КР1 (Болсунов Константин Николаевич)

этом неизменными остаются информационное и морфологические описания (в отношении элементного состава).

4. Какая подсистема называется "управляющей", а какая - "управляемая"?

Характерной особенностью управляемой системы является ее способность изменять поведение, местоположение, переходить в новое состояние под влиянием различных управляющих воздействий - команд, поступающих от управляющей системы. При этом всегда подразумевается наличие некоторого заранее определенного множества возможных состояний, из которых осуществляется выбор. Управление связано с реакцией на воздействия, для чего необходима связь между управляющей и управляемой системами (подсистемами).

5. Определите понятие "процесс" как реализацию возможности управления в системе.

Лечебно-диагностический процесс ЛДП – это процесс, в ходе которого изменяется или корректируется состояние биологического объекта БО.

5

6. Как связаны понятия «процесс» и «состояние системы»?

Переход системы из одного состояния в другое под воздействием внутренних или внешних факторов – является процессом Состояние - обобщенная характеристика системы, определяемая значениями

ее характеристических параметров, параметров ее составляющих, положением в пространстве, а также значениями их производных во времени и в пространстве.

7. Что составляет суть процессов управления? Какие параметры системы необходимо учитывать при оценке ее состояния?

Переход системы из одного состояния в другое является процессом, а совокупность процессов составляет сущность управления, при этом управление обязательно предусматривает наличие управляющего канала. Учитывать характеристические параметры, параметры ее составляющих, положение в пространстве, а также значения их производных во времени и в пространстве.

8. Что такое «управляющее воздействие»?

Характерной особенностью управляемой системы является ее способность изменять поведение, местоположение, переходить в новое состояние под влиянием различных управляющих воздействий - команд, поступающих от управляющей системы. При этом всегда подразумевается наличие некоторого заранее определенного множества возможных состояний, из которых

осуществляется выбор.

9. Какие связи необходимы для организации управления?

Управление связано с реакцией на воздействия, для чего необходима связь между управляющей и управляемой системами (подсистемами). Связи, через которые обеспечивается передача воздействий, - эфферентные связи. Связи, через которые обеспечивается обратная связь (информация о произошедших изменениях), - афферентные связи. Связи могут быть: вещественными, энергетическими, информационными.

6

10. В чем состоит "принцип организованности" системы? Определите задачи изучения степени организованности системы.

Свойством управляемости обладают не любые системы. Необходимым условием хотя бы потенциальной управляемости обладают только т.н. “организованные” системы, отвечающие принципу организованности, т. е. обладающие определенной структурой, целесообразным составом элементов и наличием необходимых связей между ними (см. главу 2).

11-14 Какие виды информации необходимы для организации управления? Какие виды информации необходимы для организации процессов управления?

Управление связано с формированием процессов, определяющих целенаправленное поведение системы в рамках имеющегося ресурса; при этом неизменными остаются информационное и морфологические описания (в отношении элементного состава).При этом всегда подразумевается наличие некоторого заранее определенного множе-ства возможных состояний, положений, форм поведения управляемой системы, из ко-торых осуществляется выбор. Управляющая информация может формироваться по ходу изменений ситуации на основании апостериорной информации о внешней среде и информации о внутреннем состоянии системы или заранее, когда на основании априорной информации предсказывается развитие ситуации.

12. Какой тип управления определяется как "внешнее управление"?

Различают “внешнее” и “внутреннее” управление. Внешнее управление осуществляется со стороны другой системы или среды, а внутреннее управление происходит со стороны одной из подсистем, поэтому выделяют управляющую и управляемую подсистемы (системы) (рис. 4.1). Часто их функции воздействия друг на друга весьма сложно переплетаются, особенно в биологических и биотехнических системах.

7

13. Как формируется закон управления

Зависимость управляющего действия от состояния системы и среды определяет закон управления, который задает по существу способ достижения этой функции. Его можно выразить, в математической, логической или лингвистической формах; способ его формирования зависит от типа и свойств системы.

15-16 Какая информация определяется как "осведомительная", какая информация входит в состав осведомительной? Какая информация определяется как " управленческая " или командная"? На основании каких данных формируется команда управления?

-осведомительную информацию, необходимую для принятия решений.

