Слайд 12004
7 лекция - Аспекты управления 2
Механизмы поддержания гомеостаза
Слайд 22004
7 лекция - Аспекты управления 2
Механизмы управления.
Принцип управления по отклонению -
принцип обратной связи: контроль выходного действия;
Принцип управления по возмущению - принцип прямого управления: контроль возмущающего фактора;
Слайд 32004
7 лекция - Аспекты управления 2
Механизмы управления
По отклонению
Через цепь
отрицательной обратной связи выходная
функция y(t), преобразованная в эквивалентное входное воздействие x*(t), вычитается из управляющего входно-
го воздействия x(t). Разность воздействий x(t)-x*(t) через блок преобразования и регулятор (исполнительное устройство, эффектор) управляет регулируемым объектом.
Слайд 42004
7 лекция - Аспекты управления 2
Механизмы управления
По возмущению
Измеритель уровня внешнего возмущающего
фактора
ε(t) случайной природы через блок преобразования
управляет исполнительным механизмом (регулятором)
так, чтобы воздействие этого фактора на регулируе-
мый объект было бы компенсировано воздействием
со стороны регулятора.
Слайд 52004
7 лекция - Аспекты управления 2
Механизмы управления
Пороговое управление - подключение эффекторов
к управляемой системе только при превышении выходной функции некоторого порогового уровня.
Программное управление - закон управления известен заранее, он зависит определяет от закона изменения входного воздействия.
Слайд 62004
7 лекция - Аспекты управления 2
Механизмы управления
Блочное управление - закон управления
представлен соединением блоков стандартных подпрограмм.
Разновидностью этого подхода к организации управления является использование синергий (мышечные, информационные и другие синергии).
“Форпостное” управление – управление на основе предсказания (прогнозирования) развития ситуации во внешней среде.
Слайд 72004
7 лекция - Аспекты управления 2
Механизмы управления
Изменение типа механизма управ-ления: при
повышении уровня - одни механизмы, а при снижении уровня - другие;
Комбинированный вариант : одно-временное использование вышеуказанных принципов.
Слайд 82004
7 лекция - Аспекты управления 2
Варианты поведения управляемой системы
- реакция,
представляющая собой простой механизм поведения, включающийся вслед за изменением выходной функции. Примерами такого управления в живых системах служат рефлексы;
- стереотип, при котором поведение системы строится по заранее определенной программе, которая отработана системой и стала для нее стандартной (типовой). Примерами могут служить работа станков с ЧПУ, действия водителя по управлению транспортным средством, работа вычислительного комплекса по стандартной программе обработки информации и многие другие системы;
Слайд 92004
7 лекция - Аспекты управления 2
Варианты поведения управляемой системы
моделирование, при
котором каждый поведенческий акт системы учитывает ее текущее состояние, параметры ОС, преследуемые цели.
Формирование закона управления в этом варианте требует анализа информации и распознавания ситуации. Между ситуациями и поведением системы должно устанавливаться соответствие, оценка которого составляет основу управления, а ошибки распознавания влекут за собой ошибки управления и возможную гибель системы.
Слайд 102004
7 лекция - Аспекты управления 2
Метаболизм -
обменный процесс, отражающий
взаимодействие
подсистем и свя-
занный с передачей вещества, энер-
гии и информации в количествах
отдельных квантов - порций, зна-
чимо различимых для взаимодейст-
вующих подсистем.
Слайд 112004
7 лекция - Аспекты управления 2
Различают:
- вещественный метаболизм;
- энергетический метаболизм;
- информационный
метаболизм.
Их совокупность представляет
полный метаболизм.
Понятие “Метаболический котёл".
Слайд 122004
7 лекция - Аспекты управления 2
Адаптивность
- способность системы (ее свойство) самооптимизировать
свое поведение и структуру в условиях воздействия слу-чайных факторов и направленных си-стематических воздействий.
Случайные факторы – те же:
- изменения внешних условий;
- случайные колебания нагрузки;
- вариации параметров внутренней среды.
