автогрейдера была фиксирована и составляла V=1 м 53,691818 с.

На рис. 4. 18,4.19 в качестве примера приведены функциональные зависимости, построенные для численных значений корреляционных функций, приведенных в табл. 4.2.

Таблица 4.2. Численные значения параметров корреляционных функций микрорельефа

№

Анализируемый

Численные значения
п/п

параметр

aк, с-1

bк, с-1

sк, 10-2 м
1

aк

0,05–1,00

1,35

5,0
2

bк

0,77

0,1–2,0

5,0
3

sк

0,77

1,35

1–20

Из рис. 4.18 видно, что для принятых интервалов параметров коэффициент KY практически не зависит от численных значений параметров апроксимирующей корреляционной функции микропрофиля.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 4.18. Зависимости KY от параметров корреляционных функций микропрофиля sк, aк и bк.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 4.19. Зависимости Kg от параметров корреляционных функций микропрофиля: 1 – то sк; 2 – от aк; 3 – от bк.

Коэффициент Kg также практически не зависит от численных значений sк. На рис. 4. 19,2 в качестве примера представлена зависимость Kg от aк. Функциональная зависимость Kg от коэффициента bк представлена на рис. 4. 19,3, она имеет вид линии близкой к прямой и отражает прямопропорциональную зависимость.

Исходя из выше сказанного можно сделать вывод, что планирующие свойства автогрейдера в продольной плоскости не зависят от параметров корреляционных функций, описывающих микрорельеф обрабатываемой поверхности. В поперечной плоскости планирующие свойства автогрейдера при j № 90° существенно зависят от коэффициентов aк и bк. Причем, с их увеличением Kg увеличивается при прочих равных условиях. Это объясняется тем, что при j № 90° вертикальное перемещение режущей кромки отвала формирует «косую ступень» в обрабатываемом грунте, которая в свою очередь при наезде на нее задних колес приводит к перекосу автогрейдера.

4.3 Влияние угла захвата РО автогрейдера на планировочные свойства

Планировочные свойства автогрейдера в данной работе оценивались коэффициентами передачи в поперечной Кg и продольной КY плоскостях.

Был проведен машинный эксперимент для определения зависимости коэффициента Kg от угла захвата j. Был смоделирован процесс наезда передних колес автогрейдера на ступень различной высоты, при этом sY соответственно равен высоте ступени. Анализ результатов машинного эксперимента показал, что коэффициент передачи Кg при детерминированном воздействии не зависит от величины единичной ступени и определяется только углом захвата j.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 4.20 Зависимость Kg от угла захвата j.

На рис. 4.20 в качестве примера представлен график зависимости Kg от угла захвата j, при наезде на ступень высотой 0.1 м.

Анализ полученной зависимости показал, что при увеличении угла захвата j величина влияния перемещений передних колес на поперечный угол сформированного грунта уменьшается и при значениях угла близких к 90o стремится к нулю. Таким образом при j=90o автогрейдер в поперечной плоскости является устойчивой системой.

В работе было также проанализировано влияние угла захвата j на коэффициент KY. На рис. 4.21 представлена зависимость коэффициента KY от угла захвата j.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 4.21. Зависимость планирующих свойств автогрейдера, определяемых коэффициентом KY, от угла захвата j

Как видно из функциональной зависимости, угол захвата jпрактически не влияет на планировочные свойства автогрейдера в продольной плоскости.

4.4 Анализ влияния основных параметров ССО и гидропривода на планировочные свойства автогрейдера

Анализ влияния параметров ССО и гидропривода на планировочные свойства автогрейдера в продольной плоскости достаточно подробно рассмотрен в работе. В данной работе целесообразно провести исследования влияния параметров ССО и гидропривода на планировочные свойства автогрейдера в поперечной плоскости. В качестве основных параметров ССО и гидропривода принимались tгид – запаздывание в гидросистеме, сек; A2 — ширина зоны нечувствительности системы, рад; w – скорость изменения угла перекоса отвала, сек-1.

При анализе использовалась математическая модель автогрейдера, которая приведена в гл. 3. При решении задач анализа варьируемые параметры исследовались в широком диапазоне, соответствующем существующим и перспективным моделям машин. В качестве примера представлены графические зависимости для численных значений параметров, приведенных в табл. 4.3.

Таблица 4.3. Значения варьируемых параметров

Варьируемые параметры
tгид, сек

А2 рад

w, сек-1
Значения параметров

0,1;

0,2;

0,3

0,0005;

0,003;

0,007

0…0,1

В качестве исходного принимался профиль, описываемый по правой и левой колее движения корреляционными функциями:

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Критерием качества планировочной характеристики автогрейдера принимался коэффициент передачи вертикальных возмущений обрабатываемого грунта на поперечный уклон формируемого профиля Кg.

Используя этот коэффициент, было установлено, что наилучшие планировочные свойства автогрейдера при Кg®0.

Блок-схема алгоритма анализа влияния скорости изменения угла перекоса отвала w на планировочные свойства автогрейдера представлена на рис. 4.22, где GRADE – программа реализующая обобщенную динамическую структурную схему автогрейдера, представленную на рис. 3.14.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 4.22. Блок-схема алгоритма анализа влияния скорости w на Кg.

Графики зависимости Кg от w для различных значений запаздывания и ширины зоны нечувствительности приведены на рис. 4.23–4.25. Анализ графиков показал, что между исследуемыми параметрами ССО существует взаимозависимость. При выполнении неравенства Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления наблюдается возрастание значений коэффициента передачи Кg, характеризующее неустойчивый режим работы ССО. В этом случае наблюдается, так называемое, «перерегулирование» системы. Анализ графиков на рис. 4.23–4.25 показывает, что минимальные значения коэффициента передачи Кg получается на границе ширины зоны нечувствительности для малых значений tгид, то есть, при Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления и смещаются к равенству Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления для больших величин запаздывания tгид, то есть, стремятся к середине ширины зоны нечувствительности.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 4.23. Зависимость Кg от w при t гид = 0,1 сек: 1 – при А2 = 0,007 рад; 2 – при А2 = 0,003 рад; 3 – при А2 = 0,0005 рад.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 4.24. Зависимость Кg от w при t гид = 0,2 сек: 1 – при А2 = 0,007 рад; 2 – при А2 = 0,003 рад; 3 – при А2 = 0,0005 рад.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 4.25. Зависимость Кg от w при t гид = 0,3 сек: 1 – при А2 = 0,007 рад; 2 – при А2 = 0,003 рад; 3 – при А2 = 0,0005 рад.

Таким образом,

,

где k1 » 2 при t гид = 0,1 сек; k1 » 1 при t гид і 0,2 сек.

Величина запаздывания tгид обусловлена характеристиками гидропривода и поэтому является определяющей величиной для выбора остальных параметров ССО и гидропривода. Ширина зоны нечувствительности А2 накладывает ограничения на рабочие скорости изменения угла перекоса отвала.

Повышение скорости изменения угла перекоса отвала ведет к улучшению планировочных характеристик, однако увеличение А2 уменьшает точность обработанного грунта. Поэтому нахождение рациональной величины ширины зоны нечувствительности А2, связанной с максимальной скоростью изменения угла перекоса отвала, представляет практический интерес.

Был проведен машинный эксперимент для нахождения минимальных значений коэффициента передачи Кg при варьировании скорости изменения угла перекоса отвала и ширины зоны нечувствительности. В качестве примера на рис. 4.27–4.29 представлены графические зависимости для варьируемых параметров, численные значения которых приведены в табл. 4.4. Блок-схема алгоритма анализа влияния ширины зоны нечувствительности А2 на коэффициент Kg и w представлена на рис. 4.26.

Таблица 4.4. Значения варьируемых параметров

Варьируемые параметры
А2, рад

DА2, рад

w, сек-1

t гид, сек
Значения параметров

0…0,01

0,0001

0…0,1

0,1; 0,2; 0,3

Для каждого значения ширины зоны нечувствительности А2 при различном времени запаздывания t гид находилось минимальное значение коэффициента передачи Кgmin и определялось рациональное значение скорости изменения угла перекоса отвала w. Анализ графиков на рис. 4.27–4.29 показывает, что для ширины зоны нечувствительности имеет место определенное максимальное значение , выше которого применение системы автоматического управления нецелесообразно.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 4.26. Блок-схема алгоритма анализа влияния ширины зоны нечувствительности А2 на коэффициент Kg и w

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 4.27. Зависимости коэффициента Кgmin и скорости изменения угла перекоса отвала w от ширины зоны нечувствительности А2 при запаздывании гидропривода tгид = 0,1 сек: 1 – скорость w; 2 – коэффициент Кgmin

Анализ рис. 4.27–4.29 показал, что существуют интервалы рациональных значений скорости изменения угла перекоса отвала w. Этот анализ подтверждает выражение.

Для определения при различных значениях среднеквадратичного отклонения вертикальных координат исходного микрорельефа был проведен машинный эксперимент. В качестве примера на рис. 4. 31,4.32 представлены графические зависимости для варьируемых параметров, численные значения которых представлены в табл. 4.5.

Блок-схема алгоритма анализа зависимости коэффициента Kg и ширины зоны нечувствительности А2 от sисх представлена на рис. 4.30.

Таблица 4.5. Значения варьируемых параметров

Варьируемые параметры
sисх, м

А2 рад

DА2 рад

w, сек-1

tгид, сек
Значения параметров

0,0324;

0,0463;

0,0602

0…0,013

0,0001

0…0,1

0,1

Для каждого значения sисх и А2 было проварьировано значение w и определены минимальные значения Кg.

Результаты эксперимента представлены на рис. 4. 31,4.32. Анализ графиков подтверждает правомерность выражения.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 4.30. Блок-схема алгоритма анализа зависимости коэффициента Kg и ширины зоны нечувствительности А2 от sисх

Анализ графиков позволил сделать вывод, что рациональное значение ширины зоны нечувствительности зависит от sисх. Эта зависимость имеет линейный характер и может быть представлена в виде:

,

где k2 – коэффициент, зависящий от геометрических размеров автогрейдера.

На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

1. Для ССО в поперечной плоскости зона устойчивой работы определяется выражением , где k1 = – коэффициент, зависящий от tгид.

