|
Исследование систем управления
Исследование – процесс выработки новых научных знаний, одна из форм познания. Управление – функциональная организация систем различной природы, обеспечивающая сохранение структуры, режима деятельности, реализаций цели, программ. Control system Менеджмент – (руководить, завидовать) - совокупность принципов, методов, средств и форм управления, разрабатываемых с целью интенсификации производительности и получения прибыли. Система – целое, состоящее из частей. Теория систем – наука, объединяющая общие закономерности, описания и поведения систем. Системный подход – методика совокупных исследовательских [?] на базе свойств и принципов, формирующих новые подходы и задачи. Классификация ИСУ, характеризуется: ИСУ распадается на 2 уровня: Понятие системности, всеобщая философия, свойства материи Материя, пространство, врем ->
Единый комплекс ИСУ ИСУ: 1. Семантика: 2. Синтаксис:
1 Проблематика включающая в себя весь набор методов и средств конфликта между ИСУ и средой 2 Задача прагматики: анализ, синтез, реализация 3 Критерий качества целевого функционирования, критерий целесообразности 4 Методы прагматики: ГОСТ ISO, R ISO 10014 «Об экономических и финансовых выгодах предприятия»
СЗ – среда задача Представленная схема является универсальной и не зависит от вида проектируемой, исследуемой системы, в каждом случае могут меняться вектора x,q и воплощение этапов в зависимости от методов синтаксиса или прагматики. Среда взаимодействия Система в 2 состояниях: 1. Противодействия среды 2. Функция, функционирование, поведение 3. Организация (структура, порядок принятия решений) 4. Управление - это ведущая часть организационного процесса, однако не единственная. 5. Целостность и селективность. Для выполнения поставленной цели, система должна обладать не случайно выбранным набором компонентов, а специально определенных, т.е. селективных с учетом условий, среды и задач, соединенных функционально необходимой и достаточной структуре (целостность) 6. Качество целевого функционирования, т.е. характеристика оценивающая выходной эффект функционирования и обладающая свойствами измеримости, полноты и достоверности. Qf, КЦФ качество целевого функционирования. Виды времени: Система – это организованная целостность селективно избранных компонентов, взаимодействие которых в процессе выполнения, обеспечивает достижение поставленных целей с необходимым КЦФ (качеством целевого функционирования) в условиях противодействия среды. Классификация систем Под организационной системой будем понимать: группу людей, обладающих совокупностью средств, методов, ресурсов и ориентированных на достижение целей в рамках созданной структуры. Под управленческо-хозяйственной системой будем понимать: совокупность организационных и технических систем, призванных увеличивать объем общественных потребностей. 1. Простая система (Рисунок 1. Листочек) 2. Сложные системы – к этому классу относятся все многообразие технических систем, без учета наличия в них при функционировании человеческого звена. Внесение избыточности
Функциональный резерв – такой вид резерва, когда устройство не предназначенное специально для выполнения какой-либо задачи становится на место выбывшего из строя и выполняет его задачу. Временная избыточность. Рисунок 4. – когда устройство может быть полностью восстановлено за время допустимого технологического перерыва. Информационный 3. Большая система – это такая техническая организационная или управленческая система, в которой объединены сложная система и человеческое звено в виде оператора, ЛОР (лицо, определяющие решение) или ЛПР (лицо, принимающее решения). Свойство систем и принципы системного подхода Составляющие системы: вход, выход. Свойства: Выходное свойство системы не определяется суммой свойств слагающих ее компонентов. При этом появляются не только новые системные свойства, но и исчезают некоторые свойства компонентов, которые были до включения в систему. Интегративность устанавливает связи между внутренними параметрами системы и ее поведением. Ec=Ф(ASDTF) А свойство компонентов системы Единство противоположностей компонентов А Структура S: устанавливает внутреннюю организацию и способы взаимосвязи и взаимодействия компонентов. Системное время D: Динамическое время показывает, что ИСУ развивается во времени и пространстве, включая все необходимые этапы жизненного цикла Функционирования F: направлено на достижение поставленных целей. Является источником развития системы и для его описания необходимо задать наборы компонентов и функций. По Флейшеру. Вещественно энергетический баланс – соблюдение законов сохранения энергии. Закон рефлексии (Пред адаптация) Целесообразность Коммуникационность К – определяет связи системы с внешней средой, содержанием коммуникаций является обмен со средой материей, энергией и информацией Внутреннее противоречие – позволяет прогнозировать развитие компонентов системы, связей между ними, и являются источником движения и развития системы. Внешнее противоречащие – включает в себя взаимоотношения между системой и средой и формируют как саму систему так и ее цели и функции. Способность к управлению и самоуправлению. Принципы системного подхода - принцип целеобусловленности – цель первична для ее реализации создается ИСУ, ИСУ является промежуточным звеном между глобальной системой, и подсистемой в подчинении ИСУ. Глобальная цель позволяет сформулировать ряд локальных целей. Процесс формирования локальных целей трудно предсказуем, т.