Часть 4. Системный анализ - 3

82. Какой тип управления определяется как "внешнее управление"?

Ответ: Внешнее управление – управление данной системой со стороны других систем.

83. Как формируется закон управления?

Ответ: Зависимость управляющего действия от состояния системы и среды определяет закон управления, который задает по существу способ достижения этой функции. Его можно выразить, в математической, логической или лингвистической формах; способ его формирования зависит от типа и свойств системы.

84. Какие виды информации необходимы для организации процессов управления?

Ответ: осведомительную информацию, необходимую для принятия решений; управленческую (управляющую, командную) информацию, содержащую команды, в соответствии с которыми осуществляется переход в новое состояние.

85. Какая информация определяется как "осведомительная", какая информация входит в состав осведомительной?

Ответ: Осведомительную информация – необходимую для принятия решений (о режимах работы, состоянии, параметрах и т. д.).

86. Какая информация определяется как " управленческая " или командная"? На основании каких данных формируется команда управления?

Ответ: Управленческая (управляющую, командную) – информация, содержащая команды, в соответствии с которыми осуществляется переход в новое состояние. На основании осведомительной информации формируется команда управления.

87. Как определить длительность цикла управления? В чем проявляется эффект запаздывания сигнала управления?

Ответ: Длительностью цикла управления – время от поступления очередной порции информации до формирования управляющей команды называется. Эффект запаздывания – проявляется в случае, если длительностью цикла управления больше времени, отводимого на принятие решения в соответствии с условиями работы системы; приводит к рассогласованию поступающих команд и реального состояния системы, что может привести к ее гибели.

88. В чем состоит роль обратных связей при обеспечении высокой эффективности системы? Определите роль положительной и отрицательной обратных связей в управлении системой.

Ответ: Особая способность систем формировать целенаправленное самостоятельное поведение, включающее предвидение, осуществляется при помощи обратных связей. Положительная обратная связь увеличивает чувствительность системы, отрицательная обратная связь способствует ее устойчивости.

89. Какие принципы формирования команд Вам известны?

Ответ: принцип управления по отклонению; принцип управления по возмущению; использование пороговых схем; программное управление; блочное управление.

90. Как формируется управление по отклонению? Приведите соответствующую схему.

О твет: Через цепь отрицательной обратной связи выходная функция y(t), преобразованная в эквивалентное входное воздействие x*(t), вычитается из управляющего входного воздействия x(t). Разность воздействий x(t)-x*(t) через блок преобразования и регулятор (исполнительное устройство, эффектор) управляет регулируемым объектом. За счет контура обратной связи обеспечивается поддержание постоянства выходной фун­кции y(t) независимо от воздействия помех (t), которые могут повлиять на фун­кционирование регулятора и регулируемого объекта.

91. Как формируется управление по возмущению? Приведите соответствующую схему. Что такое " форпостное " управление?

Ответ: Принцип управления по возмущению, основу которого составляет измеритель уровня внешнего возмущающего фактора (t) случайной природы. Блок преобразования управляет исполнительным механизмом (регулятором) так, чтобы воздействие этого фактора на регулируемый объект было бы компенсировано воздействием со стороны регулятора. “Форпостное” управление – управление на основе предсказания (прогно­зирования) развития ситуации во внешней среде и т.д.

92. Д айте определение понятия " алгоритм управления"? Сформулируйте основные свойства алгоритма управления.

Ответ: Алгоритм управления – последовательность сравнительно простых единичных фактов, фактов переработки "порций" управленческой информации.

93. Как формируется закон управления по принципам реакции, стереотипа, при моделировании внешней среды.

Ответ: Реакция – простой механизм поведения, включающийся вслед за изменением выходной функции (рефлексы). Стереотип – поведение системы строится по заранее определенной программой, которая отработана системой и стала для нее стандартной. Моделирование – каждый поведенческий акт системы учитывает ее текущее состояние, параметры внешней среды, преследуемые цели.

94. Дайте определение понятия "алгоритм управления". Что такое "тезаурус"? Зачем необходимо знание характеристик внешней среды при формировании закона управления?

Ответ: Алгоритм управления – последовательность сравнительно простых единичных фактов, фактов переработки "порций" управленческой информации.

95. Д айте определение понятия "гомеостазис". Приведите примеры гомеостатических кривых.

Ответ: Гомеостазис – способность системы обеспечивать стабильность структуры и элементного состава, качественное выполнение функций и поддержание характеристических параметров в заданных пределах вне зависимости от случайных факторов воздействия. Гомеостатические кривые - зависимости параметров системы от величины факторов-возмущений.