2. Для ССО в поперечной плоскости для получения наименьшего значения коэффициента передачи в поперечной плоскости Кg выявлены зависимости между запаздыванием в гидросистеме tгид, шириной зоны нечувствительности системы А2, скоростью изменения угла перекоса отвала w и величиной среднеквадратичного отклонения исходного профиля sисх.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 4.31. Зависимости коэффициента Кg от ширины зоны нечувствительности А2: 1 – при sисх1 = 0,0324 м; 2 – при sисх2 = 0,0463 м; 3 – при sисх3 = 0,0602 м.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 4.32. Зависимость ширины зоны нечувствительности А2 от sисх.

4.5 Обоснование структуры и алгоритмов функционирования перспективной ССО

Полную информацию о положении РО в пространстве можно получить, зная шесть параметров:

x – координату точки РО по оси OX;

y – координату точки РО по оси OY;

z – координату точки РО по оси OZ;

j – угол захвата РО;

g – угол поперечного наклона РО;

ap — угол резания.

Проанализировав процесс работы автогрейдера для ССО, можно выделить группу параметров, в наибольшей степени влияющих на точность формируемой поверхности грунта.

При формировании земляного полотна точность стабилизации РО является, по сути дела, точностью геометрических параметров формируемого земляного полотна. Учитывая СНиП, становится ясно, что важнейшими параметрами, определяющими точность земляного полотна, являются вертикальная координата y и поперечный уклон g, однако, возможно контролировать точность также по вертикальным координатам двух точек РО. ССО необходимо контролировать или вертикальную координату какой либо точки РО и поперечный уклон РО или вертикальные координаты двух точек РО.

Учитывая, что ССО в основном используются при планировочных и профилировочных работах, когда силы резания грунта не оказывают существенного влияния на точность обработки, углом резания можно в данном случае пренебречь.

В зависимости от угла выноса тяговой рамы b1 и угла перелома основной рамы a1 , меняется координата РО по оси ОZ, а также угол захвата РО j. Если не предстоит использование ССО при формировании и обработки откосов, значения a1 и b1 можно принять фиксированными, а изменение угла захвата РО j и координаты РО по оси OZ от этих углов не учитывать.

Для определения места на обрабатываемом участке, на котором произошло отклонение положения РО от заданного значения, необходимо также располагать координатой какой-либо точки отвала на плоскости, то есть координатой z и х. При формировании земляного полотна дороги, когда не ставится задача обеспечения ведения машины по заданному курсу и автогрейдер двигается по сформированному земляному полотну, достаточно располагать координатой по оси ОХ, или, иными словами, определять пройденный путь.

Учитывая выводы, сделанные в п. 4.3, для эффективной работы ССО необходимо знание угла захвата РО j.

Исходя из вышесказанного, можно выделить следующую группу параметров, характеризующих положение РО для ССО:

y – вертикальная координата центра режущей кромки РО;

g – поперечный угол наклона режущей кромки РО;

x – координата по оси ОХ от точки отсчета до центра режущей кромки РО;

j – угол захвата РО.

В разделе 4.4. было показано, что динамические свойства гидропривода оказывают существенное влияние на качество обработки грунта. Важнейшими параметрами, которые необходимо учитывать при синтезе ССО, являются: время запаздывания гидропривода tгид и скорость перемещения штока гидроцилиндра w. Оба эти параметра оказывают значительное влияние на выбор ширины зоны нечувствительности ССО.

Параметры гидропривода могут изменяться в зависимости от температуры окружающей среды, температуры и кавитации рабочей жидкости, износа элементов гидропривода и др. Учитывая это обстоятельство, в перспективных ССО целесообразно предусмотреть возможность периодического измерения параметров гидропривода и корректировки параметров ССО.

Особенность конструкции автогрейдера состоит в том, что колеса заднего моста воспринимают все неровности, сформированные отвалом, что в свою очередь приводит к перемещению автогрейдера, а вместе с ним и к изменению пространственного положения РО.

Существующие ССО не обеспечивают своевременного формирования управляющих воздействий, направленных на стабилизацию пространственного положения отвала. В перспективных ССО это можно обеспечить за счет формирования упреждающего управляющего воздействия. Для этого целесообразно обеспечить «запоминание» вертикальных координат неровностей микрорельефа, сформированного отвалом, и с учетом времени транспортного запаздывания наезда задними колесами на эти неровности, динамических характеристик гидропривода, угла захвата РО, создающего «косую» ступень, формировать упреждающие воздействия на гидропривод. При первом проходе по обрабатываемому участку перспективная ССО, обладающая памятью, может обеспечить компенсацию возмущающего воздействия со стороны микрорельефа на задние колеса автогрейдера.

При последующих проходах автогрейдера по обрабатываемому участку информация о микрорельефе, заложенная в память перспективной ССО, может быть использована и для компенсации возмущающих воздействий со стороны микрорельефа на передние колеса автогрейдера.

Перспективная ССО должна предоставлять механику-водителю не только оперативную информацию о геометрических параметрах формируемого земляного полотна в конкретный момент времени в конкретной точке трассы, но и статистическую оценку всего обрабатываемого участка, а также определять участки, на которых необходимо провести дополнительную обработку.

Это возможно реализовать в перспективных ССО за счет создания блоков индикации оперативной информации, а также обеспечения вывода на индикацию статистических характеристик микрорельефа как на всем обрабатываемом участке, так и на отдельных участках трассы.

Располагая такой ССО, автогрейдер может выполнять функции профилирографа, автоматического нивелира или, иными словами, автоматического устройства, обеспечивающего измерение и регистрацию геометрических параметров дорожного полотна.

4.6 Варианты перспективных ССО

Общими требованиями к перспективным ССО является: необходимость предоставления механику-водителю как оперативной, так и статистической информации об обрабатываемом участке, а также формирование упреждающих воздействий на РО на основе накопленной информации о геометрических параметрах земляного полотна.

Технически это может быть реализовано в настоящее время за счет введения в ССО блоков индикации, блоков оперативной памяти и специальных алгоритмов обработки информации.

Одним из вариантов перспективных ССО может служить система, обеспечивающая стабилизацию продольного и поперечного профиля формируемого грунта.

Такая ССО должна располагать, как минимум, четырьмя информационными параметрами: двумя вертикальными координатами разных точек РО yл и уп или вертикальной координатой точки РО у и поперечным углом наклона режущей кромки РО g; углом захвата РО j; пройденным путем от точки отсчета x.

Для расчетной схемы, представленной на рис. 4.33, одним из алгоритмов функционирования такой системы может служить алгоритм, представленный на рис. 4.34, где для формирования управляющего воздействия, необходимо произвести ряд вычислений:

определить расстояние между точками РО по оси ОХ

хро = L2 ctg j;

вычислить расстояние по левой колее от РО до передних колес балансирной тележки:

хл = L1 — Lт — — хро2;

определить путь, который проходит автогрейдер за время задержки гидропривода:

хгид = tгид V;

Динамические характеристики машин для использования в математических моделях определялись путем обработки осциллограмм переходных процессов, полученных при подаче единичных ступенчатых воздействий на элементы ходового оборудования.

Таблица 5.1. Численные значения параметров автогрейдера при экспериментах

№ п/п

Параметр

Численные значения

Единицы измерения
1

L2

2.45

м
2

Lxp

4.95

м
3

Lp

1.85

м
4

L4

1.85

м
5

Lт

3.34

м
6

Lот

4.80

м

На рис. 5.2 в качестве примера приведены переходные процессы, записанные на автогрейдере ДЗ 122А при сбрасывании правого переднего колеса балансирной тележки, предварительно поднятого на 0,04 м, что находится в пределах упругости пневматиков.

Полученные из осциллограмм переходного процесса периоды и параметры затухания подставлялись в математическую модель. Величины коэффициентов Т3 и Т4 передаточных функций автогрейдера составляют Т3 = 0,063 и Т4 =0,16.

5.3 Оценка адекватности математических моделей

Важнейшим условием правомерности выводов, полученных при исследовании на математической модели, является ее способность отображать с необходимой точностью характеристики исследуемого процесса или объекта при изменении его параметров и внешних воздействий, то есть адекватность математической модели исследуемому объекту или явлению.

Адекватность подтверждается сравнением результатов, полученных расчетным путем с помощью математической модели, с экспериментальными данными, расхождение между которыми для решения поставленных в работе задач не должно превышать 10–18.

Желательна поэлементная проверка адекватности отдельных элементов и подсистем, на которые может быть разбита сложная динамическая система.

5.3.1 Оценка адекватности математической модели микрорельефа

Как было указано в п. 1.2.3. в настоящее время накоплен обширный материал, описывающий статистические свойства различных типов грунтовых поверхностей. При оценке адекватности математической модели микрорельефа целесообразно произвести выбор корреляционной функции, описывающей микрорельеф, а затем провести сравнение параметров aк,bк,sк корреляционной функции полученной математической реализации с соответствующими параметрами реального микрорельефа.

На рис. 5.3 представлен алгоритм подтверждения адекватности математической модели микрорельефа грунта, а в табл. 5.2 – результаты сравнения статистических параметров реального и смоделированного микрорельефа.

Таблица 5.2. Статистические параметры микрорельефа

Параметр

Реальный микрорельеф

Смоделированный микрорельеф

расхождения
aк, с 1

0,77

0,836

8,6
bк, с 1

1,35

1,477

9,4
sк, м

0,022

0,024

8,8

Из табл. 5.2 видно, что расхождения по коэффициенту затухания aк, коэффициенту периодичности bк и среднеквадратическому отклонению sк не превышает 10.

5.3.2 Оценка адекватности математической модели автогрейдера

Адекватность статической модели автогрейдера, реализуемой на ЭВМ по программе GRADER в соответствии с алгоритмом, структурная схема которого приведена на рис. 3.9, оценивалась по вертикальному перемещению правой крайней точки режущей кромки отвала yп при подаче детерминированного воздействия под элементы ходового оборудования.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 5.4. Вертикальное перемещение крайней правой точки режущей кромки отвала при подъеме правого переднего колеса балансирной тележки: 1 – теоретическая; 2 – экспериментальная зависимость

На рис. 5.4 в качестве примера приведен график вертикального перемещения правой крайней точки режущей кромки отвала yп при подъеме правого переднего колеса балансирной тележки автогрейдера. При расчете геометрические параметры автогрейдера принимались соответствующими автогрейдеру ДЗ 122А. Угол захвата отвала j=60o. Высота подъема изменялась от 0 до 0.1 м. Анализ расчетной зависимости показал, что она достаточно близко совпадает с экспериментальной, полученной в результате натурных испытаний. Относительная ошибка соответствия математической модели ее оригиналу не превышает 4.

