Управление сложными системами. Типы управления

Управление – совокупность действий, направленных от субъекта управления к объекту (ОУ) и обеспечивающих движение системы от некоторого начального состояния к конечному , при котором достигается цель.

Задача субъекта управления (СУ) состоит в выработке управляющих воздействий, приводящих ОУ к цели.

Пусть ОУ является некоторая система, - вектор характеристик ее состояний в момент времени , - область состояний, характеризующая цель системы. Тогда процесс управления состоит в выработке последовательности управляющих воздействий , приводящих систему к целевой области (см. схему 5).

Схема 5. Управление системой

Классификацию типов управления будем проводить по виду связи между воздействием на систему и ее реакцией на это воздействие, тогда можно выделить три типа управления:

- жесткое управление или управление без обратной связи;

-управление с обратной связью;

-адаптивное управление.

Жесткое управление характеризуется безукоризненно точным выполнением управляющих воздействий СУ (поток ), даже если отклонение от предписаний СУ привело бы к более быстрому и/или эффективному достижению цели ОУ.

Схема 6. Жесткое управление

Примером системы с жестким управлением может служить светофор. Состояния, характеризующие данную систему – свет, горящий на светофоре. Управление заключается в переключение света (изменение состояний) и осуществляется такое управление с заданной периодичностью. Причем, даже если состояние светофора – красный свет для пешеходов, а на дороге не наблюдается движения машин, для пешеходов продолжает гореть красный свет.

Управление с обратной связью характеризуется изменением набора управляющих воздействий в зависимости от того, как система реагировала на воздействие в предыдущий момент времени.

Схема 7. Управление с обратной связью

Примером системы с обратной связью может служить автопилот самолета, которому задается курс самолета и автопилот корректирует управление при отклонении от заданного курса. На рисунке представлена траектория движения самолета при корректировке автопилотом высоты полета самолета ( ) в случае отклонения от установленной оптимальной высоты полета ( ). Точками на графике обозначены моменты корректирующих воздействий автопилотом.

Адаптивное управление – особый вид управления, характерный для очень сложных систем (биологический организм, государство). Системы адаптивного управления помимо постоянно функционирующей части имеют резервную систему, которая может взять на себя часть или все функции системы управления. Характерной особенностью таких систем является сверхустойчивость – случайные разрушения части системы не выводят из строя всю систему.

Алгоритм управления сложной экономической системой.

- управляющее воздействие, - случайные (непредвиденные) влияния внешней среды, - вход (регулярное воздействие внешней среды). На выходе системы оценивается не только произведенный продукт , но и состояние системы . - выход системы, рассчитанный по модели объекта управления.