96. Как определяется термин «гомеостазис» с позиций теории управления?

Ответ: В терминах теории управлении гомеостазис означает, что часть характеристических параметров системы в определенных условиях и в определенном диапазоне активности системы инвариантны к случайным возмущениям (или мало чувствительны к их действию).

97. Какие факторы случайной природы необходимо учитывать при характеристике состояния гомеостазиса?

Ответ: изменение внешних условий функционирования (например, атмосферные явления, помехи внешней среды и т. п.); случайные колебания нагрузки (включая и потоки информации); внутренние факторы (изменение режимов работы, естественное старение элементов, шумы внутреннего происхождения и т.д.).

98. Перечислите главные особенности гомеостазиса для надежного функционирования системы.

Ответ: нечувствительность к изменениям в окружающей среде; способность оградиться от собственных возмущений; обеспечение работоспособности с max допустимыми их структурой нагрузками, с наибольшими скоростями.

99. Какие варианты гомеостазиса Вам известны? Приведите примеры.

Ответ: функциональный; морфологический; информационный; гомеостазис состояния.

100. Перечислите основные механизмы поддержания гомеостазиса системы.

Ответ: принцип управления по отклонению; принцип управления по возмущению; использование пороговых схем; программное управление; «форпостное» управление.

101. Как определить такое свойство системы как "адаптивность"? Как определяется верхний уровень адаптивности системы?

Ответ: Адаптивность – способность системы (ее свойство) оптимизировать свое поведение и структуру в условиях воздействия случайных факторов и направленных систематических воздействий. Верхним пределом адаптивности является обеспечение качества управления при min энергетических затратах за min время.

102. Дайте определение понятия "самоорганизующиеся системы".

Ответ: Самоорганизующиеся системы – системы, которые способны устойчиво сохранять характер взаимодействия с внешней средой и другими системами, несмотря на возможные изменения внутренних и внешних факторов.

103. Перечислите основные функциональные характеристики системы.

Ответ: показатель эффективности; качество управления; надежность; помехоустойчивость, помехозащищенность; устойчивость; степень сложности.

104. Как определяется "запас прочности" системы? В чем заключается принцип Ле-Шателье?

Ответ: Запас прочности – разность между полным и используемым ресурсами. Принцип Ле-Шателье – если на любую систему, находящуюся в стационарном режиме, подействует внешнее возмущение, то в ней произойдут изменения, которые уменьшат результат его действия.

105. Определите понятие "надежность функционирования системы". Какие характеристики системы определяют ее надежность?

Ответ: Разницу между идеальной и реальной эффективностью системы.

106. Как оценивается качество управления и "устойчивость системы"? Как оценить сложность системы?

Ответ: Качество управления - один из наиболее важных критериев оценки сложных систем, включая и биотехнические системы. Все факторы, влияющие на качество управления, можно разделить на группы, связанные с качеством критериев управления, с частотой циклов управления, с качеством осведомительной информации и с алгоритмами управления. Обозначим через параметры управления. При экспериментальном управлении критерий управления F( ) имеет экстремум F* при .В идеальном случае экстремуму качества управления F=F* должен соответствовать также экстремум эффективности управления R=R*. Однако не всегда удается за критерий качества управления выбрать критерий эффективности, так как очень часто достижение максимальной вероятности выполнения целевой функции ( ) сопряжено с максимальной стоимостью выполнения ( ), поэтому . Качество управления можно выяснить путем сравнительной оценки нескольких вариантов, сравнивая их показатели эффективности. Допустим, что система работает в двух режимах: режим А с эффективностью R_A и режим В - с эффективностью R_B. Тогда можно рассмотреть величину . Если для идеальной системы показатель эффективности такой, что выше величина R не существует, тогда оценка может стать абсолютной: .

107. Какие этапы включаются в системный анализ? Почему системный подход рассматривается как методология исследования сложных систем?

Ответ: 1) Изучение степени организованности объекта как сложной системы. 2) Изучение законов функционирования. 3) Изучение пути развития объекта.

108. В чем состоит принцип целостности при исследовании систем? Как соотносится методология системного подхода с методами исследования в конкретных науках?

Ответ: Принцип целостности – объект рассматривается как "относительно обособленная система" (т. е. имеющая конечное число входов и выходов для общения с другими системами и средой), свойства которой не сводимы к свойствам ее составных частей.