1.5. Управление
Под управлением в самом общем виде будем понимать процесс формирования целенаправленного функционирования системы посредством информационных воздействий, вырабатываемых человеком (группой людей) или устройством при изменяющихся внутренних и (или) внешних условиях.
К задачам управления относятся целеполагание, стабилизация, выполнение программы, слежение и оптимизация.
Задача целеполагания - определение требуемого состояния или поведения системы.
Задача стабилизации - удержание системы в существующем состоянии в условиях возмущающих воздействий, т.е. обеспечение устойчивости функционирования.
Задача выполнения программы - перевод системы в требуемое состояние в условиях, когда значения управляемых величин изменяются по известным детерминированным законам.
Задача слежения - удержание системы на заданной траектории (обеспечение требуемого поведения) в условиях, когда законы изменения управляемых величин неизвестны или изменяются.
Задача оптимизации - удержание или перевод системы в состояние с экстремальными значениями характеристик при заданных условиях и ограничениях.
Основными группами функций системы управления являются:
функции принятия решений (функции преобразования содержания информации);
рутинные функции обработки информации;
функции обмена информацией.
Рассмотрим общую принципиальную схему системы управления. Любое управление предполагает наличие объекта управления (управляемой системы), аппарата или других средств, которые непосредственно осуществляют процессы управления, и внешней среды.
О
бъект
управления вместе с управляющей системой
образует замкнутую систему управления.
X – вектор воздействия
внешней среды на объект управления; Y
– вектор реакции системы на воздействие
X.
Обратная связь – это связь, с помощью которой управляющая система воздействует на объект управления. Входным сигналом для обратной связи является выходной сигнал системы Y. Если этот сигнал не соответствует целям управления замкнутой системой, то управляющая система вырабатывает воздействие обратной связи – вектор ΔX, которое вместе с X поступает на вход объекта управления.
В правильно работающей системе сигнал обратной связи – вектор X + ΔX должен способствовать улучшению качества функционирования замкнутой системы управления. Количественные оценки степени достижения цели в модели управления даются в виде значения целевой функции (функционала), а условия, в рамках которых функционирует система, - в виде ограничений модели. Цель оптимального управления – нахождение наилучшего, с точки зрения принятого условия, критерия оптимизации.
В технике воздействия управляющих систем на объекты управления осуществляются через обратную связь с помощью разного рода усилителей, рулевых приводов и других механизмов. В экономике это могут быть изменения рыночных цен, государственных заказов, курсов валют, процентных ставок, курсов акций и других ценных бумаг – т.е. факторы управления процессами производства и распределения продукции.
Обратная связь является средством гибкого управления, когда конкретное управляющее решение вырабатывается в зависимости от сложившейся ситуации – возмущения установленного функционирования системы.
Не в каждой системе управление осуществляется с помощью обратной связи. Т.е. управляющее воздействие не всегда бывает связано с конкретным состоянием на выходе системы. Простейшая из таких систем без обратной связи – управление уличным движением с помощью светофора. Другие примеры управления без обратной связи: уставы, кодексы, инструкции и наставления, регламентирующие управляющие действия в заданных условиях.
Лекция 2 Принципы и структура системного анализа. Модели сложных систем