Системы,понятие системы

быть представлен в виде [21]

М(г) = ^[У(г-1),р,а

где Ру — закон управления для данной системы управления;

р — свойства управляющей системы;

^ — свойства  внешней среды.

Закон управления — правило (Ру) выработки управляющего

воздействия с  учетом особенностей

(свойств и  возможностей) (р) управляющей

системы и учета  степени влияния внешней

среды (ф.

В обобщенном виде закон управления — правило достижения

цели управления.

Сущностью закона управления является нахождение функции

Ру, т.е. оценивание несоответствия выходов объекта

управления У {г - 1) и модели объекта управления (модели желаемого

результата).

47

1.8. КРИТЕРИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ

УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ

Эффективность управления (управляющих воздействий)

есть степень  соответствия (фактического или ожидаемого) результата

требуемому (желаемому) или, иными словами, степень

достижения цели.

Для оценки эффективности  управления необходимо формализовать

и измерить реальный (фактический или ожидаемый)

результат У и требуемый (желаемый) результат Утр, которые

включают множество  частных показателей, позволяющих  всестороннее

оценить результат  функционирования системы

управления. Как  правило, для многих практических задач  принимается,

что значение показателей, определяющих цель Утр,

является фиксированным, а реальный результат У будет зависеть

от варьируемых  частных показателей А, т.е. У= У(Н).

Степень соответствия реальных результатов У(к) поставленной

цели Утр. предлагается оценить с помощью функции

соответствия  д = /о(У(к), Утр), которая в общем случае может

представлять  собой вектор-функцию или характеризовать, например,

расстояние между  точками У и Утр или другую степень

соответствия  данных величин

Я(к)^Отр,

где Стр — множество требуемых (эффективных) значений

показателей эффективности которым соответствуют значения

определяемых  характеристик к исследуемого объекта

(системы, решения  и т.п.).

При использовании  критерия оптимальности требуется  получить

наилучшие (максимальные или минимальные) значе-

48

ния показателя. Однако в случае векторного показателя

стремление максимизировать  одни и минимизировать другие

альтернативные  компоненты вектора д может привести к

множеству его  значений, не различимых по предпочтению. В

связи с этим наибольшее распространение получили два способа

задания множества  Стр[40]:

• выделение  множества значений векторного показателя

не различимых по предпочтению;

• определение  оптимального (минимального или

максимльного) значения одного из частных показателей

вектора д при ограничениях, накладываемых

на остальные  показатели.

В первом случае выделяемое множество Сп значений показателя

называется множеством Парето, и критерий оптимальности

будет иметь  вид [40]:

9(йя) с Ст кп с Я,

где кп — паретно-оптимальные значения характеристик исследуемого

объекта.

Множество Парето Сп может представлять собой дискретную

или непрерывную  совокупность точек в соответствующем

л-мерном пространстве и его определение производится с

помощью специальных  методов, используемых при поиске

паретно-оптимальных решений многокритериальных задач.

Во втором случае при минимизации частного показателя #1

задается следующим  образом [40]:

? 1 ( А > Ш 1 П ? 1 (А),

лея

< Я]{Ъ) < Ятр] =1,2,..., п\] Ф г\ к* а Я,

где к — оптимальное  значение характеристик исследуемого

объекта.

В случае применения единственного скалярного показателя

$(к) критерий  оптимальности принимает вид:

^(Л*) = т  т ^ ( А ) .

пап

49

Множество Стр в этом случае вырождается, как правило, в

единственную  точку, соответствующую минимальному значению

данного показателя.

Основные требования по выбору критерия [21]:

• поскольку  критерий предназначен для сравнения, то

он должен определять некоторый порядок на множестве

альтернатив. Если критерий представляется

функционалом, то это выполняется автоматически;

• каждый критерий должен иметь четкий физический

смысл и отражать целевое предназначение системы.

50

РЕЗЮМЕ

Система — это  множество, составляющее единство элементов,

связей и взаимосвязей между ними и внешней средой,

образующее присущую данной системе целостность, качественную

определенность  и целеполагание.

Системой можно  назвать только такое множество  избирательно

вовлеченных элементов, у которых взаимодействие и

взаимоотношение приобретает характер взаимосодействия элементов

на получение  конкретного результата. В систему  входят

только те элементы и только в таких взаимоотношениях, которые

имеют значение в получении требуемого результата.

Система характеризуется  состоянием и движением системы.

