Моделирование процессов

Классификация систем по управлению

• Часть 1
• | 2

Выделим аспект системы как «средства достижения цели». Тогда очевидно, что система должна функционировать, управляться.

Рассмотрим общую схему функционирования системы.

Здесь в первую очередь имеет значение, входит ли управляющий блок в систему или является по отношению к ней внешним. Могут быть также системы, у которых управление частично осуществляется извне, частично – внутри (СУБТ, вуз и т.п.).

Для выработки управления U требуется предсказание его последствий, т.е. требуется модель всей ситуации.

Методы нахождения U, способы его осуществления, сам результат управления, зависят от модели и степени соответствия модели цели.

Классификация систем по управлению приведена на рис. 4. Рассмотрим подробнее модели систем по уровням.

1.1, 2.1 - траектория системы в фазовом пространстве <x(t), y(t)>. Известно точно, следовательно, известно и правильное управление U0(t). Примеры: стрельба из ружья, работа ЭВМ по программе, рост зародыша живого организма.

1.2, 2.2Если процессы на неуправляемых входах V0(t)отличаются от ранее предполагаемых, либо имеются неучтенные входы, система «сходит с нужной траектории» и требуется регулирование по y(t) – y(t0) для возврата на нужную траекторию y0(*).

Примеры: операторы – станочники, регулятор Уатта, автопилот, рефлекторные действия животных и человека и т.п. (это возможно, если уклонения малы).

1.3, 2.3.  Если невозможно задать опорную программную траекторию на весь период времени, или же отклонение от нее настолько велико, что невозможно вернуться на нее (т.к. регулирование осуществляется при «малых» уклонениях y(t) – y(t0); в этом случае необходимо постоянно прогнозировать текущую траекторию y(t) на будущее, определять, пересечет ли она так называемую целевую область J*, а управление при этом состоит в подстройке параметров системы до тех пор, пока такое пересечение не будет обеспечено.

Примеры: адаптации живых организмов к изменяющимся условиям жизни, работа пилотов и шоферов, адаптивные и автоматизированные СУ и т.п.

1.,4, 2.4.Если среди всех возможных комбинаций значений управляемых параметров системы не находится такой, при которой ее траектория пересечет целевую область, значит цель недостижима. Но она может быть достижима для другой системы. Таким образом здесь способ управления означает изменение структуры системы (перебор разных систем с одинаковыми выходами У, создаваемых в соответствии с наличными средствами). Такое управление называется структурной адаптацией, или самоорганизацией (для самоуправляемых С).