Основные понятия теории управления.

Некоторая общая терминология.

Приведем определения ряда терминов, используемых в рамках рассматриваемого курса.

Система - это совокупность объектов, соединенных определенными отношениями (связями).

Объект системы - это элемент, выполняющий определенные функции и не подлежащий дальнейшему расчленению.

Систему можно рассматривать как некоторую целостность, состоящую из взаимосвязанных частей (элементов), каждая из которых вносит свой вклад в характеристику целого.

Структура системы - это состав объектов системы и способ их объединения (совокупность связей).

Модель - это комплекс (набор, совокупность) представлений о тех или иных свойствах объекта и их взаимосвязях. Он формируется в виде описания объекта на обычном языке, фиксируется на бумаге (другом носителе информации) в виде рисунка, чертежа, графика, уравнений, формул или реализуются в виде макетов, механизмов, устройств.

Модель - это искусственно созданный объект в знаковой или предметной области (форме).

Модель аналогично исследуемому объекту отображает, воспроизводит его в каких-то аспектах, а моделирование базируется на умозаключении по аналогии.

Понятие об управлении.

В окружающем нас мире повсюду протекают различные процессы управления: жизнедеятельностью, обществом, коллективами людей, техникой и т.д.

Управление - это деятельность по организации какого-либо процесса, которая обеспечивает достижение поставленных целей.

Цели - это конкретные конечные состояния или желаемые результаты.

Теория управления - научная дисциплина о процессах управления и их общих закономерностях.

Основные принципы управления.

Примером, достаточно простым, является управление автомобилем. Сидя за рулем, водитель 1)знает куда ехать; 2)видит дорогу и куда идет машина; 3)принимает решение на основе оценки обстановки об изменении направления и скорости движения; 4)если надо, поворачивает руль.

Процесс управления состоит из следующих 4-х элементов управления:

1) Получение информации о задачах управления (цель);

2) Получение информации о результатах управления;

3) Анализ полученной информации и выработка решения;

4) Исполнение решения, т.е. осуществление управляющих действий.

Отметим, что субстратом (основой) процессов управления является информация.

Решение - это некое предписание к действию для объекта управления.

Принятие решения - выбор наилучшего в некотором смысле варианта решения.

Для управления необходимо иметь:

1) Источник информации о задачах (целях) управления,

2) Источник информации о результатах управления,

3) Устройство для анализа полученной информации и выработки решения,

4) Исполнительные устройства, реализующие управляющие действия.

В организации процесса управления большую роль играет получение информации о результатах управления. При наличии такой информации решение об управляющих действиях существенно зависит от результатов управления. Другими словами, первичный элемент - управляющее действие - зависит от вторичного элемента - вызванного управляющим действием поведения объекта управления. Получается как бы замкнутый круг, цепочка: причина (управляющее воздействие), вызывающая изменение состояния объекта управления, ставится в зависимость от того, какой результат (следствие) она вызывает. Такая взаимосвязь называется обратной связью.

Обратная связь - связь причины и следствия в контуре управления.

Обратная связь - это воздействие выходной величины некоторой системы на вход этой же системы или в более широком смысле - воздействие результатов функционирования некоторой системы на характер этого функционирования.

Принцип управления с обратной связью:

Обратная связь бывает положительная и отрицательная.

Положительная связь - если в результате управления объект управления увеличивает причину действия (объект управления “самовозбуждается”, дестабилизируется).

Отрицательная - если результат управления уменьшает причину действия. При отрицательной обратной связи объект управления стабилизируется. Обратная связь направлена на уменьшение отклонения системы от желаемого (или некоторого первоначального) состояния.