Вопрос 3. Понятие связи. Классификация связей. Входы и выходы системы.

Связь– те воздействия элементов друг на друга, которые объединяют их в единое целое, а также перемещение или преобразование вещества, энергии, информации.

Наличие зависимостей между элементами – связь.

Классификация связи:

1. Связь взаимодействия между свойствами и элементами системы. Особый их вид: связи между людьми, работниками в организационной системе, так как они опосредуются целями, которые преследует каждый участник взаимодействия. Бываюткооперативные, усиливающие общие системные характеристики, иконфликтные.

2. Связьпорождения(генетические). Один объект выступает как основание, вызывающее к жизни другой.

3. Связи преобразования. Проявляются, когда происходит изменение какого-то действия, процесса либо через какой-то другой объект, процесс, либо путем взаимодействия 2 или более объектов. При этом происходит смена состояний.

4. Связь функционирования. Обеспечивают жизнедеятельность объекта, его работу. Благодаря им, объекты совместно осуществляют свои функции.

5. Связь строения. Определяют место одного объекта по отношению к другому и в системе в целом.

6. Связь развития. Характеризуется перераспределением элементов, связей и функций в объекте, при этом каждое последующее состояние непосредственно определено предыдущим, в основе которого лежит невозможность сохранения существующих форм и методов функционирования системы «по-старому».

7. Связи управления. Системообразующие, характерные для организационных систем. На языке кибернетики: связи управления строятся по определенной программе и представляют способ ее реализации.

8. Синергетические связи. При кооперированных действиях независимых элементов системы обеспечивают увеличение общего эффекта до величины большей, чем сумма эффектов этих же элементов, действующих самостоятельно.

Всякая система функционирует в среде. Среда– совокупность объектов (факторов, явлений, процессов), воздействующих на систему, но НЕподконтрольных ей. Выделяютвнешнююивнутреннюю среды, а соответственно:

1. Внешние связи– взаимодействие системы с другими системами, воздействие системы на среду и наоборот.

2. Внутренние связи– действия и взаимодействия элементов.

Вещество, энергия, информация, поступающие в систему из внешней среды – входыиливходныевоздействия(величины, импульсы). Обозначаются векторомХ.

Вещество, энергия, информация, поступающие из системы во внешнюю среды –выходыиливыходныевоздействия(величины, реакции). Обозначают как реакции системы, векторY.

Величины, значения которых в пределах данного исследования остаются неизменными – параметры системы.

Формализованное представление входы и выхода системы через переменные позволяет математически описать процесс исследования ее поведения, рассматривая выходные величины как функции от входных (y=f(x)).

Внешняя среда

Внешняя среда

Х₁

Y₁

Y₂

…

Y_m

Х₂

…

X_n

Вопрос 4. Обратная связь. Принцип обратной с-вязи.

Выделяют 2 основных вида связи:

1. Прямаясвязь – обеспечивает передачу воздействия или информации с выхода одного элемента на вход другого.

2. Обратнаясвязь – с выхода некоторого элемента на вход того же элемента.

В конкретных моделях систем входы, выходы и состояния связаны функциональными зависимостями.

Через входы и выходы осуществляется сопряжение отдельных моделей. Пример:

А1

А2

А1, А2, А3 – подсистемы

– вход,

– выход, где

i- № подсистемы,j- № входа или выхода

А3

Система (взаимодействие с внешней средой):

Соединение моделей между собой задается при помощи операторов сопряжений, которые указывают на наличие или отсутствие связей между отдельными входами и выходами.Оператор сопряжений– это матрица (1 – связь есть, пусто – связи нет):

выходы

входы
			1
	1
						1
		1
								1

Любой процесс управления основан на прямых либо обратных связях.

В зависимости от типа связей различают и типы управления системами:

1. Управление с обратной связью. Обратная связь – средство гибкого управления, когда конкретное управляющее решение вырабатывается в зависимости от складывающейся ситуации.

2. Жесткое управление (без обратной связи). Система полностью зависит от программы изменения входного управляющего сигнала.

3. Адаптивное управление (с обратной связью). Отличается наличием специального адаптивного (приспособительного) механизма, накапливающего и анализирующего информацию о прошлых управленческих ситуациях, вырабатывающего новую линию поведения на основе прошлого опыта в соответствии с заложенными целями и критериями.

Принцип обратной связидействует в адаптивных системах. Это принцип коррекции входных воздействий в процессе управления на основе информации о выходе управляемой системой. Управляемая система вместе с регулятором, корректирующим входные воздействия, образуют замкнутый круг, называемыйконтуром обратной связи.

X

Y

∆X=RY

S

∆X

S – система

R – регулятор

∆X – корректирующие воздействия

R

Часто, но не всегда преобразования внутри системы можно описать с помощью некоторой функции, которая ставит в соответствие каждому состоянию входа Xсостояние выходаY.

Допустим, что в системе происходит прямое преобразование, состоящее в умножении состояния входа на действительное число S, тогдаY=SX.

Такое преобразование называется пропорциональным, а показательS=Y/X–пропускной способностью системы.

Если в регуляторе также происходит пропорциональное преобразование, то ∆X=RY. Таким образом, на вход системы поступает величина X+∆X=X+RY. Тогда на выходе получаемY=S(X+∆X)=S(X+RY)=SX+SRY.

–основная формула теории регулирования; показывает связь, возникающую между состоянием выхода и входа регулируемой системы с учетом поправки, вводимой регулятором.

-пропускная способность системы регулирования.Если бы регулятор отсутствовал, то пропускная способность системы была быS, то есть наличие регулятора приводит к изменению пропускной способностиназываетсямультипликатором обратной связи.

Таким образом, принцип обратной связи– универсальный принцип управления, позволяющий в изменяющейся среде достигать заданной цели.

В зависимости от характера самой цели есть 2 вида обратной связи:

Отрицательная	Положительная
В технических системах	В экономических, биологических системах
Выходной сигнал, воздействующий на вход системы имеет противоположный знак по отношению к входному. Тем самым он нейтрализует в определенной степени входной сигнал. Эта связь обычно предназначена для поддержания системы в заданном состоянии, то есть для достижения так называемой долговечной цели.	Выходной сигнал, подаваемый в качестве сигнала обратной связи на вход, имеет одинаковый знак с входным сигналом, тем самым усиливая его действия. Эта связь предназначена для перевода системы в новое состояние, которое зависит от сложившейся конкретной ситуации, то есть для достижения текущей, меняющейся, конкретизирующейся цели. Основа саморегулирования систем.