1.4 Самоорганизующиеся и самообучающиеся сау

В самоорганизующихся системах по заданному показателю качества система, путем автоматического поиска, используя специальные вычислительные устройства – анализаторы, выбирает из нескольких возможных структур ту, которая обеспечивает экстремальное значение показателя качества. В таких системах изменение структуры может осуществляться непрерывно или периодически.

При проектировании в самоорганизующейся системе предусматривается возможность автоматически из отдельных элементов собирать структуру системы, которая обеспечивает экстремум заранее заложенного в систему критерия качества.

В самообучающихся системах структура и алгоритм управления на основе накопленного опыта постепенно совершенствуются. В начальный период использования после изготовления они практически совсем не приспособлены к работе, однако затем постепенно «учатся» решать поставленные перед ними задачи. В таких системах вначале используются любой случайный алгоритм управления и любая случайная структура. Если данный вариант системы не решил задачу, то система перестраивается и выбирает другой вариант работы, и т. д. Если, наконец, выбранный очередной вариант структуры или алгоритм привел к решению поставленной задачи, то он запоминается. Если в процессе обучения в систему вводится дополнительная информация, то говорят, что система обучается учителем. Учителем называют любой источник дополнительной внешней информации независимо от его физической природы. Учителем САУ может быть человек или другая САУ. Если система в процессе работы улучшает свое функционирование только на основе исследования рабочей информации, то говорят, что она обучается без учителя, то есть самообучается. Самообучающиеся системы – наиболее совершенные и наиболее сложные автоматические системы управления (АСУ).

1.5 Автоматизированные су

Существует большое количество объектов, управление которыми необходимо осуществлять совместными действиями человека и технических устройств, то есть использовать человеко-машинную систему управления. Системы управления, в контуре управления которых для реализации цели системы совместно функционируют человек (человеческие коллективы) и технические средства переработки информации, называют автоматизированными системами управления (АСУ).

В качестве основного технического средства переработки информации в АСУ используется ЭВМ.

Распределение функций по управлению объектом между человеком и ЭВМ может осуществляться различными способами. На ЭВМ в АСУ возлагаются функции подготовки информации, необходимой для выбора рационального управляющего воздействия. Принятие решения, как правило, остается за человеком.

Человек может выполнять различные функции в АСУ, или, как говорят, может быть несколькими способами включен в контур управления.

По виду объекта управления АСУ принято делить на системы управления технологическими процессами (АСУТП) и системы организационного управления (АСОУ).

Объектом управления в АСУТП является технологический процесс в широком смысле этого понятия (управление станком, поездом, ракетой, энергетической установкой). Такая система выполняет не отдельные операции, а весь комплекс операций по управлению процессом. Она осуществляет пуск и остановку агрегата, выбор оптимального режима ведения процесса, определение сроков проведения ремонта и профилактических осмотров, а также проводит расчет комплекса технико-экономических показателей ведения управляемого процесса.

Основная задача автоматизированных систем организационного управления состоит в обеспечении оптимальных условий функционирования ОУ (завода, отрасли) путем оптимального распределения заданий между отдельными частями, из которых состоит объект (цехами, службами), и обеспечении их эффективного взаимодействия.

В зависимости от вида объекта управления АСОУ подразделяют на автоматизированные системы управления предприятиями и автоматизированные системы управления отраслью народного хозяйства. По функциональному назначению АСОУ выделяют:

1. автоматизированные системы плановых расчетов;

2. автоматизированные системы управления строительством;

3. автоматизированные системы управления материально-техническим снабжением.

В АСУ широкое распространение приобрел принцип иерархии. Использование иерархического принципа позволяет сложную задачу управления разбить на совокупность более простых задач и использовать для управления более простые и, следовательно, более дешевые и надежные управляющие устройства. При организации системы по иерархическому принципу важно правильно согласовать цели, стоящие перед каждым уровнем управления. Необходимо, чтобы при достижении цели на нижнем уровне обеспечивалось приближение к цели, стоящей перед системой в целом.

Одной из важных особенностей Асу является то, что параметры ОУ в процессе функционирования системы существенно изменяются, причем часто заранее непредвиденным образом, то есть их можно считать случайными функциями времени. Для того, чтобы АСУ эффективно выполняла возложенные на нее задачи, она должна приспосабливаться к изменениям внешней среды и характеристик ОУ, то есть быть адаптивной системой. Такую систему необходимо проектировать как самоорганизующуюся и самообучающуюся, то есть адаптивную.

АСУ, как правило, предназначены для обеспечения оптимального управления объектом. Задачи управления, возникающие в АСУТП, могут быть описаны и решены при помощи моделей и методов оптимизации управления, используемых в САУ. Однако для управления используют некоторые специфические модели и методы – так называемые методы и модели исследования операций.

К этим методам относятся методы линейного, нелинейного и стохастического программирования, методы теории игр, теории массового обслуживания, теории расписаний и другие.