Состояние системы  — совокупность состояний ее элементов,

связей, взаимосвязей, взаимосодействий между ними. Состояние

элемента —  совокупность всех различных (конкретных)

свойств элементов.

Движение системы  — процесс последовательного  изменения

состояния системы  под влиянием внешней среды (путем

воздействия внешней  среды на входы системы).

Входы системы  — различные точки приложения влияния

(воздействия)  внешней среды на систему.

Входами системы  являются информация, вещество, энергия,

которые подлежат преобразованию. Входные воздействия, изменяющиеся

с течением времени, образуют входной процесс.

Выходы системы  — различные точки приложения (воздействия)

системы на внешнюю  среду. Выходные величины, изменяясь

с течением времени, образуют выходной процесс.

51

Процесс системы (переходный процесс системы) — множество

преобразований  начального состояния и входных  воздействий

в выходные величины, которые изменяются с течением

времени по определенным правилам.

Обратная связь  — то, что соединяет выход со входом и

используется  для контроля за изменением выхода. Единственное

назначение обратной связи — изменение идущего  процесса.

Ограничение системы  — то, что определяет условия  реализации

процесса. Ограничения  системы определяются целями

и принуждающими  связями, которые определяют границу

системы и дают возможность точно установить условия и требования,

по которым она должна действовать. Под требованиями

понимается условие, положение, предписание, отражающие

закономерности, порядок, отношение и взаимодействие

характеристик, обязательных для выполнения.

Потребность является причиной создания системы, а альтернативный

вариант ее реализации — конкретной целью ее

достижения, то есть потребность первична по отношению  к цели.

Система образуется после того, как выбран альтернативный

вариант удовлетворения потребности, то есть определена цель.

Цель — это  конкретное представление о некоторой  модели

будущего результата, способного удовлетворить исходную

потребность при  имеющихся реальных возможностях, оцененных

по результатам  прошлого опыта. Цель выбирается из

некоторого множества  альтернатив, исходя из знаний исследователя,

то есть цель несет в себе элементы неопределенности.

Наличие неопределенности в исходной модели требует

оценки будущего результата.

Управление —  непрерывный и целенаправленный процесс

воздействия на объект управления, которым может  быть отдельная

личность, коллектив, технологическая установка и  т.д.

Управление есть процесс, а система управления —  механизм,

который обеспечивает этот процесс.

52

Система управления — совокупность двух взаимодействующих

подсистем (управляющей  и управляемой — объекта

управления), образующих новую систему — систему управления.

Этими составляющими  могут быть руководитель и подчиненный,

диспетчер и  заводские цеха, человеческий мозг и

управляемые им через нервную систему органы и т.д.

Управляющая подсистема — подсистема, формирующая

управляющие воздействия.

Управляемая подсистема (объект управления) — подсистема,

испытывающая на себе управляющие воздействия

(управления).

Сущность выработки  управляющих воздействий (управлений)

— выявление  отклонений параметров системы от нормы,

которые затрудняют достижение цели управления.

Отклонения параметров системы от нормы образуются за

счет воздействия  внешней и внутренней среды. Без  отклонения

нет информации, а следовательно и процесса управления.

Под законом  управления понимают формирование (выработку

решения) и реализацию управляющих воздействий

(управлений), выбранных  из множества возможных на  основании

определенной  информации, обеспечивающей желаемое

движение (функционирование, поведение) объекта, приводящее

к поставленной цели.

Эффективность управления системой рассматривается  как

мера степени  достижения цели функционирования. Эффективное

решение выбирается из множества решений с помощью

правила, которое  называется критерием (мерой) выбора

решения.

53

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ

1. Дайте определение  понятия система.

2. Какие элементы  включает система?

3. Определите  такие понятия, как связь (взаимосвязь)  отношения,

взаимодействия.

4. Дайте определение  понятия внешней среды.

5. Опишите взаимодействие  системы со средой.

6. Дайте определение  понятия состояния и движения  системы.

7. Что такое  входы, выходы системы?

8. Опишите понятие  процесса в системе.

9. Дайте определение  обратной связи.

10. Что такое  ограничения системы?

11. Формы входных  и выходных процессов.

12. Функции подсистемы  обратной связи.

13. Функции ограничения  системы.

14. Дайте классификацию  систем по признакам.

15. Сущность понятия  управления системой.

16. Определите  понятие цель.

17. Раскройте  варианты трансформации требований  в цель.

18. Сущность закона  управления системой.

19. Что такое  критерий эффективности управления  системой

и способы его  задания?

54__