Адекватность динамического математического описания автогрейдера была оценена сравнительным анализом поперечных угловых колебаний тяговой рамы. Угол наклона тяговой рамы является важной координатой, определяющей поперечный уклон дорожного полотна. На риc.5.5 приведены переходные процессы угла поперечного наклона тяговой рамы, где 1 – расчетный переходный процесс, полученный при решении численным методом системы уравнений указанной в разд. 3, для исходных данных соответствующих автогрейдеру ДЗ 122А при j=60o; 2 – переходный процесс, полученный экспериментальным путем при освобождении правого переднего колеса балансирной тележки, предварительно приподнятого на 0.04 м. Анализ переходных процессов показал, что они имеют сложную динамическую природу и, как указано в работе, могут быть аппроксимированны выражением

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления,

где gо – начальная ордината; To – период колебаний;  – коэффициент затухания аппроксимирующей кривой.

Достигнутая сходимость теоретических и экспериментальных переходных процессов достаточна для решения поставленных в работе задач.

Повышение производительности автогрейдера, выполняющего планировочные работы, совершенствование системы управления

Рис. 5.5. Фрагмент переходного процесса колебаний тяговой рамы автогрейдера: 1 – теоретическая; 2 – экспериментальная зависимость

5.4 Описание ССО в поперечной плоскости с устройством индикации

При проведении планировочных работ человек, работающий даже на автоматизированном автогрейдере с использованием серийных систем управления, руководствуется своим глазомером для контроля достижения заданных геометрических параметров земляного сооружения. Для более точного контроля необходима работа нивелировщиков. Таким образом количество проходов автогрейдера по обрабатываемому участку даже автоматизированного автогрейдера определяется квалификацией обслуживающего персонала и является субъективной оценкой. Возникла необходимость разработки системы управления РО автогрейдера, дающей оперативную информацию о качестве планировочных работ, в процессе их проведения. Это позволит исключить необоснованные повторные проходы автогрейдера по обрабатываемому участку, что повысит производительность планировочных работ.

На основе изложенных в п.п. 4.1–4.4 исследований и предложенных алгоритмов работы ССО разработана система предназначенная для стабилизации РО автогрейдера в поперечной плоскости с использованием устройства индикации. Разработаны системы с различными типами УИ, в виде стрелочных и шкальных индикаторов. УИ представляет человеку-оператору оперативную информацию о величине отклонения поперечного уклона РО от заданного значения.

Система включает в себя блок управления, датчик поперечного уклона, вспомогательное гидрооборудование.

Система использует датчик поперечного уклона и вспомогательное гидрооборудование, устанавливаемые на серийных автогрейдерах.

Блок управления представлен на рис. 4.37 и устанавливается в кабине автогрейдера. Он может иметь УИ двух типов. Значение заданного уклона устанавливается задающим потенциометром, выведенным на лицевую панель, и при выполнении планировочных работ его можно регулировать.

Разработанные системы были испытаны и получили внедрение в производственных условиях. Система со стрелочной индикацией внедрена в ТОО «Касли-дорремстрой» г. Касли Челябинской области, а система со шкальной индикацией в АО «Омскагропромдорстрой» г. Омск. При испытаниях было достигнуто повышение производительности на 15–20% за счет исключения ненужных повторных проходов по обрабатываемому участку.

5.5 Описание ССО в поперечной плоскости и с устройством индикации

При проведении планировочных работ человек, работающий даже на автоматизированном автогрейдере с использованием серийных систем управления, руководствуется своим глазомером для контроля достижения заданных геометрических параметров земляного сооружения. Для более точного контроля необходима работа нивелировщиков. Таким образом количество проходов автогрейдера по обрабатываемому участку даже автоматизированного автогрейдера определяется квалификацией обслуживающего персонала и является субъективной оценкой. Возникла необходимость разработки системы управления РО автогрейдера, дающей оперативную информацию о качестве планировочных работ, в процессе их проведения. Это позволит исключить необоснованные повторные проходы автогрейдера по обрабатываемому участку, что повысит производительность планировочных работ.

На основе изложенных в п.п. 4.1–4.4 исследований и предложенных алгоритмов работы ССО разработана система предназначенная для стабилизации РО автогрейдера в поперечной плоскости с использованием устройства индикации. Разработаны системы с различными типами УИ, в виде стрелочных и шкальных индикаторов. УИ представляет человеку-оператору оперативную информацию о величине отклонения поперечного уклона РО от заданного значения.

Система включает в себя блок управления, датчик поперечного уклона, вспомогательное гидрооборудование.

Система использует датчик поперечного уклона и вспомогательное гидрооборудование, устанавливаемые на серийных автогрейдерах.

Блок управления представлен на рис. 4.37 и устанавливается в кабине автогрейдера. Он может иметь УИ двух типов. Значение заданного уклона устанавливается задающим потенциометром, выведенным на лицевую панель, и при выполнении планировочных работ его можно регулировать.

Повышение производительности планировочных работ при применении предложенной ССО и УИ ожидается около 15–20%.

Реферат: Психологические особенности эффективного управления

Введение

Умение принимать решения особенно важно в быстро меняющемся нестабильном мире, где человек постоянно и вынужденно находится в ситуации выбора. В современных условиях умение принимать решение зависит от актуализации использования инициативы и ресурсов творческого Я, поиска новаторских и креативных решений, поиска возможных вариантов решения как развитие способности к антиципационной состоятельности.

В настоящее время имеется цикл работ, посвященный разработке системного подхода к изучению проблемы принятия решений: Б.Ф. Ломов, А.Ю. Козелецкий, Т.В. Корнилова, С.Г. Скотникова, Я.А. Пономарев, Г.Ч. Кунрютер и др.

Стратегии решения профессиональных проблем

Наше исследование направлено на решение одного из частных случаев данной проблемы, а именно изучение стратегий решения профессиональных проблем в зависимости от уровня развития творческого Я и успешности в профессиональной деятельности.

Целью нашего исследования было изучение влияния уровня развития творческого Я на стратегии решения профессиональных проблем «успешных» и «неуспешных» руководителей.

Объектом данного исследования являются стратегии решения профессиональных проблем руководителями в ситуации предъявления им профессиональных требований.

Предметом — взаимосвязь стратегий решения профессиональных проблем «успешных» и «неуспешных» руководителей с уровнем развития творческого Я.

Гипотеза исследования состояла в предположении, что стратегии решения профессиональных проблем определяются уровнем развития творческого Я.

В качестве испытуемых выступали руководители учреждений г. Казани, среди которых 37женщин и 30 мужчин в возрасте от 30 до 45 лет. Общий объем выборки составил 67 человек.

Методы и методики. Для выявления «успешных» и «неуспешных» руководителей использовались: метод экспертных оценок и метод анкетного (авторская разработка).

Для определения творческого потенциала использовался опросник на определение творческого потенциала неизвестного автора. Для изучения креативности — невербальной креативности — методика Е. Торренса и вербальной креативности методика С. Медника, адаптированы А.Н. Ворониным. На выявление факторов принятия решений — опросник «Личностные факторы принятия решений» (ЛФР – 25) Т.В. Корниловой. Для определения особенностей решения профессиональных проблем — «Опросник поведения и переживания, связанного с работой» (AVEM) — разработан У. Шааршмидтом и А. Фишером.

Достоверность результатов сравнения средних значений показателей оценивалась с помощью t-критерия Стьюдента. Также при обработке полученных данных использовался корреляционный и качественный анализы.

На первом этапе были определенны группы руководителей в зависимости от успешности и продуктивности их профессиональной деятельности. Менее успешных руководителей мы отнесли к группе «неуспешных», более успешных к «успешным».

На втором этапе определялись и анализировались различия в креативности и творческом потенциале руководителей в двух группах. Результаты показали, что средние значения показателей оригинальности и уникальности по невербальной и вербальной креативности выше у успешных руководителей (tэмп =3,29 при p<0,01 и tэмп =3,92 при p<0,01). Из этого следует, что в группе «успешных», более развито словесное творческое мышление и изобразительное творческое мышление.

При анализе данных, полученных в результате проведения методики Т.В. Корниловой (ЛФР -25) оказалось, что результаты группы «успешных» испытуемых по показателю готовность к риску выше аналогичных показателей испытуемых «неуспешных». Это, значит что руководители с успешной профессиональной деятельностью, более склонны к актуализации своего интеллектуального и личностного потенциала при принятии решений в условиях неопределенности, нежели руководители с менее успешной профессиональной деятельность.

На следующем этапе исследования перед нами стояла задача изучить особенности стратегий решений профессиональных проблем «успешных» и «неуспешных» руководителей в ситуации предъявления им профессиональных требований. В результате полученных данных оказалось, что почти по всем категориям, таких сфер как профессиональная активность, психологической устойчивости и стратегии преодоления профессиональных проблем, эмоциональный настрой на профессиональную деятельность, «успешные» руководители так же имеют высокие показатели. Только в сфере психологической устойчивости и стратегия преодоления профессиональных проблем в категории тенденции отказа в ситуации неудач группа «неуспешных» имеет высокие средние значения. Полученные данные говорят нам о том, что руководители с успешной профессиональной деятельностью способны к решению трудных проблем, придают работе высокое (но не экстремальное) значение, контролирующие собственные энергетические затраты. Отличается конструктивным способом преодоления ситуаций неудач и поражений, которые рассматриваются субъектом как стимул для поиска активных стратегий их преодоления. Руководители же с менее успешной профессиональной деятельностью, напротив, характеризуются низким субъективным значением деятельности, низкой стрессоустойчивостью, средним уровнем энергетических затрат и профессиональных притязаний, выраженной склонностью к сохранению дистанции по отношению к профессиональной деятельности, удовлетворенностью своего труда.

Диагностика особенностей психологического контакта персонала

Современная организационная жизнь характеризуется высокой динамичностью деятельности персонала организаций и мобильностью организационных структур, связанной с постоянным изменением решаемых задач и трудовых отношений. Эти изменения трудно зафиксировать в должностных инструкциях и правовых документах, в результате чего т.н. «психологический контракт» между исполнителем и работодателем становится важным регулятором взаимоотношений между сотрудником и организацией.

