Кибернетический подход к описанию систем

Кибернетический подход к описанию систем состоит в том, что всякое целенаправленное поведение рассматривается как управление. Язык управления – это использование понятий «объект», «среда», «обратная связь», «алгоритм» и т.д.

Управление – это целенаправленная организация того или иного процесса, протекающего в системе. В общем случае процесс управления состоит из следующих четырех элементов:

· получение информации о задачах управления;

· получение информации о результатах управления (т. е. о поведении объекта управления);

· анализ полученной информации и выработка решения;

· исполнение решения (т. е. осуществление управляющих воздействий).

Процесс управления – это информационный процесс, заключающийся в сборе информации о ходе процесса, передаче ее в пункты накопления и переработки, анализе поступающей, накопленной и справочной информации, принятии решения на основе выполненного анализа, выработке соответствующего управляющего воздействия и доведении его до объекта управления. Каждая фаза процесса управления протекает во взаимодействии с окружающей средой при воздействии различного рода помех. Цели, принципы и границы управления зависят от сущности решаемой задачи.

Система управления – совокупность взаимодействующих между собой объекта управления и органа управления, деятельность которых направлена заданной цели управления. В СУ решаются четыре основные задачи управления: стабилизация, выполнение программы, слежение, оптимизация.

Задачами стабилизации системы являются задачи поддержания ее выходных величин вблизи некоторых неизменных заданных значений, несмотря на действие помех. Например, стабилизация напряжения и частоты тока в сети вне зависимости от изменения потребления энергии.

Задача выполнения программы возникает в случаях, когда заданные значения управляемых величин изменяются во времени заранее известным образом.

В системах оптимального управления требуется наилучшим образом выполнить поставленную перед системой задачу при заданных реальных условиях и ограничениях. Понятие оптимальности должно быть конкретизировано для каждого отдельного случая.

Системы управления делятся на два больших класса: системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные системы управления (АСУ). В САУ управление объектом или системой осуществляется без непосредственного участия человека автоматическими устройствами. Это замкнутые системы. Основные функции САУ: автоматический контроль и измерения, автоматическая сигнализация, автоматическая защита, автоматические пуск и остановка различных двигателей и приводов, автоматическое поддержание заданных режимов работы оборудования, автоматическое регулирование. В отличие от САУ в АСУ в контур управления включен человек, на которого возлагаются функции принятия наиболее важных решений и ответственности за принятые решения. Под АСУ обычно понимают человеко-машинные системы, использующие современные экономико-математические методы, средства электронно-вычислительной техники (ЭВТ) и связи, а также новые организационные принципы для отыскания и реализации на практике наиболее эффективного управления объектом (системой).

Этапы управления. Управление сложной системы состоит из следующих этапов:

1. Формирование целей.

2. Определение объекта управления.

3. Структурный синтез модели. Этап структурного синтеза включает: определение внешней структуры модели, декомпозицию модели, определение внутренней структуры элементов модели. Синтез внешней структуры сводится к содержательному определению входов и выхода без учета внутренней структуры объекта, т. е. объект рассматривается как некий «черный ящик» с n + q входами и m выходами. Декомпозиция модели заключается в том, чтобы, воспользовавшись априорными сведениями о структуре объекта, упростить задачу синтеза структуры модели. Синтез структуры модели сводится к определению вида оператора модели объекта с точностью до параметров.

4. Идентификация параметров модели объекта.

5. Планирование эксперимента.

6. Синтез управления.

7. Реализация управления или отработка в объекте оптимального решения, полученного на предыдущем этапе

8. Адаптация.

Таким образом, синтез и декомпозиция модели – это два этапа процесса управления сложной системой.

Поиск по сайту: