Глава 4. Управление

71

мой) управления, управляющим устройством и т.п. В реальности блок

управления может быть подсистемой управляемой системы (как

заводоуправление - часть завода, автопилот - часть самолета), но может

быть и внешней системой (как министерство для подведомственного

предприятия, как аэродромный диспетчер для идущего на посадку

самолета). Налицо сложности построения модели состава, обсужденные

в гл. 2.

Итак, схема управления может выглядеть так, как она

представлена на рис. 4.3, на котором обозначены все пять составляющих

процесса целевого управления.

Попутным, но очень важным результатом является то, что мы

установили два первых обязательных шага процесса управления:

1) найти на модели системы нужное управляющее воздействие

U *(Г);

2) исполнить это воздействие на системе.

Этап нахождения нужного управления

Как использовать модель S для поиска наилучшего управляющего

воздействия? Употребив оценочное слово "наилучший", мы должны

точно указать, в каком смысле употребляется эта оценка, т.е. задать

критерий качества. Ясно, что управление тем "лучше", чем "ближе"

выход системы Y(t) к цели Y*(t). Но искать-то это управление мы

будем на модели, поэтому на этапе поиска управления нам придется

считать наилучшим то управление Vm*(t), которое'максимально

приблизит к Y*(t) выход модели YJt).

Если выходы YJt) измеримы численно, то вводится некоторый

числовой критерий ("расстояние" между двумя функциями) г = r(Y*(t),

YJt)), который равнялся бы нулю при совпадении сравниваемых

функций и возрастал при любом их различии. Таких "расстояний" можно

ввести много и по-разному. Например:

/¦,=таХ|^@-Г(г)|, г2=]

uo-no

dt.

Выбрав некоторую меру различия двух функций, нам остается

решить задачу на отыскание такого Ua*(t), которое доставляет

функционалу г минимум (лучше - ноль):

72

Часть 1. Методология прикладного системного анализа

К, =^g\mmr

fuc

f (t),Ym<y(t),U{t)

Для целей, задаваемых нечисловым способом, все равно вводятся

измеримые характеристики близости результата к цели.

Семь типов управления

После подачи на управляемый вход системы найденного воздействия

U *(() система выдаст некоторый выходной процесс Y(t):

Y(t)=S[V(t).UJ(t)l C)

являющийся преобразованием входов оператором системы 51. При этом

возможны различные исходы, требующие различных действий по

управлению системой. Это и порождает различные типы управления.

Первый тип управления -управление простой системой, или

программное управление. Начнем с самого желательного случая - когда

подача на вход системы S воздействия Um*(t), обеспечивающего цель

Y*(t) на выходе модели Sm, приводит к такому же результату и на

выходе управляемой системы S. Это означает, что наша модель Sro

оказалась адекватной, так как система S послушно отработала заданную

цель. В этом случае систему S будем называть простой. Простота

системы есть следствие адекватности модели. Управляющее воздействие

U *(t) в этом случае называется программой, а данный тип

управления - программным управлением.

Такой наиболее благоприятный случай иногда удается реализовать

в практике. Примерами могут служить исправные бытовые приборы,

различные автоматы, компьютеры, стрелковое оружие,

исполнительный работник, идеальный солдат и т.п.

Второй тип управления -управление сложной системой.

Рассмотрим другой крайний случай - когда на найденное на модели

управляющее воздействие Um*(t) система откликается вовсе на так, как модель,

Y(i) не совпадает с Y*(t). Обозначим эту ситуацию соответствующей

терминологией.

Начнем с констатации факта, что имеющаяся у нас модель не

позволила достичь цели; наша модель SK неадекватна. Система 5 ведет

себя неожиданным для нас образом, не подчиняется нашему

управлению ("эта чертова штука ведет себя не так, как ей положено!"). Будем

называть такую систему сложной. Причиной сложности системы при

таком подходе оказывается неадекватность ее модели 5 .