ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 85
Скачиваний: 0
ближе соответствовали цели х0. Это достигается тем, что на уп равляющую подсистему все время поступает осведомительная информация ОС, которая позволяет при сопоставлении парамет ров Хо с х вырабатывать более целесообразные управляющие воздействия.
С позиций кибернетики управление можно охарактеризовать как такое целевое воздействие исполнителя (управляющей под системы) на объект функционирования (управляемую подси стему), при котором управляемая система переходит из множе ства разных возможных ее состояний в такое состояние, при ко тором достигается определенная требуемая (задаваемая) цель. Иными словами, это ограничивает множество состояний системы единственным, причем целевым.
Из сказанного можно вывести некоторые главные условия существования управляемой системы.
1.Должна существовать организованная система, в которой можно выделить хотя бы два элемента с отнесением их к управ ляющей подсистеме и управляемой подсистеме.
2.Каждая из двух выделенных подсистем должна быть ди намичной, т. е. допускать возможность появления нескольких (многих) состояний.
3.Между управляющей и управляемой подсистемами должно быть обязательное наличие причинно-следственных связей (пря мая и обратная связь).
4.Должна быть задана цель, достижение которой является функцией организованной управляемой системы, и должно быть известно, что в множестве возможных состояний системы
имеются такие (такое), при которых достигается заданная цель.
5. Управляемая система должна располагать известной сте пенью свободы действий, которые позволяют ей переходить в множество возможных состояний. Ограничение этого множе ства одним из состояний, наиболее обеспечивающим достижение поставленной цели, является функцией управляющей под системы.
6. Управляемая подсистема должна способствовать достиже нию заданной цели (т. е. некоторые элементы из данного мно жества действий должны иметь характер целевых действий) и располагать параметрами, путем воздействия на которые опре деленными импульсами можно изменять состояние системы и вызывать требуемое действие.
7.Управляющая подсистема должна быть способной управ лять управляемой подсистемой, т. е. производить целевое воз действие на те ее входы, на которых импульсы определяют ее целевое действие, и получать информацию о состоянии управ ляемой подсистемы (о ее действиях).
8.Управляющая подсистема должна иметь на своих входах всю необходимую информацию для принятия решения об управ-
ляющем воздействии, т. е. информацию о цели, о состоянии уп равляемой подсистемы и об алгоритме (программе) управляю щего воздействия. Эта информация должна быть получена за благовременно, для того чтобы управляющее воздействие смогло оказать эффективное влияние на управляемую подсистему.
Схема, приведенная на рис. 2, дает общее представление о структурном построении и связях управляемой системы. Но такая укрупненная схема не дает возможности рассмотреть вну треннюю структуру управляемой и управляющей подсистем, что
РИС. 3.
Структурное построение управляемой системы
имеет особое значение |
для более |
глубокого проникновения |
в процессы управления. |
|
которой внутри подсистем |
На рис. 3 представлена схема, в |
||
выделено по два блока. |
Цель функционирования системы N за |
дана в виде Хо. Через входы системы лг0 поступает в блок 1 уп
равляющей подсистемы (А) —управляющий орган, а |
также |
в блок 4 — измерительный орган. Выработанное в блоке |
1 уп |
равляющее воздействие поступает в блок 2 управляемой подси стемы (В), который представляет исполнительный орган. В свою очередь блок 2 передает информацию исполнительного воздей ствия (Р) блоку 3, представляющему управляемый объект. Этот объект, функционируя, избирает под результатом воздействия такое состояние, которое обеспечивает получение желаемого ре зультата х, близкого к Хо. На блоки 2 и 3 оказывается возму
32
щающее воздействие (z, zi). Задача исполнительного блока вы дать такой импульс, чтобы управляемый объект достиг постав ленной дели. Но это не всегда возможно, особенно если им пульс V не обеспечивает желаемой реакции. В этих целях осве домительная информация о реальных параметрах х поступает на блок 4 подсистемы А, в котором уже содержится значение параметра хо- Происходит сравнение х0 и х, и на блок 1 посту пает информация об истинном значении отклонения. Блок 1 осу ществляет некоторую корректировку управляющего воздействия, на блок 2 попадает уточненный импульс V, принуждающий блок 3 уточнить свою программу в целях максимального сокра щения разности х—Хо.
