Глава 4. Управление

73

РИС. 4.4

Подчеркнем, что

мы ввели специальное

определение

сложности. Есть много других

определений;

некоторые из них связывают

понятие сложности с

много ком понентнос-

тью, разнокачественно-

стью компонент;

многомерностью компонентов

управления и т.д. Мы

будем употреблять

термин "сложный" только

и смысле

недостаточности информации об

управляемом объекте.

Очевидно, что управление сложной системой сводится к

добыванию недостающей информации о системе и последующему

использованию этой инчформации для очередного акта управления. Это

означает, что мы должны совершенствовать модель системы, повышать ее

адекватность.

Будем исходить из предположения, что при построении модели Sm

мы использовали всю доступную информацию о системе - из

учебников, монографий, справочников, Интернета, от экспертов. Тогда

единственным источником информации остается только сама система и

единственным способом извлечения этой информации является

эксперимент с системой.

Эксперимент - это вопрос к системе, на который она дает честный

ответ. Один вопрос мы уже задали. Подавая на управляемый вход

воздействие Um*(t), мы как бы спросили систему: "Дорогая, на это

воздействие ты выдашь на выходе Y*(tO" А она ответила: "Нет, я не

такая! Я откликаюсь функцией Y(t)". Эту полученную информацию надо

включить в модель путем передачи информации по цепи обратной связи

и изменения, коррекции модели так, чтобы она на Um*(t) откликалась

той же функцией Y(t), что и система (рис. 4.4). Теперь модель S стала

более похожей на систему S, по крайней мере на данном примере.

Новую, исправленную и дополненную модель 5™, мы используем

для поиска на ней следующего управляющего воздействия (поэтому

74 ЧАСТЫ. МЕТОДОЛОГИЯ ПРИКЛАДНОГО СИСТЕМНОГО АНАЛИЗЛ|

на схеме введена индексация "Г очередного шага /=1,2,...), Um*(t). И

такие шаги повторяются, постепенно улучшая модель, повышая ее

адекватность.

Итак, алгоритм управления сложной системой таков:

1. На текущей, имеющейся на данный /'-й момент времени, модели

Sm системы ^отыскивается некоторым методом (а методы могут быть

ра'зными: случайный поиск, градиентный спуск, перебор и др.)

управляющее воздействие Um*(t), которое обеспечивает«юлучение

целевой функции Y*(t) на выходе этой модели

2. Найденное воздействие U *(t) подается на управляемый вход

системы S.

3. Наблюдается и фиксируется выход системы Y/t).

4. При расхождении Y.(t) и Y*(l) производится коррекция модели

(за счет ее варьируемых параметров) так, чтобы исправленная модель

Sm как можно точнее повторяла на своем выходе Уш (I) отклик

системы Y/0-

5. Возврат к пункту 1 (/-+/' + 1).

Еще раз обсудим особенности алгоритма управления сложной

системой.

Во-первых, алгоритм имеет циклический, повторяющийся

характер. С каждым циклом Sm улучшается, становится более адекватной,

что повышает эффективность управления, уменьшает сложность

системы. В некоторых случаях удается сложную систему превратить в

простую за конечное число шагов. Примером является случай, когда

вы забыли шифр, набранный вами у автоматической камеры

хранения. Улучшение модели состоит в замене ее строки "на № X возможно

откроется" после неудачной пробы Н« X на строку "на № X не

откроется" и в соответствующем сокращении числа оставшихся вариантов.

В других случаях коррекция модели производится изменением ее

параметров. Например, если модель - уравнение, меняются его

коэффициенты, показатели, добавляются или устраняются члены

уравнения и т.д. Бели модель - физическое устройство, изменяются его

уставки, регулировки, переключения и т.д. Иногда эти действия приводят

к достаточной адекватности модели, т.е. к упрощению системы.

Но есть системы, сложность которых человечеству не удается

исчерпать, несмотря на все старания (природа, общество, экономика,

мышление и т.д.). Это не значит, что их изучение напрасно, оно

просто бесконечно. Их иногда называют очень сложными системами.

Во-вторых, поскольку на каждом шаге будет получаться "не

совсем цель Y*(t)", мы при этом понесем потери. Такова цена незнания.

I ЛЛНЛ 4. УПРАВЛЕНИЕ

75

I Iiim остается только минимизировать неизбежные потери при

управлении сложной системой. Сделать это можно, лишь полностью, без

Потерь используя полученную в очередном эксперименте (шаге уп-

рпнления) информацию, т.е. сделать так, чтобы скорректированная

модель как можно точнее имитировала поведение системы на каждом

ИЗ предыдущих шагов.

Теперь пора привести широко употребляемое название этого

метода, хотя и с некоторой неохотой из-за его лингвистических

особенностей. В ходе формирования профессиональной терминологии для

нужд теории и практики управления каждое очередное управляющее

воздействие стали именовать пробным воздействием или просто

пробой, а расхождение между Y.(t) и Y*(l) - ошибкой. Сам алгоритм

управления сложной системой получил название метода проб и ошибок.

Ич-за этого названия некоторые путают его с "методом тыка".

Кардинальное различие между ними заключается в том, что нужное

воздействие ищется не на самой системе (это и есть "метод тыка"), а на

модели системы, корректируемой по ходу управления. Можно сказать,

что "метод тыка" - самый плохой метод управления сложной

системой, а "метод проб и ошибок" - самый лучший. Хотя и при нем

потери неизбежны - за невежество приходится расплачиваться.

Важно подчеркнуть, что даже при очевидной бесконечности по-

тнания очень сложных систем прогресс все же возможен, и именно

методом проб и ошибок; хотя от точного задания конечной цели

придется отказаться, но в ее сторону можно идти, преодолевая

конкретные "сегодняшние" препятствия, определяя конкретные ограничения,

в рамках которых остается свобода для проб и ошибок.

Третий тип

управлении-управление по пара- . Y(i)

метрам, или регулирова- „J (T*. Y*)

ние. Рассмотрим теперь

случай, промежуточный

между первыми двумя.

Подав Um*(t), мы можем

наблюдать, что поначалу

система идет по

желаемой траектории Y*(t), но

через некоторое время

обнаруживается

расхождение между Y(t) и Y*(t) РИС. 4.5

Юй:

78