79. Следующее типовое представление системы управления - представление в виде контуров обслуживания.

Контуром называют набор взаимосвязанных элементов, функционирование которых направлено на реализацию алгоритма решения задач управления одним из процессов в системе. При использовании многоконтурного подхода система рассматривается в виде взаимосвязанной совокупности технологических процессов, заданных графом G(J,Т), где J - множество процессов, Т - множество технологических связей между J.

Задают структуру многоконтурной системы следующим образом:

S = {S_а , S_ф , S_и , S_т , S_тп},

где S_а - алгоритмическая структура;

S_ф – функциональная;

S_и – информационная;

S_т – техническая;

S_тп - топологическая структура.

Они определяют, соответственно, взаимосвязанные наборы алгоритмов решения задач управления, функции информационных массивов, технических средств для выполнения функций контуров управления и обеспечения связи между ними.

Каждая из функций цели или(и) функций адаптации и живучести сложной системы могут быть представлены в виде некоторой совокупности контуров обслуживания.

80. При агрегативно-декомпозиционном представлении рассматривается абстрактная схема функционирования сложной системы, центральным звеном которой является агрегат (рис. 1.6).

Рис. 1.6. Представление системы в виде агрегата

В каждый момент времени t, принадлежащий интервалу [0,], агрегат находится в одном из возможных состояний Z(t).

Состояние агрегата в фиксированный момент времени t  t₀ определяется предыдущим состоянием и управляющим воздействием g(t) в соответствии с оператором переходов H с использованием зависимости:

Z(t) = H [Z(t₀), g(t)].

Агрегат имеет входные контакты. На них поступают входные сигналы x(t), которые в соответствии с оператором выходов G преобразуются в выходные сигналы:

y(t) = G [Z(t), x(t)].

Агрегатное представление наиболее наглядно и поэтому наиболее часто используется в настоящее время. В качестве агрегата рассматривают станок, группу оборудования, звенья управления, предприятие. При большом числе агрегатов такое представление становится труднообозримым.

77. Функционально-декомпозиционное представление следует за предметным описанием системы управления. Исходя из располагаемой на ранних этапах разработки информации, в него целесообразно включить сведения об условиях и целях функционирования, то есть о выполняемых функциях. При таком представлении узловым является понятие "функция сложной системы". Выделяют три типа таких функций. Обозначим {F} -конечное множество функций системы, выделив в нем три непересекающихся подмножества: {F^T} - подмножество функций цели; {F^Y} - подмножество функций адаптации; {F^V} - подмножество функций живучести.

Функцией цели F_i^T называют однозначное отображение i-го элемента K-разбиения множества условий эксплуатации Y_i  Y ; Y_i  Y_j = 0, в соответствующий элемент P_i множества {P} целей функционирования:

Перечень функций цели системы удобно задавать в виде таблицы функциональных отображений. В первом столбце такой таблицы помещают номера функций цели, во втором - формальное описание i-го элемента K-разбиения множества условий эксплуатации, в третьем - описание i-ой цели функционирования. В четвертом столбце может помещаться время реализации функций цели.

В предметном смысле функция цели агрегирует все то, что должна сделать система для достижения цели функционирования, и то, с какими параметрами она должна это сделать. В процессе работы системы любая из функций может принимать два значения: 1 - при нормальном функционировании, 0 - в противном случае.

Кроме того, могут изменяться условия функционирования или состояния системы вследствие отказа подсистем.

Функцией адаптации F_ij^Y называют отображение изменения условий функционирования в изменение цели функционирования:

где t - момент изменения условий функционирования;

t_ц - интервал времени системного выбора цели системы,

соответствующей условиям функционирования;

t_р - интервал времени реконфигурации функции цели.

Условия функционирования системы могут изменяться естественным образом (например, погодные) и в результате случайных или умышленных действий человека (например, рыночных стратегий конкурентов).

Функцией живучести F_ij^V называют отображение изменения состояния системы вследствие отказа или повреждения подсистем в изменение цели ее функционирования:

где T , T_ц , T_р - обозначения, аналогичные ранее введенным; в общем случае t  T ; t_ц  T_ц ; t_р  T_р.

Подмножества функций адаптации и живучести могут быть заданы в виде квадратных таблиц, номера строк и столбцов которых соответствуют номерам функций цели. В пересечении строки и столбца проставляют "+1" (или параметры агрегата, обеспечивающего переход), если возможен переход от выполнения функции цели с номером строки к выполнению функции цели с номером столбца, и "0" - в противном случае. Названные таблицы функций адаптации и живучести задают отношения достижимости функций цели по условиям применения и живучести соответственно.