Понятие психологического контракта является относительно новым и мало разработанным в психологических исследованиях. Вместе с тем, оно непосредственно связано с анализом эффективности трудовых отношений и должно рассматриваться в более общем контексте регуляции совместной деятельности персонала организаций, в частности, с точки зрения типа организационной культуры. Психологический контракт определяется как воспринимаемый сотрудником комплекс взаимных и официально не зафиксированных правил и ожиданий, существующих между работником и работодателем (Lee, Faller, 2005). На его основе формируются трудовые установки сотрудников, которые влияют на организационное поведение персонала компании в целом. В существующих эмпирических исследованиях показано, что психологический контракт связан с мотивацией и приверженностью сотрудников организации (Lee, Faller, 2005). Это обеспечивает возможность более детальной проработки в специальных исследованиях вопроса о характерных проявлениях и содержательных особенностях психологических контрактов в различных организационных культурах и на этой основе — разработки адекватных методических средств для анализа их взаимоотношений. На данный момент верифицированные психодиагностические методики такого рода в русскоязычной психологической литературе отсутствуют. Этим объясняется актуальность разработки данной темы исследования, в практическом плане ориентированного на создание верифицированной и апробированной инструментальной базы для диагностики особенностей данного комплексного психологического феномена.

Зарубежные исследователи (Rousseau и Tijoriwala) выделяют 3 аспекта изучения феномена психологического контракта:

1. Исследования, ориентированные на выявление особенностей психологического контракта (feature-oriented) – например, психологический контакт может быть краткосрочным или долгосрочным, имплицитным или эксплицитным, «деловым» (ориентированным на денежный обмен) или «родственным» (ориентированным на долгосрочные социальные связи и приверженность организации).

2. Исследования, ориентированные на изучение содержания психологического контракта (content-oriented) – выявление воспринимаемых сотрудником взаимных обязательств, существующих между ним и работодателем (например, предоставление возможности для обучения, разнообразие рабочих задач, гибкий график работы, неразглашение коммерческой тайны, сверхурочная работа и т.п.)

3. Исследования, ориентированные на изучение выполнения психологического контракта – выявление воспринимаемой работником степени выполнения, изменения или нарушения психологического контракта (Freese, Schalk, 2006).

В зарубежной литературе существует большое количество исследований как всего комплекса вышеперечисленных аспектов рассмотрения феномена психологического контракта, так и его отдельных сторон. Наиболее популярным методом исследования психологического контракта является использование опросников. За последние 10 лет было разработано большое количество опросников, посвященных измерению различных сторон психологического контракта. Однако на данный момент не существует единого общепринятого инструмента диагностики данного феномена (Freese, Schalk, 2006).

В связи с необходимостью создания комплексной инструментальной базы для диагностики особенностей, содержания и выполнения психологического контракта были выбраны 2 опросника, в совокупности, выявляющие все вышеперечисленные аспекты данного феномена. Так, опросник Паркса (Parks), Киддера (Kidder), Галлахера (Gallacher) направлен на диагностику особенностей психологического контракта. Авторы выделяют следующие шкалы – гибкость (flexibility), сфера охвата (scope), ясность (tangibility), направленность (focus), временная перспектива (time frame), детализация (particularism), волевое управление (volition), возможность устроиться на работу (employability) (Parks, Kidder, Gallacher, 2008). Опросник PCI, разработанный Д. Руссо (D. Rousseau), измеряет одновременно содержание и выполнение психологического контракта (Rousseau, 2009).

Диагностика содержания психологического контракта включает в себя следующие шкалы – краткосрочность (short-term), лояльность (loyalty), узость (narrow), поддержка выполнения работы (performance support), развитие (development), внешняя конкурентоспособность (external marketability), стабильность (stability). Каждая из этих шкал представлена дважды – сначала она выявляет, в какой степени, в представлении работника, данные обязательства были обещаны ему работодателем, а во второй раз, наоборот, в какой степени он сам давал такие обещания работодателю. Выполнение психологического контракта также выявляется применительно к обеим сторонам – выполнение своих обязательств работником и работодателем. Также опросник содержит 3 шкалы, описывающие отношение работодателя к работнику (Rousseau, 2009).

Таким образом, использование обоих опросников позволит проводить комплексную диагностику психологического контракта сотрудников организации. В связи с отсутствием русскоязычных методик такого рода, представляется актуальным и важным проведение дальнейшей работы по переводу, адаптации и апробации выбранных методик диагностики психологического контракта.

Специфика психологической готовности менеджеров к работе

В настоящее время многие физкультурно-спортивные организации (ФКСО) осуществляют преобразования в формах, методах и стратегиях управления. Необходимость преобразований вызвана существующей социально-экономической ситуацией, которая предъявляет высокие требования к ускорению адаптации современных организаций к быстро меняющимся условиям жизнедеятельности и к повышению конкурентоспособности.

Исследователи отмечают, что рынок физической культуры и спорта — это рынок услуг социального характера, который подчиняется законам рынка, но имеет и свои особенности: высокий динамизм; чувствительность к рыночной конъюнктуре; своеобразие процесса оказания услуг, связанное с личным контактом производителя и потребителя, неопределенностью результата во многих ситуациях, особым социальным значением данной сферы (сохранение здоровья нации).

С целью диагностики психологической готовности будущих менеджеров к работе в коммерческих ФКСО проведено исследование, в котором приняли участие 50 студентов факультета ФКС ННГУ им.Н.И. Лобачевского, осуществляющего подготовку управленческих кадров физкультурно-спортивной сферы. В исследовании использованы методика диагностики мотивационной структуры личности В.Э. Мильмана; адаптированная методика «Конфликтные ситуации» Л.Н. Захаровой, контент-анализ сочинений студентов на тему «Я – менеджер ФКС».

В концептуальную модель профессиональной деятельности ПГ-студентов входят представления о целях управленческой деятельности, заключающихся в победе на рынке ФКС-услуг на основе конкурентных действий и достижений, обретения новых ресурсов и решения проблем. Результат управленческой деятельности они видят в обладании уникальной новейшей фитнес-технологией или спортивной продукцией, лидерстве на рынке ФКС- услуг, достаточно высоком заработке как для менеджмента, так и для членов коллектива организации.

Концептуальная модель профессиональной деятельности ПнГ-студентов характеризуется представлениями о целях управленческой деятельности, заключающихся в сохранении стабильности, поддержании рентабельности, гуманных взаимоотношений в ФКСО, что наиболее адекватно требованиям профессиональной деятельности в бюджетных ФКСО.

При принятии решений операциональная составляющая готовности студентов обеих групп характеризуется выбором способа поведения с высокой степенью ответственности и низкой открытостью. Такой способ поведения более характерен для работы в рыночных условиях. Таким образом, проявляется несоответствие мотивационно-целевого и операционального компонентов психологической готовности студентов второй группы. В характеристике их психологической готовности мы видим мотивационную нацеленность на работу в условиях бюджетной организации, в то же время они показывают выбор способов поведения, характерных для деятельности в коммерческих ФКСО.

Диагностика регуляционной готовности показала высокую степень процессуальной рефлексии в обеих группах студентов (применения готовых и стереотипных средств). Ожидалось, что у ПГ-студентов будет наблюдаться высокая степень личностной рефлексии (осмысления ценностно-смысловых аспектов проблемы), что обеспечивает возможность креативного подхода к решениям в практических ситуациях. Но этого не произошло. Характеристики регуляционной готовности первой подгруппы студентов встали в противоречие с их показателями мотивационно-целевой готовности.

Приведение в соответствие всех компонентов психологической готовности студентов, адекватной требованиям работы в коммерческих ФКСО, стало целью разработки программы психологической подготовки спортивных менеджеров.

Разработанная программа успешно прошла апробацию на базе факультета ФКС ННГУ им. Н.И. Лобачевского и показала свою состоятельность в формировании полного обеспечения психологической готовности выпускников к работе в современных экономических условиях.

Организационная идентификация: разработка методики оценки

Результаты исследований последних 20 лет позволяют говорить о наличии устойчивой связи между уровнем организационной идентификации (ОИ) работников и множеством их аттитюдов и поведенческих проявлений, связанных с работой. В частности показано, что ОИ работников положительно связана с их удовлетворенностью работой, производительностью труда, включенностью в деятельность организации и отрицательно связана с намерением уйти из организации, абсентеизмом. Таким образом, ОИ является конструктом, с помощью которого можно объяснять и предсказывать поведение человека в организации, а это, в свою очередь, приводит к актуализации потребности в ее диагностике.

Несмотря на очевидную практическую значимость диагностики уровня идентификации работников со своей организацией, в отечественной организационной психологии и практике работы с организацией пока нет для этого надежных и валидных методических средств. В исследовательских и диагностических целях чаще всего используется простой перевод одной из двух популярных западных методик, которые в последнее время критикуются в отношении их содержательной и конструктной валидности. Данные обстоятельства ставят под сомнение оправданность адаптации данных англоязычных методик на российской выборке и заставляют инициировать работу по созданию новой методики оценки уровня ОИ. Целью данного исследования является попытка концептуализации ОИ и создания на е. основе методического средства для оценки ОИ.

Концептуализация ОИ. Основываясь на определениях, сформулированных в рамках разных подходов, можно выделить три аспекта ОИ: 1) связь индивида с организацией, основанную на восприятие работником себя как члена организации (самокатегоризация); 2) эмоциональную привязанность индивида к своей организации, значимость группового членства для индивида (эмоциональную привязанность); 3) интернализацию индивидом организационных характеристик (целей и ценностей), встраивание их в свою Я-концепцию (разделение организационных целей и ценностей). Результаты этнопсихологических исследований свидетельствуют о том, что принадлежность к группе необязательно предполагает положительную оценку этой группы и принадлежности к ней, поэтому, перенося эти результаты в организационный контекст, можно выделить еще один аспект ОИ – оценку работником факта своей принадлежности к организации (валентность идентификации). Таким образом, можно предположить, что ОИ представляет собой четырехкомпонентный конструкт, включающий в себя самокатегоризацию, валентность идентификации, эмоциональную привязанность, разделение организационных целей и ценностей.