Используя эту схему, можно охарактеризовать взаимодей ствие с внешней средой как совокупность трех групп взаимосвя занных процессов, без которых ни один организм, который представляется как кибернетическая система, не может суще
ствовать. |
г р у ппа — процесс добычи |
в В некоторых ве |
П е р в а я |
||
ществ из внешней среды, их переработка, |
частичное запасание |
|
(присвоение) и возврат остальной части внешней среде. |
||
Вт о р а я |
г р у ппа — процесс получения |
и присвоения неко |
торых видов энергии из внешней среды, их преобразование, ча стичное запасание и возврат остальной части внешней среде. Сюда же относятся внутренние процессы генерирования различ
ных видов энергии (мускульной, |
электрической, световой и т. п.) |
|||
за счет превращения некоторой |
доли |
присвоенных |
организмом |
|
(системой) веществ. |
|
|
(восприятие) |
|
Т р е т ь я |
г р у ппа — процессы в Л: а) добыча |
|||
организмом |
информации из внешней |
среды, переработка и ча |
стичное ее накопление внутри организма; б) генерирование вну тренней осведомительной и командной информации, обеспечи вающей выполнение организмом процессов существования и раз вития.
Кибернетику интересует главным образом третья группа про цессов, обеспечивающих существование систем (строго говоря, эта группа процессов требует для ее реализации добычи и при своения некоторых веществ из внешней среды, а также некото рых видов энергии).
Экономическая кибернетика рассматривает информационные процессы, протекающие в управляемых системах, в которых должны быть решены по меньшей мере три задачи:
в ып о л н е н и е п р о г р а м м (если значение управляемых величин изменяется во времени заранее заданным способом);
с л е ж е н и е (когда изменение заданных величин заранее неизвестно, но нужно добиться, чтобы как можно более было обеспечено соответствие x(t) и Xo{to)\
о п т и м и з а ц и я (достижение оптимального значения коэф фициента полезного действия системы).
33
Сложные системы могут рассматриваться и изучаться не только относительно их подсистем — управляемой и управляю щей, но и относительно составляющих их элементов, представ ляемых как части системы, подсистемы, системы более низкого порядка (относительно общей системы, определяемой как су персистема), и связи этих элементов, т. е. соединения, которыми создаются между ними отношения. Изучение составляющих
РИС. 4.
Процесс дифференциации систем
элементов и их связей одновременно позволяет определить структуру систем. Наиболее удобно изображать структуру си стемы в виде структурной (организационной) модели, построен ной по определенным формальным.правилам.
При изучении и организации управляемых систем суще ствуют два подхода — дифференциация систем и интеграция систем.
Процесс д и ф ф е р е н ц и а ц и и систем заключается в том, что в изучаемой системе различаются отдельные элементы (под системы), из которых она состоит, и их связи, а затем этим эле ментам придается самостоятельность как отдельным системам.
34
Этот процесс может быть представлен следующими структур ными моделями (рис. 4).
Всистеме А выделено две подсистемы, увязанные между со бой выходом-входом хПр. (промежуточный). В целях удобства изучения подобную систему можно рассматривать как две само стоятельные системы со значительной обособленностью.
Всистеме В изучение дало возможность выделить практи чески независимые подсистемы с определенной самостоятель
ностью (за исключением В3, повторяющей вариант системы Л). Эту систему можно дифференцировать на четыре вполне само стоятельных системы. Намеченные внутренние связи (между
РИС. 5.
Процесс интеграции систем
В1 и В2, В2 и Вз) несущественны, и при отдельном рассмотрении систем они могут быть игнорированы.
Следует подчеркнуть, что дифференциация систем, относя щихся к объектам изучения экономической кибернетики, воз можна только тогда, когда в каждой из выделенных самостоя тельных управляемых систем можно четко очертить управляю щую и управляемую подсистемы.
В системе «сельскохозяйственное предприятие» можно диф ференцированно рассматривать такие структурные подсистемы, как «растениеводческое и животноводческое отделения (цеха)», или же отдельно такие структурные объекты, как бригады, фермы и т. п.
Процесс и н т е г р а ц и и систем является обратным процес сом дифференциации. Целесообразно создавать и изучать инте грированные системы в том случае, если между отдельными си стемами, которые предполагается объединить в суперсистему, имеются тесные сильные связи следующего характера (рис. 5).
Связь систем (элементов) осуществляется соединением вы хода одной системы (элемента) со входом другой. При таком
35
соединении вход делается функционально зависимым от выхода в той же связи.
Это можно показать на примере взаимосвязи двух систем
(рис. 6).