Слайд 132004
7 лекция - Аспекты управления 2
Самоорганизующиеся системы
Верхним пределом адаптивности является обеспечение
качества управления при минимальных энергетических затратах за минимальное время.
Самоорганизующаяся система - система, способные устойчиво сохранять характер взаимодействия с внешней средой и другими системами, несмотря на возможные изменения внутренних и внешних факторов.
Слайд 142004
7 лекция - Аспекты управления 2
Бионический подход
Имеет особое значение для синтеза
самоорганизующихся систем.
Изучение принципов организации и функционирования живых систем -
с целью создания новых более совершенных технических устройств и синтеза, оптимально использующих свойства биологических и технических звеньев, объединенных в единую функциональную систему –
Биотехническую систему
Слайд 152004
7 лекция - Аспекты управления 2
Требования к формированию функциональных характеристик
- зависимость
от процесса функционирования системы;
- простота вычислений или измерений;
- наглядное и сопоставительное представление об одном из свойств системы;
- допустимость (в пределах возможного) простой приближенной оценки по эксперимен-тальным данным.
Слайд 162004
7 лекция - Аспекты управления 2
Функциональные характеристики систем
Интегральные и частные показатели:
запас прочности, ресурсы, стоимость, отказы, запас устойчивости и т.п.
- показатель эффективности;
- качество управления;
- надежность;
- помехоустойчивость,
помехозащищенность;
- устойчивость;
- степень сложности.
Слайд 172004
7 лекция - Аспекты управления 2
Функциональные характеристики сложных систем
Слайд 182004
7 лекция - Аспекты управления 2
Эффективность системы
Качество выполнения целевой функции
и стоимость затрат, пошедших на ее достижение, оцениваются количественным (например, числовым, зависящим от функций, которые описывают внутренние процессы) или качественным (упорядочение "хуже - лучше") функционалом
Слайд 192004
7 лекция - Аспекты управления 2
Показатель эффективности
величина (числовая характеристика), характеризующая степень
приспособлен-ности системы к выполнению поставленных перед нею задач.
R=R (u1, u2,...ur , х1, х2,...хn),
где u1, u2,...ur - параметры системы;
х1, х2,...хn - факторы воздействия из внешней среды.
Слайд 202004
7 лекция - Аспекты управления 2
Порог эффективности
некий уровень эффективности системы (с
точки зрения наблюдателя), превышение которого означает выполнение функции, а меньше значение – невыполнение.
Он не постоянен и зависит от взаимоотно-шения системы с другими системами и средой
Запас прочности системы –
возможность системы сопротивляться неблагоприятным воздействиям и выполнять свою функцию.
Слайд 212004
7 лекция - Аспекты управления 2
Степень сложности системы
Сложность i-го элемента обозначим
числом Тi
где ki - количество элементов i-го типа, входящих в систему.
Относительное число реализованных связей
Общая сложность системы
Слайд 222004
7 лекция - Аспекты управления 2
Принципы организации систем
Принцип целостности.
Принцип иерархичности.
Принцип относительности
понятий.
Принцип относительной обособленности.
Принцип организованности.
Принцип целеобусловленности.
Принцип управляемости.
Принцип динамичности.
Слайд 232004
7 лекция - Аспекты управления 2
Принципы организации систем
Принцип оперативности.
Принцип единства логического
и исторического методов исследования.
Для биотехнических систем дополнительно введем:
Принцип симбиозности.
Принцип адекватности.
Принцип идентификации информационной среды.
Принцип биотехнологичности.
Слайд 242004
7 лекция - Аспекты управления 2
Итоговый слайд
Рассмотрены основные положения системного анализа.
Даны определения и оценены свойства основных понятий. Приведены последовательность этапов и цели системного анализа, виды описаний, формируемые на каждом из них. Рассмотрены системные аспекты управления, отмечены основные функциональные характеристики сложных систем и принципы их организации