-управленческую (управляющую, командную) информацию, содержащую команды, в соответствии с которыми осуществляется переход в новое состояние.

Осведомительная информация о режимах работы, состоянии, параметрах и т. д. направляется от управляемой подсистемы к управляющей подсистеме, которая может также получать информацию о параметрах ОС, через афферентные связи от рецепторной подсистемы, которая может быть достаточно разветвленной.

Формированию управленческой информации предшествует процедура обработки осведомительной информации (для этих целей служит рефлексивная подсистема). Сбор информации, ее кодирование, отбор и классификацию, передачу, декодирование, отображение, хранение и т. д.

8

17. Как определить длительность цикла управления? В чем проявляется эффект запаздывания сигнала управления?

Самые сложные законы управления могут быть представлены

последовательностью сравнительно простых единичных фактов, фактов переработки "порций" управленческой информации, эта последовательность определяет алгоритм управления. Время от поступления очередной порции информации до формирования управляющей команды называется длительностью цикла управления TУ. Эта длительность не должна превышать времени TД допустимого принятия решения в соответствии с условиями работы системы, т.е. TУ<TД. Иначе возникает эффект запаздывания (связан с задержкой поступающих команд по отношению к реальному состоянию системы), приводящий к

рассогласованию поступающих команд и реального состояния системы,

что может привести к ее гибели.

Длительность цикла управления складывается из нескольких составляющих:

TУ = tП +tА +tК,

где tП – время поступления всей осведомительной информации; tА – время анализа этой информации; tК – время для принятия решений и передачи команды на исполнительную подсистему.

18. Как формируется закон управления по принципам реакции, стереотипа, при моделировании внешней среды.

Управление предопределено целевой функцией системы.

Зависимость управляющего действия от состояния системы и среды

определяет закон управления, который задает по существу способ достижения этой функции. Его можно выразить, в математической, логической или лингвистической формах; способ его формирования зависит от типа и свойств системы.

Командная информация может формироваться по ходу изменений ситуации на основании апостериорной информации о внешней среде и информации о внутреннем состоянии системы или заранее, когда на основании априорной информации предсказывается развитие ситуации.

9

19. В чем состоит роль обратных связей при обеспечении высокой эффективности системы?

РОЛЬ ОБРАТНЫХ СВЯЗЕЙ:

•Положительная обратная связь – способствует повышению чувствительности системы, но снижает устойчивость системы.

•Отрицательная обратная связь – способствует повышению устойчивости, но снижает чувствительность системы.

Обратные связи, в основном, выполняют контролирующую функцию для обеспечения качества управления процессами; их направленность противоположна направлению выполнения функции. Из теории управления известно, что обратные связи повышают устойчивость системы к

шумам и помехам.

20. Определите роль положительной и отрицательной обратных связей в управлении системой.

Обратные связи можно разделить на положительную и отрицательную. Положительная обратная связь увеличивает чувствительность системы, отрицательная обратная связь способствует ее устойчивости. Совместное их действие может оказать сильное формирующее влияние на процессы для поддержания их уровня при случайных внешних воздействиях. (см. вопрос 19)

21. Какие принципы формирования команд Вам известны?

Принципы формирования команд:

-централизация и децентрализация;

-иерархическая структура формирования;

-программное управление;

-синергии, блочное управление;

10

-предсказание развития ситуации;

-наличие текущих данные о среде и состоянии системы.

22. Как формируется управление по отклонению? Приведите соответствующую схему.

Принцип управления по отклонению-принцип обратной связи: контроль выходного действия.

принцип управления по отклонению. Через цепь отрицательной обратной связи выходная функция y(t), преобразованная в эквивалентное входное воздействие x*(t), вычитается из управляющего входного воздействия x(t). Разность воздействий x(t)-x*(t) через блок преобразования и регулятор (исполнительное устройство, эффектор) управляет регулируемым объектом. За счет контура обратной связи обеспечивается поддержание постоянства выходной функции y(t) независимо от воздействия помех (t), которые могут повлиять функционирование регулятора и регулируемого объекта.

11

23. Как формируется управление по возмущению? Приведите соответствующую схему. Что такое " форпостное " управление?