Методика и процедуры исследования. Оценка психометрических свойств полученного опросника проводилась на выборке из 72 сотрудников трех медицинских организаций: двух государственных больниц (31 чел из одной и 9 чел из другой) и коммерческой организации, занимающейся оказанием медицинских услуг (32 чел). В выборку вошли врачи (31 чел), младший медицинский персонал (30 чел), вспомогательный персонал (7 чел). Из них 19 мужчин и 49 женщин. Средний возраст участников исследования составил 39.6 года (.=11.47), а средний стаж – 6.8 года (.=8.35). Оценивалась надежность (внутреннее постоянство шкал (коэффициент.-Кронбаха)) и валидность (проверка с помощью конфирматорного факторного анализа (КФА) согласованности структуры опросника с полученными эмпирическими данными (с помощью программы AMOS 7.0), оценка конвергентной валидности опросника посредством сравнения его результатов с результатами графической методики на ОИ (Shamir, Kark, 2004)) опросника.

Результаты. Было установлено, что все четыре шкалы показали умеренный уровень внутренней согласованности. По результатам КФА было установлено, что кроме пункта 9, все суждения имеют значимую связь (при p<0.01) с тем фактором, в который они входят. При этом были получены довольно высокие статистические показатели соответствия теоретической модели и эмпирических данных:.2 (48)=58.548 (p=0.142),.2/(df)=1.220, CFI=0.942, RMSEA=0.056. С целью улучшения модели данное суждение было исключено. При повторном КФА преобразованная модель показала еще. более высокие статистические показатели соответствия эмпирическим данным:.2 (38)=44.413 (p=0.220),.2/(df)=1.169, CFI=0.963, RMSEA=0.049. При этом удаление пункта 9 из шкалы «самокатегоризация» увеличило ее внутреннюю согласованность (коэффициент.-Кронбаха увеличился с 0.539 до 0.669).

Для проверки гипотезы о многокомпонентности конструкта ОИ статистические показатели соответствия четырехфакторной модели эмпирическим данным сравнивались с такими же показателями для однофакторной модели. Расч.ты показали, что однофакторная модель (.2 (44)=60.194 (p=0.053),.2/(df)=1.368, CFI=0.908, RMSEA=0.072) приближается к хорошему соответствию эмпирическим данным, однако четырехкомпонентная модель лучше описывает эмпирические данные. При этом корреляции между шкалами оказались высоко значимыми (r варьируется от 0.295 до 0.593), что может свидетельствовать об их низкой дискриминантной валидности.

Оценки по самокатегоризации, разделению организационных целей и ценностей и эмоциональной привязанности значимо (при p<0.01) положительно коррелируют с оценками по графической шкале ОИ (r=0.539, r=0.635 и r=0.541, соответственно), общее значение ОИ также значимо коррелирует с графической шкалой (r=0.615 (при p<0.01)). Данный уровень корреляции между оценками можно рассматривать как подтверждение конвергентной валидности как шкал, так и методики в целом. Таким образом, при пилотной апробации опросник показал приемлемые значения психометрических показателей. Однако он требует дальнейшей валидизации и проверки надежности на более широкой выборке.

Заключение

Таким образом, в ходе эмпирического исследования, мы выявили, что руководители с более высоким уровнем профессионализма, вошедшие в группу «успешных», обладают высоким уровнем творческого потенциала и креативности, более склонны актуализации своего интеллектуального и личностного потенциала при принятии решений в условиях неопределенности. А руководители, относящиеся к «неуспешным» имеют низкий творческий потенциал и креативность, они более склонны к обдумыванию своих решений.

Управленческая деятельность, как и любая иная деятельность, может характеризоваться разным уровнем ее качественных параметров, выполняться с большей или меньшей эффективностью. Это определяется многими факторами, но в нашем исследовании мы выяснили, что креативность играет важную роль в процессе эффективного управления.

Список литературы

Богоявленская Д.Б. О предмете и методе исследования творческих способностей // Психологический журнал. 2005. № 5.

Козлецкий Ю. Психологическая теория решений, М.:Прогресс, 2009. – 503 с. 3. Корнилова Т.В. Методологические проблемы психологии принятия решений // Психологический журнал, 2005, т.26, №1, с.7 -17.

Стивен Дж.Хок, Говард Ч. Кунрютер «Wharton о принятии решений», ИК «Аналитика, 2008.

C. Freese, R. Schalk. How to measure the psychological contract? A critical criteria-based review of measures // South African Journal of Psychology, 38 (2), 2006, p. 269-286

G.J. Lee, N. Faller. Transactional and relational aspects of the psychological contracts of temporary workers // South African Journal of Psychology, 35 (4), 2005, p. 831-847

J.M. Parks, D.L. Kidder, D.G. Gallacher. Fitting square pegs into round holes: mapping the domain of contingent work arrangments onto the psychological contract // Journal of organizational behavior, 19, 2008, p. 697-730

D.M. Rousseau. Psychological contract inventory technical report, version 2, 2008.

Shamir B., Kark R. A single-item graphic scale for the measurement of organizational identification // Journal of Occupational and Organizational Psychology, 2009, Vol. 77, N. 1. P. 115-123.