На рис. 6 видно, что реакция х' системы А на импульс х0 является одновременно импульсом для системы В, в которой возникает реакция х. Так как реакция х является функцией им пульса х0, т. е. x '= fA (x о), а реакция х является функцией им пульса х', т. е. x = fB(x'), то реакция х также является сложной функцией импульса хо, т. е. x=fB[fA(x0)].
Из этого можно сделать вывод, что действие системы В функ ционально зависит от действия системы А. Представим, что им
пульс Хо действует во время to, |
реакция х± появилась в |
tly |
им |
||
пульс х2 оказал воздействие в |
t2 и реакция |
х3 |
появилась |
в /3, |
|
|
тогда время t3—10 явля |
||||
х’ |
ется |
в р е м е н е м |
реак- |
||
Д- ции. |
Временем |
реакции |
|||
|
системы (простой, слож |
||||
РИС. 6. |
ной) называют время, ко•- |
||||
торое пройдет от момента |
|||||
Взаимосвязь двух систем |
появления |
решающего |
|||
|
(существенного) |
импуль |
са на ее входах до момента появления реакции на определен ном выходе.
В сельском хозяйстве чаще встречаются с соединением си стем— интеграцией. Горизонтальная интеграция происходит при развивающейся специализации однородных систем, в свою оче редь оказывая сильное влияние на осуществление этой специа лизации. Только углубленная специализация отдельных элемен тов объединенной системы позволяет решить сущность интегра ции (естественно, что интегрирование подобного рода относится к уже организованным сельскохозяйственным предприятиям, а не к объединению индивидуальных хозяйств в крупные совре менные сельскохозяйственные предприятия). Процесс углубле ния специализации окажет значительное влияние на укрепление связей между отдельными элементами суперсистемы.
Интеграция систем в сельском хозяйстве происходит также по вертикали, когда соединяются между собой системы, связан ные в процессе производства и обращения.
Виды связей в системах. В управляемых системах приме няются различные виды связей. Существует два основных вида связи — прямая и обратная. Рассмотрим некоторые из них, с тем чтобы можно было легче ориентироваться в структурных моде лях систем.
1. Основные незамкнутые связи: прямая (простая) связь (а) параллельная связь распределительная (b); параллельная связь соединяющая (с); последовательная связь (d между системами A-+-B-+C-+-D) \ непрямая связь (d между системами Л и С,
36
А и D, В и £>); параллельная связь разветвляющаяся (е) и др. (рис. 7).
2.Основные замкнутые связи возникают с помощью так на
зываемой обратной связи. Принцип обратной связи является
а) ■ |
> |
А>-
О И К
О)
с о к
CZD-
C Z
РИС. 7.
Виды прямых связей в системах
одним из основных принципов кибернетики. Сам по себе (с по зиции его организации, но не содержания) этот принцип доста точно прост. Поясним его на следующем примере.
— Н Ю З = ^
J= г
Л)
р
РИС. 8.
Основные виды обратных связей в системах
Установлено, что под воздействием определенного импульса х0 система Р должна перейти к состоянию, обеспечивающему реакцию х. Возможно, что величина х0 установлена недоста точно точно, и в результате на выходе не будет получен желае
37
мый исход; возможно, что на систему Р кроме управляющих будут оказывать влияние переменные возмущающие воздей ствия. Тогда на выходе системы снимается информация о значе нии величины х и с помощью обратной связи передается на управляемую подсистему. Управляемая подсистема, зная функ цию x = f(xо) и истинное значение выходной величины, осуществ ляет необходимую корректировку, ослабляющую или усиливаю щую импульс Хо, с тем чтобы система оказалась в состоянии обеспечивать желаемый исход х.
|
а) |
T 3 l |
|
5 |
Г |
|
|
/ ; У еёП Г 1 |
i = L j r c ~ t |
|
|
||
|
е) [ |
CZH— |
|
Ш = г |
|
|
|
|
|
РИС. 9. |
|
|
|
|
|
Виды сложных связей в системах |
|
|
||
Основные замкнутые связи бывают: собственная |
обратная |
|||||
связь (а), прямая обратная связь |
(Ь), непрямая |
обратная |
||||
связь (с, d) (рис. 8 ). |
В сложных |
системах |
(особенно относя |
|||
3. |
Сложные связи. |
щихся к объектам изучения экономической кибернетики) возни кает множество комбинаций связи между отдельными систе мами, входящими в суперсистему. На рис. 9 показаны только
три из |
них, наиболее часто встречающиеся: обратная парал |
|
лельная |
связь распределительная (а), обратная |
параллельная |
связь соединительная (b), последовательная |
параллельная |
|
связь (с). |
|