65. Методы анализа и синтеза систем управления

Целью анализа системы управления является:

• детальное изучение системы управления для более эффективного использования и принятия решения по ее дальнейшему совершенствованию или замене;

• исследование альтернативных вариантов вновь создаваемой системы управления с целью выбора наилучшего варианта.

К задачам анализа системы управления относятся:

• определение объекта анализа;

• структурирование системы;

• определение функциональных особенностей системы управления;

• исследование информационных характеристик системы;

• определение количественных и качественных показателей системы управления;

• оценивание и оценка эффективности системы управления;

• обобщение и оформление результатов анализа

Целью синтеза системы управления является [16]:

• создание новой системы управления, на основе новых достижений науки и техники;

• совершенствование существующей системы управления на основе выявленных недостатков, появлении новых задач и требований.

Структурный анализ систем управления

Структурный анализ проводится с целью исследования статических характеристик системы путем выделения в ней, подсистем и элементов различного уровня и связей между ними.

Объектами исследования структурного анализа являются:

различные варианты структур системы управления, которые формируются в процессе ее декомпозиции.

В качестве показателей исследуемых структур целесообразно использовать:

• множество выделенных элементов, отношений и связей;

• характеристики элементов и связей;

• обобщенные показатели структур, характеризующие их влияние на эффективность системы управления (число уровней управления, структурная устойчивость, экономические затраты на поддержание требуемых структурных характеристик и др.)

Структурный синтез систем управления

Структурный синтез проводится с целью обоснования множества элементов структуры, отношений и связей между ними, характеристик элементов и связей, обеспечивающих в совокупности максимальную степень соответствия заданным требованиям.

Объектами исследования структурного синтеза являются различные варианты разрабатываемых (совершенствуемых) структур системы управления.

К основным обобщенным показателям исследуемых структур относятся

• число управляемых объектов;

• время и достоверность доведения информации до управляемых объектов;

• вероятность реализации полного цикла управления с использованием синтезируемой структуры;

• живучесть структуры;

• суммарная стоимость структуры и др.

Функциональный анализ систем управления

Функциональный анализ проводится с целью определения динамических характеристик системы путем исследования процессов изменения ее состояний с течением времени на основе принятых алгоритмов (способов, методов, принципов, концепций) управления. Можно сказать, что функциональный анализ направлен на детальное исследование процессов управления.

Объектами исследования функционального анализа являются реализуемые системой методы и алгоритмы управления, включая общий алгоритм функционирования, содержащий все основные этапы (фазы, функции) управления, и частные методы и алгоритмы, направленные на выполнение отдельных этапов управления.

Функциональный синтез систем управления

Целью функционального синтеза является обоснование оптимальных или рациональных характеристик процессов функционирования системы управления, т.е. процессов изменения ее состояний с течением времени в соответствии с поставленной целью.

Информационный анализ систем управления

Информационный анализ выполняется с целью исследования количественных и качественных характеристик информации, используемой в системе управления.

Объектами исследования являются информационные процессы, протекающие в системе управления.

На основе результатов информационного анализа вырабатываются предварительные рекомендации по разработке информационного обеспечения системы управления, включая способы передачи, обработки и представления информации, состав информации, необходимой для нормального функционирования

системы, структуру информационного обмена и др.

Информационный синтез систем управления

Информационный синтез дополняет задачи функционального синтеза и осуществляется с целью определения требуемых качественных и количественных характеристик информации, используемой в процессе функционирования системы управления.

В ходе информационного синтеза производится обоснование необходимого объема и форм представления информации, методов и средств ее передачи, обработки, хранения, ввода и

вывода.

Параметрический анализ систем управления

Целью параметрического анализа является оценка эффективности системы управления на основе определения количественных значений ее показателей.

Объектами исследования параметрического анализа являются частные и обобщенные показатели системы, образующие иерархическую структуру.

С помощью показателей верхнего уровня определяют

внешние свойства анализируемой (разрабатываемой) системы и оценивают ее влияние на эффективность решения задач системой более высокого уровня.

Показатели нижнего уровня — частные показатели (параметры) системы, которые характеризуют ее структуру, процессы функционирования, информационные потоки или другие свойства.

Параметрический синтез систем управления

Целью параметрического синтеза является комплексное определение согласованных и сбалансированных по уровням исследований системы, требуемых значений ее показателей, включая общие показатели эффективности управления, а также частные показатели структуры, процессов функционирования информации.