3. Если для оператора известен перечень его параметров qі и неизветных их значения, то такие системы называются параметризованными и в зависимости от вида параметров и их взаимных связей, создающих оператор S можно посторить дальнейшую классификацию системы.
4. Известен перечень параметров и их значение. Система «белый ящик».
По источнику управления все системы можно разделить на 3 класса:
1) управляемый извне, когда оператор управления S находиться во внешней системе или представлен человеком;
2) самоуправляемые, при этом источник управляющего оператора S является составным блоком системы.
3) комбинированное управление, при котором часть управляющих воздействий возникают внутри системы, а часто – снаружи от других систем или человека.
Независимо от нахождения источников управляющих воздействий различаю 4 способа управления. Рассмотрим их на примере самоуправляемых систем:
1) программный способ управления подразумевает наличие полной информации о свойствах системы и окружающей среду и полной их предсказуемости.
В этом случае система управления по жестко заданной программе. Другими словами траектория движения системы к цели известно заранее и полностью, поэтому управляющее воздействие способна однозначно вести систему по необходимой траектории (компьютерные программы, эмбрион).
В этом способе управления наличие общей обратной связи не предусматривается из-за общей предсказуемости системы.
2) автоматическое регулирование в ряде случаев возмущающее воздействие или свойство системы отличаются от заранее предполагаемых и при программном управлении системы сошла бы с траектории, ведущей к цели. В этом случае к программному управлению необходимо добавлять корректирующее воздействие, возвращающее систему на заданную траекторию.
При этом предполагается, что корректирующее воздействие небольшое по уровню по сравнению с программным воздействием. Такой способ управления называется регулированием.Примером такого регулирования является работа автопилота, рефлекторные реакции животных.
3) параметрическое регулирование.
В ряде случаев невозможно разработать базовую программу на всю траекторию движения к цели и малых регулирующих воздействий оказывается недостаточно для удержания системы на необходимой траектории. В этом случае для достижения цели необходимо прогнозировать поведение системы на некотором участке траектории и при необходимости подстраивать параметры управляющего оператора – это и будет особенностями параметрического управления. Примерами являются работа шофера, адаптация организма к изменению условий окружающей среды и т.д.
4) самоорганизация.
В ряде случаев никакая комбинация программных, регулирующих или параметрических воздействий не может привести систему к цели, но если эта цель достижима для другой системы, то изменение структуры исходной системы к этой новой является 4м способом управления – самоорганизация. Примером является сельскохозяйственные машины со сменными устройствами, мутации организма при естественном отборе.
Лекция 7
Понятие о больших и сложных системах
Для того, чтобы модель заработала, т.е. начала выполнять свои функции (была актуализована) необходимо использовать некоторые ресурсы. Ее, возможно, необходимо воплотить в реальном виде, в этом случае нужны материальные ресурсы. Возможно, для начала функционирования ей нужна энергетическая подпитка, тогда нужны энергетические ресурсы. Для того чтобы система выполняла свои функции без ошибок и вовремя ей, возможно, понадобятся информационные ресурсы.
Поскольку обеспеченность модели необходимыми ресурсами из перечисленных, в полной мере не всегда, возможно, возникают принципиально различающееся ситуации, в зависимости от того на сколько управление системой обеспеченно указанными ресурсами. В связи с этой обеспеченностью системы принято классифицировать следующим образом:
Рисунок
1
Рассмотрим системы на рисунке 1 в примере. По энергетической обеспеченности системы могут быть обычными: автомобиль, лошадь на лугу.
Энергокритические системы могут быть проиллюстрированы работой спутника, межзвездного летательного аппарата, самолета в момент отказа двигателей, лошадь в пустыне. В этом случае ограниченность энергии приводит к дилемме имеющуюся энергию необходимо разделить между объектом управления и устройством управления, т.е. его моделью.
В обычных системах энергопотребление объектов управления на порядки превышает энергопотребление модели. В энергетических системах эти энергопотребления сравнимы.
Малые системы полностью обеспечены материальными ресурсами – это означает, что большая часть материальных ресурсов используется по основному назначению объектом управления, а управляющая система, т.е. модель, требует лишь малую долю всех материальных ресурсов. В качестве примера малой модели можно привести персональный компьютер, отображающий страницу интернета, в качестве другого – пустой грузовик, движущийся по дороге.
Большие системы характерны недостатком материальных ресурсов, что означает, что объект управления и модель требуют сравнимое количество ресурсов. В качестве примера – сложные компьютерные программы, работающие в реальном масштабе времени, перегруженный грузовик.
Простыми являются системы, для которых изменяется исчерпывающее количество информационных ресурсов. Информации много и информационная модель полная. В качестве примера – родной язык общения, кодовый замок, если код неизвестен.
Сложными называются системы, обладающие недостатком информационного ресурса, т.е. информация о них неполная или недостаточная.
В качестве сложной системы можно привести пример – изучение иностранного языка.
Имеется 2 способа перевода системы из разряда сложной в простой.
1. Выяснение конкретных сложностей и получение недостающей информации с последующим включением ее в модель. Такой подход является основной задачей любой науки.
2. Изложение цели системы. Однако в технических системах такой подход не применяется.
Также существует 2 способа перевода систем из категории больших в малые. Во-первых, использовать более мощные вычислительные средства (если речь о компьютерах) и запастись большим количеством материальных ресурсов.
Во-вторых, осуществить декомпозицию многомерной задачи на совокупность связанных задач меньшей размерности, если природа системы это позволяет.
Чтобы нагляднее показать разницу между большими и сложными системами необходимо отметить, что, возможно, и комбинации систем обеспеченности материальными и информационными ресурсами:
1. Малые простые системы – исправные бытовые приборы для пользователя (часы, утюг, телевизор) и неисправные для мастера по ремонту, т.е. неисправный утюг – простая система, если Вы мастер.
2. Малые сложные системы – неисправный бытовой прибор для пользователя.
3. Большая простая система – шифрозамок для взломщика или точный прогноз погоды или финансовый отчет предприятия за год.
4. Большая сложная система – мозг, экономика страны, животный организм.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.