к. может существовать многочисленный набор разных подцелей. Необходимо решить 2 задачи: определить достаточный набор ситуаций, и среди них выбрать необходимую. => Выход системы может быть признан таковым, в случае если он измерим, повторим, сопоставим. - должен существовать механизм достижения цели, позволяющий учитывать сопоставлять и анализировать информацию. Принцип относительности – одна и та же совокупность компонентов может рассматриваться самостоятельно, либо как управляемая часть подсистемы, либо как управляющая для подсистем. ТЭЗ (типовой элемент замены) В любом случае существует иерархия. Любая исследуемая система иерархична по своей сути и упорядочена по уровням координации и субординации. Важность и приоритет. Принцип управляемости – создаваемая система должна быть способной изменять свою фазовую траекторию под воздействием сигнал управления. Цели и структура системы не могут быть жестко детерминированы, а изменения внешних условий заставляет систему динамично их отслеживать при этом в системе должны быть созданы управляемые контура представляющие собой механизмы управления в виде управляющей и управляемой частей, соединенных прямой и обратной связями. Проектируемая система должна быть представлена иерархией контуров. (Фазовая траектория – отдельные состояния, которые система изображает в течение времени, переход из одного состояния в другой через какое-то время) НС надсистема в ней параметр, который является главным для нас. По линии прямой связи управляем ИСУ. Замыкаем обратную связь, чтобы сообщать надсистеме в каком состоянии находится подсистема. Расхождение по иерархии Принцип связанности – исследуемая система должна быть управляемая по отношению к надсистеме и управляющей по отношению к подсистеме. Один из главных принципов технической кибернетике. ИСУ формирует выходные критерии для подсистем. Принцип моделируемости – исследуемая система должна содержать механизм прогнозирования ее поведения во времени, позволяющее оптимизировать ее фазовую и выходные траектории, таким механизмом являются аналитические модели и моделирование на ПК (имитационное моделирование) Принцип симбиозности – исследуемая система строится с учетом объединения в контуре управления естественного и искусственного интеллекта. В настоящее время человек превращается в управляемое звено. Принцип оперативности Информационные аспекты при ИСУ Рисунок 1. Физическая информация – геогенез - отражается в движении материи, механическом, физическом, химическом и т.д. 2. Биологическая информация – биогенез: 3. Социальная информация – ноогенез – представляемая в форме научного прогнозирования: Взаимосвязь потоков информации (структурами) приводит в понятию отражение. На практике при проектировании ИСУ приходится сталкиваться с интегральным потоком информации, в котором участвуют все названные классификации составляющие, которые реализуются в виде материальных носителей информации во времени и пространстве, т.е. сигналов. Сигналы воздействия среды: Оперативная информация делится на:
К особым характеристикам информации следует отнести тиражируемость и субстанциональность (способность существовать в виде некоторого информационного образа). Сигналы делятся: Математической моделью этого объекта является случайный процесс. Процессы могут быть непрерывными; дискретные, случайная последовательность импульсов; стационарные; стационарные; стохастические. Количественные характеристики информации Процесс излечения и уяснения информации связан с процессом поиска и сравнения полученного информационного образа с эталонным образом или аналогом, имеющимся в памяти машины. Под образом будем понимать отражение системы в одной из сфер среды ее окружающей. При такой трактовке информация может содержаться на физическом и идеальном уровнях. Неопределенность – показатель, характеризующий оставшиеся неполученные сведения. H=-Epi*Logpi Таким образом уровень неопределённости можно связать. В случае двоичного кода максимальная неопределенность равняется биту информации. Мерой информации является вероятностная оценка неопределённости
Информационные аспекты управления Логика процесса управления может быть оценена с позиции: категории управления, организация управления, структуры управления.