Реферат: Существует ли интеллект как психическая реальность

Существует ли интеллект как психическая реальность?
Очевидность теоретической и практической значимости надежных знаний о природе интеллектуальных способностей человекаконтрастирует с реальным, весьма неудовлетворительным положением дел в психологии интеллекта, обнаруживающим себя, в частности, в нарастании критикисамого понятия «интеллект». А. Дженсен, видный специалист в этой области, в одной из своих последних публикаций вынужден был заявить, что для научных целейот понятия «интеллект» вообще следует отказаться [12]. Суждение это отнюдь нельзя отнести на счет экстравагантности авторской позиции. Анализ наличногоуровня теоретических и эмпирических материалов свидетельствует о сложившейся кризисной ситуации, суть которой можно обрисовать двумя словами: «Интеллектисчез». Попробуем вкратце проследить некоторые этапы становления этого понятия с тем, чтобы определить те основные противоречия, которые поставили под вопросвозможность существования термина «интеллект» в статусе психологической категории.
Интеллект традиционно исследовался в рамках двух основных направлений: тестологического и экспериментально-психологического.Впервые о существовании индивидуальных различий в умственных (интеллектуальных) способностях заговорил, как известно, Фр. Гальтон. Гальтон в качествереферентного проявления интеллекта рассматривал степень выраженности простейших сенсорных функций (различительной чувствительности в условиях восприятия цвета,размера, высоты звуков, времени реакции на свет, звук и т. д.). Впоследствии Бине и Симон включили в свою интеллектуальную шкалу, ориентированную наизмерение уровня умственного развития ребенка, более сложные познавательные функции (запоминание, осведомленность, понимание и т. д.). На данном этаперазвития тестологии интеллект рассматривался, таким образом, не столько как способность к познанию, сколько как достигнутый уровень психического развития,проявляющийся в показателях степенисформированности определенных познавательных функций (как вербальных, так и невербальных), а также степени усвоенияопределенных знаний и навыков. Предметом тестологических исследований оказались, следовательно, уровневые проявления интеллектуальной деятельности,причем именно те уровневые свойства интеллекта, которые достаточно однозначно соотносились с академической успеваемостью. Поэтому неудивительно, каксправедливо отмечает А. Анастази, что «большинство тестов, названных в 20-х гг. тестами интеллекта, позднее стали называться тестами способностей к учению» [1;26). Интеллект, как мы видим, «исчез», его заменило понятие «способность к обучению».
Исследования Терстоуна, Гилфорда и других авторов зафиксировали тот
факт, что различные интеллектуальные тесты достаточно часто весьма слабо или вообще не коррелируют друг с другом.Интеллект, таким образом, опять «исчез», распавшись на множество самостоятельных «первичных интеллектуальных способностей».
Наконец, достаточно скоро выяснилось, что традиционные интеллектуальные тесты оказались чрезмерно чувствительными кособенностям социальной компетентности людей. Попытка создать свободные от культурных влияний тесты окончилась фактической неудачей, так как оперированиекартинками, геометрическими фигурами и т. д. также требовало сформированности навыков, которые в существенной степени зависели от социального опыта человека.И снова интеллект «исчез», оставив вместо себя индивидуальные различия в степени социализации.
Наличие подобного рода сложностей вынудило тестологов пойти на радикальную меру, а именно: принять операционноеопределение интеллекта, отказавшись от попыток определения природы того психического качества, которое измерялось с помощью тестов.
Важно подчеркнуть, что неизбежность «исчезновения» интеллекта в рамках тестологических исследований была обусловлена не толькообстоятельствами эмпирического плана, связанными с противоречиями тестового метода диагностики интеллектуальных способностей, но и типичными для тестологииметодологическими ориентациями. Дело в том, что изначально в тестологии сформировалось понимание интеллекта как некоторой психологической(интеллектуальной) черты, проявляющей себя в определенной «задачной» ситуации. В сущности, была принята диспозициональная трактовка интеллекта: интеллект какспособ поведения в определенной ситуации, предрасположенность действовать в тех или иных условиях интеллектуально. Например, Дж. Томпсон утверждает, чтоинтеллект — это не прямо идентифицируемая характеристика, а абстрактное понятие, которое упрощает и суммирует определенные поведенческие характеристики[18]. По С. Боману, интеллект — это «…не реальное свойство разума…, а просто характеристика личности вместе с ее собственными действиями» [8; 9].
Стратегия исследования интеллекта при таком его понимании казалась очевидной: изучать интеллект следует через переченьконкретных поведенческих «примеров» интеллектуального поведения (частным случаем которых является ситуация решения тестовых задач). Однако скоро и здесьисследователи столкнулись с рядом серьезных противоречий, некоторые из которых в свое время сформулировал Т. Майлс [13]. Во-первых, факты вынуждали признать,что интеллект — это в принципе открытое понятие, поскольку под него может быть подведен до бесконечности широкий круг различных типов поведения. Во-вторых,выяснилось, что примеры поведения, которые трактуется как интеллектуальное, являются таковыми скорее в силу требований доминирующей культуры. Еще однологическое усилие, и можно было бы встать на позицию, согласно которой интеллект — не более чем культурный артефакт. Стернберг с соавторамипредприняли попытку на уровне эмпирического исследования определить такого рода интеллектуальные поведенческие прототипы. На основе факторизации ответовэкспертов удалось выявить три наиболее типичные формы интеллектуального поведения: 1) вербальный интеллект (знание большого числа слов, чтение с высоким уровнемпонимания и т. п.); 2) решение проблем (способность строить планы, применять знания и т. п.); 3) практический интеллект (умение добиваться поставленныхцелей и т. п.) [15]. Не вызывает сомнений, что выделенные прототипы настолько абстрактны, что термин «интеллект» фактически остается пустым.
Более современные варианты тестологических теорий интеллекта, такие, например, как радиально-уровневая теория Л. Гуттмана (1954),попытка Дж. Керрола исследовать тесты как когнитивные задачи (1976), берлинская модель структуры интеллекта А. Ягера (1967) и т. д., не привносят каких-либопринципиальных изменений в тесто-логическую парадигму.
Итак, хотя в рамках тестологического подхода сформировались, казалось бы, прямо противоположные ориентации: с одной стороны, жесткоесведение интеллекта к особенностям тестового исполнения (переход на операциональное определение) и, с другой — стороны, чрезмерное размываниеграниц этого понятия за счет подбора примеров интеллектуального поведения (переход на диспозициональное определение), тем не менее за ними стоит нечтообщее: деонтологизация интеллекта, фактическое отрицание его существования в качестве психической реальности.
Своеобразной реакцией на неконструктивность тестологических теорий явились теории интеллекта, разрабатываемые в рамкахэкспериментально-психологического направления и ориентированные на выявление механизмов интеллектуальной активности. Остановимся лишь на некоторых из них.
В первую очередь следует выделить теории, отстаивающие идею генетического объяснения интеллекта на основе учета какзакономерностей его онтогенетического развития, связанных с освоением систем логических операций (Ж. Пиаже), так и влияния социально-культурных факторов (Л.С. Выготский, М. Коул и С. Скрибнер и др.).
Широкое распространение в последние годы получили неотестологические теории интеллекта X. Айзенка, Э. Ханта и Р. Стернберга. Длятеорий этого типа характерно признание IQ-концепции интеллекта, однако экспериментально-психологическому анализу подвергаются внутренние когнитивныепроцессы, которые стоят за IQ и позволяют объяснить индивидуальные различия в тестовом исполнении. Так, Айзенк настаивает на том, что базой и источникомразвития интеллекта являются проявления «ментальной скорости», которые, в свою очередь, обусловлены биологическими особенностями нервной системы, отвечающимиза точность передачи нервных импульсов. Только при таком типе объяснения, по его мнению, проблема интеллекта будет выведена из «болота ментализма», и саминтеллект получит доказательства реальности своего существования [9]. Хант является сторонником когнитивного корреляционного подхода, суть которогозаключается в исследовании того, как отдельные элементарные познавательные функции (например, скорость переработки лексической информации) соотносятся суспешностью исполнения определенного теста [11]. Стернберг свои экспериментальные разработки проводит в рамках когнитивного компонентногоподхода, ориентированного на тщательный анализ основных компонентов процесса выполнения какого-либо традиционного интеллектуального теста (например, тестааналогий) для решения вопроса о том, как различия в степени выраженности каждого компонента сказываются на итоговых индивидуальных оценках по этому жетесту [14].
В советской психологии в рамках теории деятельности О. К. Тихомировым и его сотрудниками был предложен свой вариантобъяснения механизмов интеллектуальной активности, в качестве которых рассматривались личностные факторы, в частности изучалось влияние наразвертывание интеллектуального процесса мотивов, эмоции, целеполагания и т. д.
Перечисленные выше экспериментально-психологические подходы являются мощными теоретическиминаправлениями с чрезвычайно богатой и филигранно разработанной эмпирической базой. Однако нельзя не заметить, что для этих теорий характерной оказываетсятенденция искать объяснения природы интеллекта «вне» интеллекта за счет обращения к тем или иным неинтеллектуальным факторам. Так, генетическоеобъяснение Пиаже обернулось логическим редукционизмом. Айзенк пришел к заключению, что интеллект следует объяснять некогнитивными процессами. Хант иСтернберг тяготеют к представлению об аналогичности элементарных информационных процессов, лежащих в основе интеллектуальных способностей и характеризующихработу компьютера. Что касается роли личностных факторов, то тезис о пристрастности познавательного отражения человека, безусловно, верен.
Тем не менее существуют, видимо, границы этой пристрастности, и задаются дни в первую очередь уровнем интеллектуальнойзрелости личности. В этом как раз и заключается один из парадоксов психологии интеллекта: на познавательную деятельность на любом ее уровне (восприятия.памяти, мышления и т. д.) действительно оказывают влияние разнообразные личностные факторы. Специфическая же роль интеллекта заключается в том, что интеллект«производит» такие субъективные состояния, которые не зависят от характеристик познающего субъекта и являются условием объективации всех аспектов егопознавательной активности. В этой связи весьма актуальным представляется высказанное в свое время Л. М. Веккером замечание о том, что задача психологиисейчас — показать не только то, в какой мере познавательный образ зависит от субъекта, но и то, в какой мере он от него не зависит. Субъективные состояния,не зависящие от характеристик познающего субъекта, — звучит действительно парадоксально, но суть проблемы интеллекта, по его мнению, именно в этом.
Казалось бы, один из наиболее очевидных вариантов разрешения сложившейся в психологии интеллекта кризисной ситуации — этообъединение тестологического и экспериментально-психологического подходов на основе обобщения накопленного в их рамках эмпирического материала (к попыткамподобного рода можно, например, отнести триархическую теорию интеллекта Р. Стернберга [17]). Действительно, если снять все демаркационные теоретическиеграницы, то возможно, с нашей точки зрения, выделение некоторого минимума базовых свойств интеллекта:
1) уровневые свойства, характеризующие достигнутый уровень развития отдельных познавательных функций (как вербальных, так иневербальных) и лежащие в основе процессов, презентации действительности (сенсорное различение, оперативная и долговременная память, объем ираспределение внимания, осведомленность в определенной содержательной сфере и т. д.);
2) комбинаторные свойства, характеризующие способность к выявлению и формированию разного рода связей и отношений, вшироком смысле слова — способность комбинировать в различных сочетаниях (пространственно-временных, причинно-следственных,категориально-содержательных) компоненты опыта: 3) процессуальные свойства. характеризующие операциональный состав, приемы и стратегии интеллектуальнойдеятельности вплоть до уровня элементарных информационных процессов; 4) регуляторные свойства, характеризующие обеспечиваемые интеллектом эффектыкоординация, управления и контроля психической активности. Свойства этого типа обнаруживают себя в организации поведения, в регуляции эффективных состояний, атакже в эффектах саморегуляции интеллектуальной активности.
Такого рода или подобная ей классификация, безусловно, имеет определенный смысл, поскольку при этом подчеркивается тотмомент, что интеллектуальные возможности человека в принципе не могут быть описаны каким-либо одним показателем. Тем не менее очевидна уязвимость позиции,с которой утверждается, что интеллект — это и то, и другое, и третье, и т. д.
Сложности в уяснении онтологического статуса понятия «интеллект» в значительной мере, как нам представляется, связаны с темобстоятельством, что предметом исследования традиционно выступают свойства интеллекта (внешние проявления интеллектуальной активности в определенной«задачной» системе отношений). Однако попытки составить себе представление о природе психического объекта на основе описания его свойств оказываются, какправило, несостоятельными, о чем свидетельствуют противоречия и кризисы в системе психологического знания. [2]. Вопрос о природе интеллекта требуетпринципиальной переформулировки. Отвечать нужно не на вопрос: «Что такое интеллект?» (с последующим перечислением его свойств), а на вопрос: «Чтопредставляет собой интеллект как носитель своих свойств?» В итоге закономерным
представляется обращение к анализу структурной организации интеллекта, которая, в свою очередь, определяется особенностямисостава и строения когнитивных психических структур, обеспечивающих специфический тип репрезентации происходящего в индивидуальном сознании и вконечном счете предопределяющих эмпирически констатируемые интеллектуальные свойства.
Структурные представления в различных областях научного знания, в том числе и психологического, используются в качественадежного средства построения объяснительных моделей изучаемых объектов, нуждающегося, безусловно, в своей спецификации, когда речь идет об изучениипсихических явлений [7]. Применительно к исследованию интеллекта следует говорить о методологии структурно-интегративного подхода, поскольку, как мыдалее увидим, именно феномен когнитивной интегрированности наиболее полно характеризует специфику интеллектуального отражения.
В контексте предлагаемого нами подхода, в частности, встает ряд вопросов. Первый из них: какова природа когнитивныхпсихических структур, лежащих в основе работы человеческого интеллекта? По нашему мнению, в качестве когнитивных структур, тип строения которых внаибольшей мере может подвести нас к особенностям структурной организации интеллекта, являются понятийные (концептуальные) психические структуры. Почемуименно понятийные структуры? В сущности, ответ на этот вопрос дал в свое время Л. С. Выготский. Вскрыв основной механизм психического (в том числеинтеллектуального) развития, заключающийся в формировании подвижных систем межфункциональных связей («психологических систем»), он отмечал, что ведущуюроль в перестановке познавательных функций играет понятийное мышление, ибо понятийные системы являются «ключом ко всем процессам развития и процессамраспада» [4; 120]. Таким образом, именно понятийное мышление можно рассматривать как исходный пункт для понимания тех когнитивных механизмов,которые лежат в основе организации человеческого интеллекта. Проведенное нами исследование особенностей строения и функционирования понятийных структурподтверждает, что понятийное мышление выступает в качестве формы интегральной работы интеллекта [6]. Во-первых, понятийные структуры отвечают заспецифический тип организации знаний, которые оказываются представленными в дифференцированном и иерархизированном виде. Во-вторых, будучи интегральными посвоей природе когнитивными образованиями, понятийные структуры в силу сложности своего когнитивного состава обеспечивают возможность переработки информацииодновременно в системе различных взаимосвязанных когнитивных «регистров» (словесно-речевом, визуально-пространственном и чувственно-сенсорном). В-третьих,понятийные структуры способствуют развертыванию некоторого психологического пространства отражения, которое имеет определенные закономерности своейорганизации и в рамках которого строится умственный образ актуального воздействия. Б. М. Величковский, изучая пространственные представления, сделалвывод о том, что единица представливания пространства сразу же может развернуться в полноценный пространственный контекст в зависимости отпоставленной задачи [3]. Аналогичная способность к развертыванию и свертыванию когнитивного пространства отражения характеризует и понятийные психическиеструктуры, которые выступают в качестве своего рода «точки», из которой может быть развернуто в условиях столкновения человека с каким-либо объектом,событием, ситуацией, содержанием какой-либо идеи и т. д. определенным образом организованное пространство отражения. Это субъективное пространство по сутисвоей является формой оперативной активизации когнитивных ресурсов субъекта (а не просто разверткой некоторого пространственного или семантическогоконтекста), в рамках которого и строится репрезентация соответствующего события.. То обстоятельство, что
понятийные структуры — один из возможных путей исследования природы интеллекта, подтверждает и резко возросший в последнее времяинтерес к проблеме организации «знаниевых» структур субъекта (в том числе и понятийных) в связи с анализом индивидуальных различий в успешностиинтеллектуальной деятельности (М. Чи, 1978; Р. Глезер, 1984, и др.).
Исследование понятийных психических структур как «единиц» интеллекта подводит нас к второму вопросу, связанному с особенностямиструктурной организации когнитивного пространства индивидуального интеллекта, под которым мы понимаем доступный для данного индивидуума объем возможных формпознавательного отражения действительности. Особенности его организации характеризуются, во-первых, степенью структурированности и, во-вторых, степеньюинтегрированности.
Эффекты структурированности когнитивного пространства индивидуального интеллекта обнаруживают себя в характеристиках егосубъективного объема. развернутости и гибкости границ познавательного отражения, их проницаемости по отношению к необычному опыту, а также вхарактеристиках его артикулированности (дифференцированности, связности и иерархизированности отдельных элементов опыта).
Эффекты интегрированности когнитивного пространства индивидуального интеллекта проявляются в соотнесенности(взаимопереводимости) и одновременной представленности в акте познавательного отражения различных форм когнитивного опыта. В исследованиях Б. Г. Ананьева иего сотрудников был сделан вывод о том, что по мере роста интеллектуальных возможностей все в большей мере дает себя знать влияние высших уровнейпознавательного отражения на низшие и низших — на высшие, т. е. складывается та система когнитивных синтезов «сверху» и «снизу», которая и образует целостнуюструктуру человеческого интеллекта. Важно подчеркнуть, что говорить следует не просто о межфункциональных связях отдельных познавательных функций, а именно оприобретении каждой отдельной познавательной функцией качества интегральности. Как на этот счет писал Л. С. Выготский, в условиях интеллектуальной зрелостикаждая познавательная функция перестает быть данной познавательной функцией в «чистом виде»: восприятие выступает уже как часть наглядного мышления, процессзапоминания превращается в сплав памяти и мышления и т. д. [4], т. е. оказывается, по известному выражению, проявлением «интеллекта в действии».
Вышеназванные структурные характеристики индивидуального интеллекта (степень структурированности и интегрированности,его когнитивного пространства) предопределяют, как мы уже говорили, тип репрезентирования отображаемой ситуации (то, как человек видит, понимает иинтерпретирует про-исходящее). Таким образом, третий вопрос, интересующий нас в контексте данной статьи, касается специфики интеллектуальной репрезентации.Указания на критическую роль типа репрезентирования в понимании природы интеллекта можно сейчас встретить у разных авторов. К. Отли, например, считает,что именно «богатство возможных репрезентаций у животных и человека, вероятно, вплотную подводит нас к тому, что мы называем интеллектом» [14; 138]. Ф. Кликсутверждает, что адекватное репрезентирование является фундаментом всех последующих трансформаций, объединений и сокращений информации [5; 286].Характерны в этом плане результаты экспериментальных исследований Р. Стернберга, свидетельствующие о том, что в ряду пяти основных компонентовпроцесса переработки информации этап репрезентирования исходной ситуации явно занимает особое место. Так, своеобразно само распределение этих компонентов пообъему затраченного времени: 54% приходится на кодирование (т. е. построение ментальной репрезентации внешнего воздействия), 12% — умозаключение, 10% —сравнение, 7% — проверка и 17% — сообщение ответа [17]. Весьма любопытно, что испытуемые,
имеющие более высокие уровневые показатели интеллекта, хотя и были более быстрыми на четырех последних этапахинтеллектуального процесса, оказались более медленными на этапе кодирования информации [там же].
Следует подчеркнуть, что форма интеллектуальной репрезентации может быть предельно индивидуализирована в силу своеобразиякогнитивного состава и строения индивидуального интеллектуального пространства отражения (это может быть «картинка», пространственная схема, комбинациячувственно-эмоциональных образов, иерархическое категориальное описание, смысловая конструкция, построенная по принципу абсурда, и т. д.), однако влюбом случае такая репрезентация отвечает двум основным требованиям. Во-первых, это всегда порождение некоторой «ментальной модели» на основе внешнегоконтекста (типа презентации) и внутреннего контекста (наличной у субъекта информации, фиксированной в долговременной памяти) за счет включения механизмовконструирования опыта: реструктурирования, категоризации, комбинирования, перевода информации с одного «языка» репрезентирования на другой, селекции и т.п. Во-вторых, это всегда в той или иной мере инвариантное воспроизведение объективных закономерностей отображаемо-то фрагмента реального мира, т. е. речьидет о построении именно объективированных репрезентаций, отличающихся своей объектной направленностью. Объективированная репрезентация. таким образом,строится в соответствии с логикой самих вещей, тогда как в субъективированной репрезентации на первый план выходит логика субъекта, задаваемая характером егопотребностей, переживаний, психологических защит, социальных ориентации и т. д. Следовательно, изучение структурной организации интеллекта подводит нас к ещеодной парадоксальной закономерности: интеллектуальная деятельность оказывается тем в меньшей мере субъективированной, чем в большей мере представлено в нейсубъектное начало в виде развернутого, структурированного и интегрированного когнитивного пространства индивидуального интеллекта, которое и отвечает заполноту и глубину порождаемых субъектом умственных образов.
Итак, категориальная схема предлагаемого нами подхода в изучении интеллекта выглядит следующим образом: понятийныепсихические структуры ® особенности структурной организации развернутого ими когнитивного пространства индивидуального интеллекта ® специфический типрепрезентации ® свойства интеллектуальной деятельности, проявляющиеся в той или иной конкретной ситуации. Индивидуальные различия в интеллектуальнойодаренности в конечном счете, по нашему мнению, оказываются связанными со своеобразием «видения» действительности.
Таким образом, структурная ориентация в изучении интеллекта возвращает, как нам представляется, интеллекту статус психическойреальности и означает, что исследование интеллектуальных возможностей человека разворачивается «внутри» индивидуального интеллекта. Действительнойфеноменологией интеллекта, с нашей точки зрения, являются не его свойства, с высокой степенью разнообразия и вариативности обнаруживающие себя в ситуацияхрешения задач, а особенности структурной организации той иерархии психических носителей, которые «изнутри» определяют эмпирически констатируемые проявленияинтеллектуальной активности. По своему онтологическому статусу зрелый интеллект, следовательно,— это форма организации когнитивного опыта,представленного в виде «накопленных» в ходе онтогенеза понятийных психических структур, степень сформированности которых определяет структурныехарактеристики субъективного пространства интеллектуального отражения. Основное назначение интеллекта — построение особого рода репрезентаций происходящего,связанных с воспроизводством объективного знания о мире. Вышеизложенноепонимание интеллекта, как можно думать, в полной мере соответствуетестественной стихии человеческого познания, для которого отнюдь не типичны «задачные» формы
активности, предлагаемые психологами-профессионалами в условиях лабораторного исследованияинтеллектуальных возможностей человека.
Совершенно очевидно, что уникальная возможность прорыва индивидуального сознания в сферу объективного, обеспечиваемая работойинтеллекта, играет существенную роль в процессе становления индивидуальности. Снижение или блокирование интеллектуальной активности за счет внешних социальныхсредств или же в связи с включением механизмов психологической защиты может иметь для человека крайне негативные последствия. Не случайно О. Харвей ссоавторами в этой связи отмечают, что «разрыв всех понятийных связей между субъектом и объектами, с которыми он связан, способствует деструкции Я,уничтожению той пространственной и временной опоры, от которой зависят все определения его существования» [10; 7]. Интеллектуальная зрелость, такимобразом, выступает в качестве одной из предпосылок личностной адекватности и рациональности индивидуальной деятельности. Значение интеллектуально одаренныхлюдей в обществе следует видеть не только в том, что они хорошо решают задачи и порождают новое значение, но главным образом в том, что они обладаютспособностью создавать разумную (объективированную) картину мира, т. е. видеть мир таким, каков он был, есть и будет в своей действительности.

