Кібернетичний підхід до опису систем. Управління економічними системами

5.                Планирование эксперимента. На данном этапе главным является синтез плана эксперимента, позволяющего с максимальной эффективностью определить искомые параметры модели объекта управления. Для статического объекта этот план U представляет собой набор состояний управляемого выхода объекта , а для динамического — план-функцию , 0tT, т. е. программу изменения во времени входа объекта. Эксперимент на объекте дает возможность определить реакцию объекта на это воздействие. В статическом случае эта реакция имеет вид Y={y1, …, yN}, где yi=F0(Vi), , а в динамическом — . Полученная информация и является исходной для определения параметров модели F: Y=F(U, С), что осуществляется методами идентификации.

План эксперимента определяется:

структурой ST модели F,

ресурсом планирования R, который образуется выделяемыми на эксперимент средствами, областью планирования, определяющей пределы изменения входа U',

критерием планирования, который определяет эффективность плана .

6.                Синтез управления. На этом этапе принимается решение о том, каково должно быть управление U, чтобы достигнуть заданной цели управления Z* в объекте. Это решение опирается на имеющуюся модель объекта F, заданную цель Z*, полученную информацию о состоянии среды Х и выделенный ресурс управления R, который представляет собой ограничения, накладываемые на управление U в связи со спецификой объекта и возможностями СУ. Достижение цели Z* возможно соответствующим выбором управления U (состояние среды Х изменяется независимо от нас). Это приводит к экстремальной задаче

                                                                      (20)

решение которой U* является оптимальным управлением. Способы решения задачи (20) существенно зависят от структуры модели объекта F. Если объект статический, т. е. F — функция, то получаем задачу математического программирования, если же — динамический, т. е. F — оператор, то решают вариационную задачу.

7.                Реализация управления или отработка в объекте оптимального решения U*, полученного на предыдущем этапе. Реализовав управление и убедившись, что цель управления не достигнута, возвращаются к одному из предыдущих этапов. Даже в лучшем случае, когда поставленная цель достигнута, необходимость обращения к предыдущему этапу вызывается изменением состояния среды Х или сменой цели управления Z*.

Таким образом, при благоприятном стечении обстоятельств обращаются к этапу синтеза управления (стрелка а на рис. 5), где определяется новое состояние, которое отражает новую ситуацию, сложившуюся в среде. Так функционирует стандартный контур управления простым объектом.

8.                Адаптация. Специфика управления сложной системой состоит в том, что благодаря зашумленности и нестационарности информация, полученная на предыдущих этапах, приближенно отражает состояние системы лишь в предыдущие моменты времени. Это и вызывает необходимость коррекции. Коррекция может затрагивать различные этап.

Простейшая коррекция связана с подстройкой параметров модели С (стрелка с, рис. 5). Такого рода коррекцию называют адаптацией модели, а управление — адаптивным управлением. Если управление U не обеспечивает необходимого разнообразия входа объекта для эффективной коррекции параметров модели, то приходится принимать специальные меры планирования эксперимента путем добавления специальных тестовых сигналов (стрелка b, рис. 5). Такое управление называют дуальным.

Однако одной коррекции параметров модели может оказаться недостаточно, если изменилась ее структура. Поэтому время от времени необходима коррекция структуры модели, т. е. приведение ее в соответствие с новой информацией (стрелка d, рис. 5).

Далее коррекция может коснуться самого объекта, точнее, границы разделения объекта и среды. Это бывает необходимо при значительном изменении (эволюции) объекта и окружающей ее среды (стрелка e, рис. 5). И наконец, созданная СУ по ряду причин может не реализовать все множество целей управления, в результате необходима адаптация целей (стрелка g, рис. 5).

Очевидно, что не все из описанных выше восьми этапов управления присутствуют при синтезе СУ. В ряде случаев некоторые из них выпадают. Например, объект управления может быть выделен из среды и тогда нет необходимости в этапе планирования эксперимента, так как модель объекта проста и все ее параметры можно определить без специально организованного эксперимента.

ВЫВОДЫ

Управление — целенаправленная организация того или иного процесса, протекающего в системе. В общем случае процесс управления состоит из следующих четырех элементов:

получение информации о задачах управления;

получение информации о результатах управления (т. е. о поведении объекта управления),

анализ полученной информации и выработка решения;

исполнение решения (т. е. осуществление управляющих воздействий.

Процесс управления — это информационный процесс, заключающийся в сборе информации о ходе процесса, передаче ее в пункты накопления и переработки, анализе поступающей, накопленной и справочной информации, принятии решения на основе выполненного анализа, выработке соответствующего управляющего воздействия и доведении его до объекта управления. Каждая фаза процесса управления протекает во взаимодействии с окружающей средой при воздействии различного рода помех. Цели, принципы и границы управления зависят от сущности решаемой задачи.

Система управления — совокупность взаимодействующих между собой объекта управления и органа управления, деятельность которых направлена на достижение заданной цели управления. В системе управления решаются четыре основные задачи управления: стабилизация, выполнение программы, слежение, оптимизация.

В системах оптимального управления требуется наилучшим образом выполнить поставленную перед системой задачу при заданных реальных условиях и ограничениях. Понятие оптимальности должно быть конкретизировано для каждого отдельного случая.

Прежде чем принимать решение о создании системы управления, необходимо рассмотреть все его этапы, независимо от того, с помощью каких технических средств они будут реализованы. Такой алгоритмический анализ управления является основой для принятия решения о создании системы управления и степени ее автоматизации. При этом анализе следует обязательно учитывать фактор сложности объекта управления:

отсутствие математического описания системы;

стохастичность поведения;

негативность к управлению;

нестационарность, дрейф характеристик;

невоспроизводимость экспериментов (развивающаяся система все время как бы перестает быть сама собой, что предъявляет специальные требования к синтезу и коррекции модели объекта управления).

Особенности сложной системы часто приводят к тому, что цель управления таким объектом в полной мере никогда не достигается, как бы совершенно ни было управление.

Список літератури

1. Лысенко Ю.Г., Егоров П.В., Овечко Г.С., Тимохин В.Н. Экономическая кибернетика. Учебное пособие; изд 2-е/ Под ред. Доктора экономических наук, профессора Ю.Г. Лыснко. –Донецк: ООО «Юго-Восток, ЛТД», 2003;

2. Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа: Учебник для вузов.-СПб.: Издательство СПбГТУ, 1997.-510 с.

3. Острейковский В.А. Теория систем: Учеб. для вузов. - М.: Высш. школа, 1997.- 240с.

4. Ляшко С.И. Обобщенное управление линейными системами. –К.: Наукова думка, 1998;

5. Тимонин Ю.А. Основы теории систем и системного анализа: Конспект лекций. Житомир: ИПСТ. 1998г. (В электронном виде).

6. Тимонин Ю.А., Модели реального бизнеса. Підприємництво: проблеми становлення та функціонування. Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції «Підприємництво в умовах пожвавлення економіки України». Наукове видання ІПСТ, Житомир, 2002. -С. 126.

7. Маслаков Г.М., Тимонин Ю.А., Тимонин А.Ю. Системно-ориентированная идентификация бизнес-процессов. Підприємництво: проблеми становлення та функціонування, матеріали міжнародної науково-практичної конференції. Наукове видання, ІПСТ, Житомир, 1998. -С. 199-204.