Принцип управления по возмущению-принцип прямого управления: контроль возмущающего фактора

принцип управления по возмущению, основу которого составляет измеритель уровня внешнего возмущающего фактора (t) случайной природы. Блок преобразования управляет исполнительным механизмом (регулятором) так, чтобы воздействие этого фактора на регулируемый объект было бы компенсировано воздействием со стороны регулятора.

Известны и другие механизмы управления, например:

- “форпостное” управление, управление на основе предсказания (прогнозирования) развития ситуации во внешней среде и т.д.

24. Дайте определение понятия " алгоритм управления"? Сформулируйте основные свойства алгоритма управления

Управление предопределено целевой функцией системы. Зависимость управляющего действия от состояния системы и среды определяет закон управления, который задает по существу способ достижения этой функции. Его можно выразить, в математической, логической или лингвистической формах; способ его формирования зависит от типа и свойств системы.

Законы управления чрезвычайно разнообразны, их сложность изменяется в широких пределах. Вместе с тем, самые сложные законы управления могут быть представлены последовательностью сравнительно простых единичных фактов, фактов переработки "порций" управленческой

12

информации, эта последовательность определяет алгоритм управления.

Время от поступления очередной порции информации до формирования управляющей команды называется длительностью цикла управления TУ. Эта длительность не должна превышать времени TД допустимого принятия решения в соответствии с условиями работы системы, т.е. TУ<TД. Иначе возникает эффект запаздывания, приводящий к рассогласованию поступающих команд и реального состояния системы, что может привести к ее гибели.

Длительность цикла управления складывается из нескольких составляющих:

TУ = tП +tА +tК,

где tП – время поступления всей осведомительной информации; tА – время анализа этой информации; tК – время для принятия решений и передачи команды на исполнительную подсистему.

Если принятие решений зависит от человека, то уменьшение времени TУ связано с решением ряда технических проблем, среди которых - минимизация осведомительной информации (поиск наиболее информативных для решаемой задачи данных), оптимизация устройств отображения и пультов управления, обучение человека навыкам мыслительной работы по анализу информации и принятию решений и т.п.

25. Как формируется закон управления по принципам реакции, стереотипа, при моделировании внешней среды.

Все многообразие вариантов поведения управляемой системы можно разделить на три группы:

-реакция, представляющая собой простой механизм поведения, включающийся вслед за изменением выходной функции. Примерами такого управления в живых системах служат рефлексы;

-стереотип, при котором поведение системы строится по заранее определенной программе, которая отработана системой и стала для нее стандартной (типовой). Примерами могут служить работа станков с ЧПУ, действия водителя по управлению транспортным средством, работа вычислительного комплекса по стандартной программе обработки

13

информации и многие другие системы;

- моделирование как поведение, при котором каждый поведенческий акт системы учитывает ее текущее состояние, параметры ОС,

преследуемые цели. Формирование закона управления в этом варианте требует анализа информации и распознавания ситуации. Между ситуациями и поведением системы должно устанавливаться соответствие, оценка которого составляет основу управления, а ошибки распознавания влекут за собой ошибки управления и возможную гибель системы.

Для сложных систем характерно сочетание различных способов управления, и особенно формирование поведения на основе моделирования и прогнозирования развития ситуации в Окружающей Среде, чем можно объяснить то разнообразие поведения, с которым встречается исследователь при изучении, например, живых систем.

26. Что такое "тезаурус"? Зачем необходимо знание характеристик внешней среды при формировании закона управления?

В основе языкового моделирования лежит некоторый тезаурус, который образуется из набора понятий исследуемой предметной области, причем этот набор должен быть фиксированным. Под тезаурусом понимается словарь, отражающий связи между словами или иными элементами данного языка, предназначенный для поиска слов по их смыслу.

Традиционный тезаурус состоит из двух частей: списка слов и устойчивых словосочетаний, сгруппированных по смысловым (тематическим) рубрикам; алфавитного словаря ключевых слов, задающих классы условной эквивалентности, указателя отношений между ключевыми словами, где для каждого слова указаны соответствующие рубрики. Такое построение позволяет определить семантические (смысловые) отношения иерархического (род/вид) и неиерархического (синонимия, антонимия, ассоциации) типа.

Между тезаурусом и обычным словарем имеются принципиальные различия. Тезаурус — словарь, который очищен от неоднозначности, т.е. в нем каждому

14