Литература

1.Анастази А. Психологическое тестирование. Кн. 1. М., 1982. 318 с.
2.Веккер Л. М. Психические процессы. Т. 3. Л.. 1981. 326 с.
3.Величковский Б. М., Блинникова И. В., Лапин Е. А. Представление реального и воображаемого пространства // Вопр.психол. 1986. № 3. С. 103—112.
4.Выготский Л. С. О психологических системах//Собр. соч. М., 1982. С. 109—131.
5.Кликс Ф. Пробуждающееся мышление. Киев: Выща школа 1985, 295 с.
6.Холодная М. А. Интегральные структуры понятийного мышления. Томск, 1983. 189 с.
7.Холодная М. А. Структурный подход в психологическом исследовании мышления // Проблемы философии: Основные принципыпостроения научных теорий. Киев: Выща школа. 1988. С. 94-102.
8.Bohmen S. What is intelligence? Stockholm: Almqvist & Wiksell Intern.. 1980.
9.Eysenck H. /. (ed.). A model for intelligence. N. Y.» Berlin. Heidelberg: Springer-Verlag, 1982.
10.Harvy O.J., Hunt D. E., Schroder H. M. Conceptual system and personality organization N. Y.. London: John Wiley &Sons. 1961.
11.Hunt E. Intelligence as an information processing concept // Brit. J. of Psychol. 1980. 71. p. 449—474.
12.Jensen A. R. Psychometric «g» as a focus of concerted research effort // Intelligence. 1987.11. P. 193—198.
13.Miles T. R. On defining intelligence // The Brit. J. of Educat. Psychol. 1957. 27. P. 153—167.
14.Oatley K. Perceptions and representations. Cambridge: Cambridge Univ. Press., 1978.
15.Sternberg R. J. et al. People’s conceptions of intelligence // J. of Pers. and Soc. Psychol. 1981. 41. P.37—55.
16.Sternberg R. J. Human intelligence: The model is the message // Science. 1985. 230. N 4730. Р.1111—1118.
17.Sternberg R. J. Inside intelligence // Amer. Scientist. 1986. 74. N 2. Р. 137—143.
18.Thompson J. Intelligence // P. McGuffin, M. F. Shanks, R. G. Hodgson (eds.) The scientific principles ofpsychopathology. N. Y.: Grune & Stratton, 1984.

