4.7. Типи способів керування й регулювання

Завдання керування системою - попереджати її руйнування й відхилення від ефективного досягнення цілей. У цьому змісті керування являє собою функцію системи, спрямовану на втримання (у припустимих межах) відхилень системи від заданих цілей. Але керування в цьому випадку повинне забезпечуватися вимірністю одержуваних результатів і порівнянням їх із заданими; можливістю коректування керуючих впливів; швидким (упреждающим) зміною системи відповідно до зміни зовнішнього середовища.

Якісні й кількісні зміни, що відбуваються в системі, пов'язані зі змінами параметрів системи в часі й у просторі. Динаміку змін співвідношення між станами входу й виходу системи називають поводженням системи.

Якщо під управлінням системи розуміють процес одержання заданого результату при спрямованому впливі на вхід системи, то зворотний зв'язок дозволяє системі самостійно реагувати на вплив зовнішнього середовища й пристосовуватися до неї. У цьому випадку говорять, що система має властивість виробляти внутрішній вплив і є самокерованою.

Самоорганізація являє собою процес упорядкування системи за рахунок взаємодії її складових. Однієї з основних характеристик самоорганізації є те, що процеси, що відбуваються в системі, не володіють постійної в часі структурою, зміни відбуваються спонтанно й лише частково залежать від зовнішніх впливів.

системи, Що Самоорганізуються, мають наступні властивості:

здатністю змінювати середовище у своїх цілях;

пристосовністю до змін зовнішнього середовища;

непередбачуваністю поводження;

здатністю до самонавчання.

Класифікацію по способах керування побудують залежно від того, звідки виходить керуючий вплив: чи управляється система самостійно або ззовні або керування є комбінованим.

Зазначені підсистеми можуть бути представлені підсистемами більше деталізованими. Наприклад, залежно від ступеня популярності траєкторії, що приводить до заданої мети, і можливості керуючої системи втримувати керовану систему на заданій траєкторії, системи, керовані ззовні, можна представити наступними підсистемами.

Керування без зворотного зв'язка. У цьому випадку траєкторія руху підсистеми відома точно, і зворотний зв'язок між керованою й керуючою системами відсутній. Наприклад, куля, випущена з рушниці, летить по заданій траєкторії.

Регулювання. Застосовується в тому випадку, коли є можливість повернути систему на задану траєкторію. Наприклад, студент, що не здав іспит, повинен вивчити матеріал за курсом.

Керування по параметрах. Здійснюється в тому випадку, коли неможливо задати траєкторію руху керованого об'єкта на весь період часу, тому потрібно «поднастройка» системи. Наприклад, що управляють впливи водія, що їде на машині по проселочной дорозі.

Керування за структурою. Застосовується в тому випадку, якщо жоден з параметрів не забезпечує визначення траєкторії. У цьому випадку ціль недосяжна, і доводиться міняти структуру системи. Прикладом може служити неплатоспроможне підприємство, підмет реструктуризації.

Типологія способів керування системно представлена на мал. 4.8.

Рис. 4.8. Класифікація типів способів керування

Схематично самокерована система може бути представлена моделлю, зображеної на мал. 4.9.

Змінні розрізняють по типах. Кількісні змінні можуть бути дискретними, безперервними й змішаними. Якісні - мають формалізований опис або опис утримування.

Самі оператори систем (S і C) можуть відповідати моделі «чорного ящика» або моделі «білого ящика». Вони можуть бути не параметризованными, коли S і C відомі частково, або параметризованными, коли їхнє втримування відомо до параметра. Оператори також можуть бути й змішаними.

Для побудови самоорганизуемой системи в загальному виді необхідно описати природу (походження), типологію й внутрішню структуру систем С и S; розглянути типи змінних X, Y, Z; конкретизувати тип відображення елементів між системами S і C (тобто  визначити тип оператора); розглянути способи керування двох систем (критерії й способи одержання керуючих впливів U) і наприкінці вийти на завдання умов одержання необхідних впливів.

З теорії систем відомо, що самокеровані системи для досягнення мети, що коштує перед ними, змінюють у часі свої параметри (у першу чергу свою структуру) не стільки в результаті впливів ззовні, скільки шляхом генерування й реалізації рішень внутрішніми підсистемами й елементами самої системи. По суті, має місце перебір всі нових і нових моделей систем доти, поки не буде знайдена модель системи, що забезпечує влучення системи в задану цільову область.

Рис. 4.9. Загальна схема функціонування систем: X – вхідні параметри; Y – вихідні параметри; Z – опис внутрішніх змінні системи З; C – керована система; S – керуюча система; V – керуючого впливу зовнішнього середовища; U – керуючого впливу системи S; A1, А2, А3 – сигнали; S1, S2 – підсистеми керуючої системи; N – нормування

Контрольні питання

1. Що розуміють під моделлю найчастіше?

2. По яких ознаках можна класифікувати моделі?

3. Які межі істинності можна допустити стосовно моделей?

4. Що називається язиковою моделлю?

5. Дайте перше визначення системи.

6. Що являють собою мета й проблема як моделі?

7. Що таке модель «чорного ящика»?

8. Приведіть приклад моделі «чорного ящика».

9. Що є причиною множинності входів і виходів у моделі «чорного ящика»?

10. Що являє собою модель складу?

11. Що називається елементом системи?

12. Приведіть приклад моделі складу.

13. Що являє собою модель структури? Приведіть приклад.

14. Після побудови якої моделі можна приступитися до побудови моделі структури?

15. Дайте друге визначення системи.

16. Що називається графом? Приведіть приклади графів, використовуваних у теорії систем і теорії керування.

17. Які підсистеми включають природні системи?

18. Які підсистеми включають штучні системи?

19. Які підсистеми включають змішані системи?

20. Чим детерміновані системи відрізняються від імовірнісних?

21. Приведіть приклад складних детермінованих систем.

22. Охарактеризуйте втримування класифікації систем по способах керування.

23. Приведіть приклади підсистем, керованих ззовні.

24. У чому складається суть регулювання систем?

25. У чому укладається керування по параметрах?

26. У чому укладається керування за структурою?

27. Які особливості самокерованих систем?

Розділ 5. Аналіз систем