Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

СТРУКТУРА СИСТЕМЫ С УПРАВЛЕНИЕМ

Лекция № 11

ОСНОВЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

СУЩНОСТЬ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ В СЛОЖНЫХ СИСТЕМАХ

Под управлением в самом общем виде будем понимать про­цесс формирования целенаправленного поведения системы по­средством информационных воздействий, вырабатываемых че­ловеком (группой людей) или устройством.

К задачам управления относятся целеполагание, стабилиза­ция, выполнение программы, слежение и оптимизация.

Задача целеполагания - определение требуемого состояния или поведения системы.

Задача стабилизации - удержание системы в существующем состоянии в условиях возмущающих воздействий.

Задача выполнения программы - перевод системы в требуемое состояние в условиях, когда значения управляемых величин из­меняются по известным детерминированным законам.

Задача слежения - удержание системы на заданной траекто­рии (обеспечение требуемого поведения) в условиях, когда зако­ны изменения управляемых величин неизвестны или изменяются.

Задача оптимизации - удержание или перевод системы в со­стояние с экстремальными значениями характеристик при задан­ных условиях и ограничениях.

Часто для обозначения управляющих воздействий использу­ют понятие «руководство». Будем считать, что руководство - это управление чужой работой в организационных, социальных, эко­номических системах.

СТРУКТУРА СИСТЕМЫ С УПРАВЛЕНИЕМ

Система с управлением включает три подсистемы (рис. 1.1): управляющую систему (УС), объект управления (ОУ) В и систе­му связи (СС).

Системы с управлением, или целенаправленные, называются кибернетическими. К ним относятся технические, биологические, организационные, социальные, экономические системы.

Управляющая система совместно с системой связи образует систему управления (СУ) А. Основным элементом организаци­онно-технических СУ является лицо, принимающее решение (ЛПР) - индивидуум или группа индивидуумов, имеющих пра­во принимать окончательные решения по выбору одного из не­скольких управляющих воздействий. Система связи включает канал прямой связи, по которому передается входная информа­ция - множество {х}, включающее командную информацию {и} с {х}, и канал обратной связи, по которому передается инфор­мация о состоянии ОУ - множество выходной информации {у}.

Рис. 1.1. Система с управлением

Множества переменных {п} и {w} обозначают соответствен­но воздействие окружающей среды (различного рода помехи) и показатели, характеризующие качество и эффективность функ­ционирования подсистемы В. Показатели качества и эффектив­ности являются подмножеством информации о состоянии ОУ, {w} с {у}. Более того, в процессе анализа систем каждая характе­ристика y_t должна рассматриваться как потенциальная кандидатура на роль показателя. Поэтому для сохранения общности рас­смотрения это подмножество характеристик без необходимости выделять отдельно не будем.

Основными группами функций системы управления являются:

• функции принятия решений – функции преобразования со­держания информации {f_с};

• рутинные функции обработки информации {f_p};

• функции обмена информацией {f₀}.

Функции принятия решений {f_с} выражаются в создании но­вой информации в ходе анализа, планирования (прогнозирова­ния) и оперативного управления (регулирования, координации действий). Это связано с преобразованием содержания информа­ции о состоянии ОУ и внешней среды в управляющую информа­цию при решении логических задач и выполнении аналитических расчетов, проводимых ЛПР при порождении и выборе альтерна­тив. Эта группа функций является главной, поскольку обеспечи­вает выработку информационных воздействий по удержанию в существующем положении или при переводе системы в новое со­стояние. Без автоматизации этой функции ИС не может считать­ся полноценной.

Функции {f_p} охватывают учет, контроль, хранение, поиск, отображение, тиражирование, преобразование формы информа­ции и т.д. Эта группа функций преобразования информации не изменяет ее смысл, т.е. это рутинные функции, не связанные с содержательной обработкой информации.

Группа функций {f₀} связана с доведением выработанных воз­действий до ОУ и обменом информацией между ЛПР (ограниче­ние доступа, получение (сбор), передача информации по управ­лению в текстовой, графической, табличной и иных формах по телефону, системам передачи данных и т.д.).

Совокупность функций управления, выполняемых в системе при изменении среды, принято называть циклом управления. Вы­полняя цикл за циклом, система приближается к сформулирован­ной цели. Одно из представлений цикла управления показано на рис. 1.2. При этом от объектов управления в СУ поступает ин­формация о текущем состоянии дел. ЛПР контролируют ее ис­тинность, учитывают и анализируют в целях выявления отклоне­ний от требуемого состояния и определения необходимости изменения текущего состояния. По результатам анализа осуществляются выбор одной из основных задач управления и опера­тивно-техническое управление (регулирование), состоящее в ко­ординации действий ОУ - выработке решений по удержанию си­стемы в требуемом состоянии, или решается задача целеполагания (проводится корректировка целей), после чего система переводится в новое состояние на основе прогнозирования и пла­нирования. При необходимости направляется доклад в старший орган управления.

Рис. 1.2. Обобщенный цикл управления