5. Качество управления

Требуемое поведение системы может быть осуществлено управлением ее входами, состояниями или тем и другим в различных комбинациях. Само управление реализуемо различными способами. Так, например, равенство спроса и предложения на данный товар можно обеспечить варьированием его цены, изменением производства, изменением дохода потребителей, может быть организовано производство нового продукта, удовлетворяющего те же потребности.

Управление — процесс многовариантный, чем больше сте­пеней свободы имеет объект управления, чем разнообразнее выполняемые им функции, шире диапазоны изменения его пе­ременных, тем больше множество возможных вариантов уп­равления им. Естественным является стремление выбрать такой вариант, который обеспечивает максимальную эффективность управления, достижение цели наилучшим (в данных конкретных условиях) способом. Эта задача становится разрешимой, когда существует количественная характеристика, позволяющая объективно сопоставлять результаты управления, достигаемые различными способами. Такую характеристику называют критерием качества или эффективности управления, а при возможности единой количественной оценки затрат и результатов - критерием оптимальности. Выбор критерия качества управления диктуется назначением системы, целью и условиями ее функционирования и развития. Обычно он задается как функция входных (выходных) переменных, параметров объектов управления, времени. Такую функцию часто называют целевой, поскольку она дает количественную меру цели управления.

Каждому варианту управления соответствует определенное значение целевой функции, и задача оптимального управления обычно заключается в том, чтобы найти и реализовать такой вариант управления, при котором целевая функция принимает экстремальное значение при данных конкретных условиях. При этом параметры и переменные объекта управления и управляющие воздействия могут изменяться лишь в ограниченных пределах. Ограничения могут быть наложены также на объем используемой информации, сложность и время ее обработки и т.д. Под оптимальным понимают такое управление, которое удовлетворяет наложенным на систему ограничениям и доставляет экстремальное значение целевой функции. Так, в управлении цехом может ставиться целью достижение максимального выпуска продукции при заданных ограничениях на ее себестоимость и качество, на производственные мощности, ресурсы сырья, энергии, рабочей силы. Тогда целевая функция должна выражать количественную связь между интенсивностью выпуска и затратами технологических факторов производства. В виде функции тех же факторов должны быть заданы ограничения. Оптимальным будет такое управление, при котором целевая функция достигает максимума. По-иному будет ставиться задача на минимум себестоимости продукции. Таким образом, оптимизация управления требует:

1. выбора и формулировки целей управления и в соответствии с ними формирования критерия оптимальности;

2. учета ограничений, определяемых конкретными условиями управления: по ресурсам, результатам, качеству, надежности, времени и т. д.