Доклад: Интерактивный объектно-ориентированный подход к построению систем управления

При разработке систем управления гибкими производственными системами (ГПС) необходимо учитывать возможные нештатные ситуации, возникающие на объекте управления. Такими ситуациями могут быть, например, отказ части оборудования, поломка, недостаток или неисправность инструментов и спутников для обработки деталей, организационные упущения или ошибки обслуживающего персонала. Для реальной производственной системы количество подобных ситуаций чрезвычайно велико. Для живучести системы управления необходимо учитывать эти ситуации при ее обработке.
В реальных системах управления ГПС до 85% общего объема программного обеспечения приходится на обработку и выход их нештатных ситуаций. Это негативно сказывается на сроках и стоимости разработки.
Наличие заранее предопределенных алгоритмов обработки нештатных ситуаций делает систему управления ГПС весьма жесткой, с трудом поддающейся изменению и обучению. Учитывая перспективы развития вычислительной техники и программных средств становится понятным, что такая структура системы управления неизбежно войдет в противоречие с нарождающимися методами искусственного интеллекта.
Альтернативным решением представляется концепция такой системы управления, которая могла бы легко изменяться и подстраиваться не только под конкретный объект управления, но даже под текущую ситуацию на этом объекте. Тогда отпадает необходимость обработки системой управления большинства нештатных ситуаций, т.к. для такой системы управления все возникаюшие ситуации являются вполне штатными, важна лишь настройка системы управления на эти ситуации. Настройка могла бы осуществляться автоматически для наиболее распрастраненных ситуаций или человеком — оператором, для более редких.
Построение такой системы управления подразумевает наличие определенных свойств у операционно-вычислительной среды, в которой эта система управления должна функционировать.
Способность к развитию. Операционно-вычислительная среда должна разрешать легкое изменение и развитие системы управления. По своей сути легкость изменения и развития очень созвучна с концепцией объектно-ориентированного программированния (ООП), предусматривающей три основных тринципа: инкапсуляцию, полиморфизм и наследуемость. Можно показать, что операционно-вычислительная среда обладающая всеми этими принципами в полной мере пригодна для обеспечения.
Интерактивность. Для обеспечения необходимой гибкости управления и саморазвития системы в процессе ее работы, система управления должна легко изменяться оператором с пульта управления или специальной программой Учителем. Важной особенностью является именно возможность изменения самой системы управления в процессе ее работы. Такое возможно при интерактивном построении операционно-вычислительной среды, используя интерпритатор как аппарат реализации. На практике, большинство используюших методы ООП алгоритмических языков, реализуют чисто компиляторный подход, что не пригодно для разработки систем управления по предлагаемой концепции, поскольку изменения программ системы управления во время работы несовместимо с их перекомпиляцией.
Кроме способности реализовывать ООП и интерпритационного характера среды неизбежно появляется ряд новых требований.
Многопроцессность. Далее будет показано, реализация методов ООП для интерпритатора легко может быть реализована механизмом создания и обслуживания параллельных прцессов в среде.
На рисунке 1 приведена типовая структура системы управления, иснользующая методы искуственного интеллекта.

Интерактивный объектно-ориентированный подход к построению систем управления
Рис. 1. Типовая структура интеллектальной системы управления

Основу системы управления составляет управляющая система, которая использует для управления объектом информацию о его состоянии, полученную от датчиков и внутреннюю информацию из базы данных (знаний). Важным моментом при переходе к управлению с элементами искусственного интеллекта является использование базы знаний, которая хранит не только данные о состоянии объекта управления, но и продукции — правила работы с этими данными.
При традиционной структуре систем с элементами искусственного интеллекта обучение системы обычно ограничивается лишь воздействием на базу знаний, оставляя управляюшую часть системы управления неизменной. Рассматриваемый в данной работе подход не вводит каких-либо ограничений. Предполагается, что Учитель может изменять во время ее работы не только базу знаний, но и управляюшую систему.
При этом косвенно предполагается наличие нескольких одновременно функционирующих процессоров, одним из которых может быть процессор функционированния Учителя, другим — терминальный процесс обмена информацией с оператором, а также ряд процессов, осуществляющих прием и передачу информации на объект управления, обслуживание базы знаний, и конечно процессы реализующие работу управляющей системы. Вполне естественным становится условие многопроцессности, которое уже обсуждалось ранее.
Существует существенное различие между многопроцессностью и многозначностью как это понимается в операционных системах. При рассмотрении вопросов многозначности в операцинных системах предполагается и обеспечивается изоляция одного процесса от других. Каждый процесс функционирует в своей виртуальной вычислительной среде, не желая ничего знать о других не связанных с ним прцессах, выполняемых в тоже время на том же оборудовании. Если одной из задач необходимо взаимодействовать с другими, то обычно в операционных системах существуют свои методы, в частности, аппарат почтовых ящиков, куда одна из задач «кладет» свое сообщение, а другая задача его «вынимает».
Многопроцесность в нашем понимании нечто другое. То что правильно оправдано и обосновано для операционных систем, явно не оптимально для рассматриваемой операционно-вычислительной среды. Необходимо, чтобы с изоляцией одного процесса от другого была предусмотрена возможность изменения одного процесса другими. Будем называть такие процессы смежными. Смежные процессы не изолированы друг от друга, наоборот, оба процесса функционируют на одной общей виртуальной машине, т.е. имеют общую оперативную и дисковую память, и как бы выполняются двумя параллельными процессорами.
С многопроцессностью операционно-вычислительной среды тесно связана и реализация методов ООП. Классическая схема реализации ООП связана с процессом компиляции исходного текста програмного модуля. Традиционный подход не приемлем, когда речь идет об интерактивных языках, где компиляция принципиально исключена. В связи с этим, многопроцессность может явиться механизмом раелизации методов ООП.
Создание нового класса данных в объектно-ориентированной программе связан не только с созданием нового шаблона структуры данных, но и с образованием одного или нескольких новых процессов в нашей операционно-вычислительной среде. Каждый из таких процессов мог бы реализовать одну или несколько операций на вновь создаваемом классе данных. Отметим, что процессы создаются в момент объявления (описания) нового класса, хотя фактически могут использоваться только после определения (создания) объекта этого класса. Резервирование оперативной памяти производится под объекты класса, а не под сам класс. Таким образом достаточно просто реализовать принципы ООП: инкапсуляцию, полиморфизм и наследуемость.
Реализация инкапсуляции связывается с хранением в «капсуле» наряду с данными имени (или имен) процесса (процессов), которые обслуживают данный класс. Столь же просто реализуется наследуемость и полиморфизм, когда использование ранее определенных операций или их переопределение осуществляется с помощью создания или замены ссылок на существующие в среде процессы. На рис. 2 приведены основные схемы реализации объектно-ориентированного расширения языка.
Необходимо отметить, что с точки зрения вичислительной среды процессы различаются не только как изолированные и смежные, но и по времени их жизни. Если под временем жизни понимать период времени от момента порождения процесса до его закрытия, то существует разница между процессами. Примерами таких процессов могут служить управляющие процессы.
В то же время, процессы, реализующие ООП, хотя и присутствуют, но функционируют не все время жизни. Они начинают функционировать лишь тогда, когда необходима обработка соответствующего им объекта, после окончания которой они снова находятся в «спящем» состоянии. Такой подход накладывает особые требования на супервизор процессов операционно-вычислительной среды. С увеличением количества новых типов (классов) данных, увеличивается и количество процессов, эти данные обрабатывающие. Для реальной системы управления, количество процессов может измеряться сотнями и тысячами.
Такой подход накладывает особые требования на супервизор процессов операционно-вычислительной среды. С увеличением количества новых типов (классов) данных, увеличивается количество процессов, эти данные обрабатываются. Для реальной системы управления количество процессов может измеряться сотнями и тысячами.

Интерактивный объектно-ориентированный подход к построению систем управления

Рис. 2. Структура организации расширения языка.

Основу рассматриваемой операционно-вычислительной среды составляют три основных блока (рис. 3):

базовый интерпритатор; интерпритатор расширения; супервизор процессов;

Базовый интерпритатор обрабатывает входной поток операций высокого уровня, поступающий от текущего процесса (активного в данный момент времени процесса). При этом, базовые операции предусмотренные базовым подмножеством языка, выполняются самим интерпритатором. При появлении расширенных операций языка, связанных с введенными пользователем классами данных, информация передается интерпритатору расширений. Активно взаимодействуя с базовым интерпритатором и супервизором процессов, интерпритатор расширения выполняет следующие функции:

Создает поток базовых операций для базового интерпритатора в рамках обработки расширения языка. Передает супервизору процессоров заявки на вызов «спящих» процессов, обеспечивая реализацию ООП. Создает новые структуры данных в оперативной памяти и заявки для супервизора процессов на создание новых процессов обслуживания этих структур.

Интерактивный объектно-ориентированный подход к построению систем управления
Рис. 3 Структура операционно — вычислительной среды.

Настройка интерпритатора расширений на класс данных осуществляется загрузкой шаблона (см.рис. 3) класса в рабочую область интерпритатора, причем наиболее важной является область операций.
Супервизор процессов выполняет следующие функции:

Создает по заявке интерпритатора расширений новые процессы. Осуществляет многопроцессную обработку в операционно-вычислительной среде, переключая процессы. Запускает, приостанавливает и убивает процессы по заявкам интерпритатора. Подготавливает для базового интерпритатора поток базовых операций высокого уровня. Предоставляет интерпритаторам и процессам текущую и статистическую информацию о процессах и операционно-вычислительной среде.

Необходимо отметить, что терминал оператора является обыкновенным процессом в рассматриваемой операционно-вычислительной среде. Поэтому вся необходимая информация может быть оперативно получена на этом терминале.
Важной особенностью прцесса является возможность порождения им новых процессов. Для этого служит специальная операция, которая порождает новый процесс. В ней указываются основные свойства этого процесса. Несколько сложнее решается вопрос с закрытием процессов. Право родительского процесса убить дочерний определяется настройкой операционно-вычислительной среды, хотя представляется целесообразным, чтобы терминальный процесс имел право убивать любой из процессов.

Автор Кабак И.С.