2. Организация программного управления.

Программное управление состоит в определении промежуточных состояний объекта и требуемых для их достижения управляющих воздействий, с помощью которых объект сможет перейти из начального состояния в заданное конечное состояние. Промежуточные состояния объекта задают программу его функционирования. Она хранится в памяти системы и используется для контроля их достижения и корректировки при реализации ситуационного управления.

Этапы программного управления:

- определение цели объекта;

- учет и анализ имеющихся состояний объекта и окружающей среды;

- прогнозирование возможных будущих состояний объекта и среды;

- программирование заданных состояний объекта; - определение и реализация управляющих воздействий для перевода объекта из начального в запланированные состояния; - контроль достижения заданных состояний; - возможная корректировка заданных промежуточных состояний по результатам контроля или изменение конечной цели.

При программном управлении движением корабля в примере 2 нужно заранее определить траекторию его движения, т.е. последовательность координат точек пространства, в которых он должен находиться в заданные моменты времени, чтобы достичь конечной цели в требуемое время. Эта траектория будет моделью контура берега, и использоваться для управления движением корабля.

Для того чтобы осуществить программное управление погоней за жертвой в примере 3, необходимо заранее знать координаты места, где хищник может настигнуть жертву, т.е. требуется ориентироваться на будущие состояния жертвы. Хищнику нужно спрогнозировать траекторию и скорость движения жертвы в будущие моменты времени и определить направление, траекторию и скорость своего бега.

Очевидно, что программное управление является упреждающим, т.е. управляющие воздействия должны определяться на основе прогноза ожидаемых состояний жертвы в фиксированные моменты времени.

В упреждающем режиме хищник бежит не к месту, где в данный момент находится жертва, а туда, где предположительно она будет находиться в следующий момент времени. Если прогноз будет сделан правильно, то путь хищника станет более коротким, и он быстрее настигнет жертву без увеличения скорости бега.

В примере со снайпером он должен стрелять не в то место, где в данный момент находится движущийся солдат, а туда, где он может оказаться. При этом надо не только прогнозировать движение солдата, но еще и учесть время полета пули. Поэтому, чтобы не погибнуть, солдат должен совершать неожиданные для снайпера маневры, лишив его возможности стрелять в упреждающем режиме.

Упреждающее планирование роста национального дохода должно основываться на прогнозе изменения демографической ситуации.

Таким образом, упреждающее управление ориентируется на будущее поведение объекта и определение соответствующих ему управляющих воздействий.

. Для того чтобы достоверно прогнозировать поведение объекта, а также изменение среды, необходимо накапливать соответствующие данные об этом за предыдущий период, анализировать их и экстраполировать на будущий период, программное управление должно быть адаптивным. Оно должно обеспечивать самообучение блока выработки управляющих воздействий.

Если управление ориентировано на то, чтобы время перехода объекта от начального состояния в конечное состояние было наименьшим или чтобы энергия, затрачиваемая на переход, была минимальной.

Программное управление, обеспечивающее подобное качество процесса, называется оптимальным. В этом случае надо не просто достичь заданной цели, а еще и обеспечить при этом определенное качество, которое может быть выражено экстремумом некоторой функции, называемой целевой функцией. В примере 3 оптимизация движения хищника состоит в поиске самого короткого пути для захвата жертвы. Для этого он должен спрогнозировать траекторию движения жертвы, определить, где на ней он сможет настигнуть жертву по самому короткому пути, и определить направление своего бега к этому месту.