Кибернетический подход к описанию систем. Понятия об управлении, системе управления, структурные схемы процесса управления.
Кибернетический подход к описанию систем состоит в том, что всякое целенаправленное поведение рассматривается как управление.
Теория управления в широком смысле – это обобщение приемов и методов, накопленных разными науками об управлении искусственными объектами и живыми организмами.
Под управлением понимается процесс организации такого целенаправленного воздействия на некоторую часть среды, называемую объектом управления, в результате которого удовлетворяются потребности субъекта, взаимодействующего с этим объектом
Состояние
объекта Y
влияет на состояние потребностей
субъекта
,
где
— состояние
i-й
потребности, которое выражается
неотри-цательным числом и характеризует
насущность,
актуальность этой потребности. Свое
поведение субъект строит так, чтобы
минимизировать насущность своих
потребностей
,где
Q
— ресурсы субъекта; q(U)
—
затраты
на удовлетворение потребностей.
Пусть
— решение задачи.
называется
алгоритмом
управления
где
— алгоритм,
позволяющий синтезировать управление
по состоянию
среды X
и
текущих потребностей
.
Алгоритм
управления
, которым
располагает субъект, определяет
эффективность его функционирования в
данной среде. Зачастую
алгоритм управления имеет рекуррентный
характер:
,
что
позволяет на каждом шаге улучшать
управление, например, в
смысле уменьшения потребностей
.
Здесь
на первом этапе определяется цель
управления
. Эта
задача решается на интуитивном уровне,
в результате чего и определяется связь
цели, состояния среды
и текущих потребностей
,
где
— алгоритм
определения цели
в
зависимости от текущих потребностей
и
состояния внешней среды X
. На
втором этапе определяется
управление
, реализация
которого обеспечивает
достижение цели
.
Имея
цель управления
, синтезируется
управление
,
где
— алгоритм управления. Первую
функцию
выполняет
субъект, а вторую
— синтезированное
управляющее устройство (УУ) или орган
управления (ОУ).
и
— датчики,
оценивающие состояние среды и объекта.
Результаты измерений
образуют исходную информацию
для
устройства управления,
которое на этой основе вырабатывает
команду управленияU,
являющуюся
информацией о том, в какое положение
должны
быть приведены управляемые входы
объекта. Осуществление
управляющих воздействий, имеющих уже
не информационный, но реальный смысл,
реализуется
исполнительным модулем (ИМ),
или
каналом управления
.
Таким образом, управление в широком
смысле определяется
четверкой данных
Управление – целенаправленная организация того или иного процесса, протекающего в системе. В общем случае процесс управления состоит из четырех элементов:
— получение информации о целях управления { } ;
— получение информации о состоянии среды и результатах управления ;
— анализ полученной информации и выработка информационного решения U ;
— исполнение решения, то есть осуществление управляющих физических воздействий U’ .
Процесс управления – это информационный процесс, каждая фаза которого протекает во взаимодействии с окружающей средой при воздействии различного рода помех.
Система управления (СУ) как совокупность взаимо-действующих между собой объекта управления и органа управления, деятельность которых направ-лена на достижение цели.