Министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет Украины «КПИ»

Факультет информатики и вычислительной техники

Кафедра технической кибернетики

Расчетно-графическая работа

по курсу «Компьютерные обучаемые системы»

«Понятие управление. Модель системы управления. Этапы управления сложным объектом, структурный синтез модели, параметрический синтез модели, идентификация параметров, планирование экспериментов, реализация управления. Понятие адаптации. Адаптация систем управления. Уровни адаптации»

Вариант №1

Выполнили студенты : Проверила:

ФИВТ IV курс Польшакова О.М.

Гр. ИК-83

Кущ Ю.И.

Трохименко Я.Н.

Киев 2012

Содержание

1. Понятие управления 3

2. Модель системы управления 7

1. Понятие управления

Под управлением понимается процесс организации такого це­ленаправленного воздействия на объект, в результате которого этот объект переходит в требуемое (целевое) состояние. Объек­том управленияназовем ту часть окружающего нас мира, состояние которой нас интересует, и па которую можно целена­правленно воздействовать, т. е. управлять ею. Состояние объекта изменяется под воздействием среды, в которой он находится, и под влиянием внутренних процессов в самом объекте. Пусть X — со­стояние среды, взаимодействующей с объектом, а Y – состояние объекта (рис. 0.1). Тогда объект можно представить как преобра­зователь состояния среды X в состояние объекта Y:

Y = (Х), (0.1)

где пока неизвестный оператор связи входа Xи выхода Yобъекта, характеризующий специфику его работы (X вход, Y –выход объекта).

Говоря об управлении как о целенаправленном процессе, нельзя не отметить, чьи цели реализуются в процессе управления. Для этого необходимо ввести понятие «субъект», который является ис­точником целей, реализуемых управлением. Эти цели возникают у субъекта под влиянием его потребностей, связанных с жизне­деятельностью и взаимодействием со средой и объектом управле­ния.

Рис. 0.1. Объект как преобразователь состоя­ния среды Xв состояние объекта V

Рис. 0.2. Взаимодействие объекта и субъекта управления

(Заметим, что под субъектом совершенно не обязательно под­разумевать только какую-то личность, это может быть группа людей, объединенная по какому-либо признаку, и даже человечество в целом, если рассматривается управление глобальными объек­тами, такими, как окружающая среда, космос и т.д.)

Если состояние объекта Yудовлетворяет потребностям субъ­екта, взаимодействующего с этим объектом, то никакого управ­ления не требуется. Если же состояние объекта не удовлетворяет потребностям субъекта, то необходимо организовать такое воз­действие Uна объект , чтобы перевести его в новое состояние, удовлетворяющее субъекта. Это и есть управление.

Так как фигура субъекта важна для управления, «выделим» его из среды (рис. 0.1), как это показано на рис. 0.2.

Удобно (хотя это и не всегда соответствует действительности) считать, что субъект по поводу состояния объекта всегда форму­лирует свою цель Z*, реализация которой в объекте приводит, по мнению субъекта, к удовлетворению его потребностей. Эта цель представляет собой набор требований, предъявляемых субъектом к состоянию объекта Y. Обозначим

(0.2)

выполнение, а

(0.3)

– невыполнение целевых требований в объекте. При отсутствии управления цели субъекта Z* не реализуются сами собой (приро­дой). В результате этого субъекту приходится решать дилемму:

• смириться с условием (0.3) и тем самым терпеть определенный ущерб, связанный с неудовлетворением своих потребностей;

• создать систему управления, которая реализовала бы его цели Z* в объекте, т. е. добиться выполнения (0.2), но при этом затратить неизбежные усилия и средства на се создание и эк­сплуатацию.

Если цели Z* важные (т. е. потребности, их породившие, на­сущны), то субъект идет на создание системы управления. Для этого ему, прежде всего, необходимо определить, каким образом можно воздействовать на объект, т. е. назначить каналы управле­ния U. Ими могут быть некоторые из входов объекта X, которыеудается изменять целенаправленно. Но этого обычно бывает мало и приходится создавать новые каналы воздействия на объект, ко­торые ранее не существовали (например, изменять некоторые па­раметры объекта, которые до этого не меняли его структуру и т.д.).

Так или иначе, но для реализации процесса управления необ­ходимо создать канал управления U, с помощью которого можно влиять на состояние объекта управления, которое будет зависеть от двух факторов — среды X и управления U:

где – по-прежнему оператор объекта, но учитывающий нали­чие фактора управления U.

Теперь можно создавать систему управления, под которой бу­дем понимать совокупность алгоритмов обработки информации исредств их реализации, объединенных для достижении заданных целей Z* управления в объекте . (Заметим, что система управ­ления далеко не всегда реализуется «в металле». Она может фи­гурировать в виде системы правил, договоров и обязательств, ко­торые реализуются в процессе управления.)