Типы способов управления

Типы операторов системы.

По типу переменных

Классификация по происхождению

Классификация систем.

При этом полнота классификации (не только систем, а вообще) - предмет особого внимания. Если уверенности в полноте охвата нет, то имеет смысл вводить класс (тип) под названием все остальное. Часто одноуровневой классификации недостаточно, необходимо произвести разграничение внутри одного класса. Так появляются подклассы, что приводит к иерархической классификации.

примеры подклассов:

эргономические (машина и человек - оператор);

организационные (коллективы людей);

биотехнические (живые организмы и технические устройства (лошадь и телега));

Для упорядочивания подходов к классификации систему можно рассмотреть схему функционирования управляемой системы:

S - система подлежащая управлению U. Управляющая система вырабатывает управление U, для чего ей требуется модель всей ситуации, что и изображено в виде уменьшенной копии всей схемы внутри управляющей системы.

В зависимости от имеющейся информации о системе, о модели управляемой системы и ее соответствии реальной системе, можно строить классификации по:

- описанию входных и выходных процессов (переменных);

- описанию оператора системы;

- типу управления;

- обеспеченности управления ресурсами.

X - входные переменные;

Y - выходные переменные;

Z - внутренние переменные (если модель не черный ящик)

Принципиально различаются качественные и количественные переменные. Для полноты используется класс со смешанным описанием переменных (его подклассы объединяют подклассы первого и второго классов.

Оператор системы - это отображение, которое осуществляет система между входными и выходными переменными. Это их связь. Первый уровень классификации – по степени известности этой связи. Непараметризованный класс, когда об S известны только некие общие свойства (непрерывность, монотонность, симметричность,...). В параметризованном классе известен вид S с точностью до параметров – коэффициентов (например, y=ax+b, a, b - параметры).

Дальнейшие уровни классификации возможны только для параметризованного класса и белого ящика.

Первый уровень классификации по признаку: управляющий блок внутри системы или вне (третий класс - управление, разделено: вне и внутри).

На втором уровне: первый тип отражает ситуацию, когда траектория, ведущая систему к цели известна точно, а значит и заранее известно правильное управление. (Работа ЭВМ по программе, использование телефона,...). Этот тип называется программным управлением.

Чаще под влиянием неуправляемых входов или неучтенных факторов система сходит с траектории.

Пусть y(t) - траектория, которую мы наблюдаем;

y0(t) - “нужная” траектория;

по значениям разности y(t)‑y0(t) определяется дополнительное к программному управление, которое вернет систему на нужную траекторию. Это называется регулирование (автопилот, оператор-станочник).

Если “нужная” траектория неизвестна или уклонения настолько большие, что возврат невозможен, то прогнозируется поведение текущей траектории и подстраиваются параметры системы так, чтобы траектория пересекла целевую область y* (адаптация живых организмов к изменяющимся условиям жизни, работа водителей и пилотов). Этот тип называется параметрической адаптацией

Иногда управление параметрами не позволяет достичь целевой области, т.е. цель для данной системы не достижима. Выход - в изменении структуры системы, в поисках такой, при которой возможно попадание в целевую область. Такое управление называют структурной адаптацией (ГАП, сельхозмашины со сменными орудиями, мутации организмов в ходе естественного отбора,...).

Может быть и так, что какая-то цель недостижима и при структурной адаптации, тогда необходим отказ от старой цели и задание новой - управление (адаптация) по целям.

Для достижения нужного управления проводится отбор среди возможных управлений путем их сравнения по каким-то критериям, оценивающим последствия каждого из них. Для этого нужна модель управляемой системы. Для ее создания, актуализации (запуска в работу) и поддержания в процессе функционирования необходимы ресурсы (чтобы получать решения нужного качества и к нужному моменту времени).