Оперативность определяет порядок выработки сигналов управления во времени и является переменной величиной. На нее влияет производительность органов управления, организация процесса управления, число контуров в различное время действие, наличие и характер обратной связи. Оперативность измеряется во времени, зависит от времени цикла управления. Существует несколько методов оценки обоснованности: Непрерывность оценивает способность влиять на объект, а с появлением информационных технологий позволяет не только обеспечивать фиксацию текущего результата, но прогнозировать будущие изменения и осуществлять корректирующие воздействия. Охват, непрерывность не локальные. Организация управления – высший уровень состоит из: Средний уровень – цикл выработки решения состоит из обоснования решения либо информационного, либо организационного включающего в себя выработку плана, методов моделирования, методов организации управления т.е. организационного решения. Управленческое вкл в себя подготовку приказов, доведение до структур. 3 уровня управления: информационная подготовка, организационная, организационная оформленная в виде приказов, указов 3 уровень выбор альтернативы, включающий в себя оценку альтернатив, анализ и подготовку решений. Точкой принятия решения является тот момент времени, когда Вы осознанно считаете, что информации достаточно и нужно ее передавать на более высокий уровень. Точка принятия решений – момент времени. Цикл принятия решения интервал между 2 последовательными точками принятия решения. 2 на втором уровне 2 точки принятия решения, либо указания нижестоящим, либо информационный канал наверх начальнику. Можно рассмотреть несколько градаций шкалы ответственности ЛПР при участии в управлении искусственного интеллекта. Формализация описания ИСУ Главной задачей этого этапа является построение аналитической или алгоритмической модели отображающей взаимодействие между элементами и подсистемами. Основные классы описания структур: 3 класса: Когда математической моделью мы назовем связь указанных параметров u,v,y,Q вместе с законом их функционирования при этом в математической модели выделяют параметры системы тета1, тета2 и тд. Это характеристики, которые остаются постоянными в процессе исследования, если эти параметры заданы на каком-то множестве, то мы говорим, что имеется параметрическое множество для ИСУ. Множество переменных разбивается на 2 подмножества независимых и зависимых переменных, к независимым относятся след характеристики – входные воздействия на систему, сигналы u1, u2, среди этх сигналов есть управляющие воздействия и не управляющие – воздействия внешней среды, среди них могут быть контролируемые наблюдаемые воздействия, и могут быть не контролируемые, могут быть детерминированными и случайными. Характеристики состояния системы x1 и т.д. т.е. они описывают фазовое состояние системы. Изменение параметров – фазовая траектория, к зависимым переменным относятся след характеристики. Выходные характеристики системы y1, показатели КЦФ качество целевого функционирования Q. Система операторных уравнений. математическая модель. Классификация математических моделей.
Непрерывный детерминированный Основные обозначения теории массового обслуживания Система массового обслуживания встречается на каждом шагу. В теории СМО разработаны модели для: СМО можно описать задавая: Может быть 4 типа СМО: одноканальные, одноканальные однофазные, многоканальные, многоканальные многофазные. Имитационное моделирование на gpss\h Варжапятян Сегодня имитационное моделирование основное направление исследований. Классификация моделей Модель – это образ в том числе условный или мысленный какого-либо объекта или системы объектов, используемый при определенных условий в качестве их заместителя. Сегодня модель из вспомогательного средства, заменяющего исследуемый объект (модель автомашины, манекен) стала превращаться в способ получения информации о вновь создаваемой исследуемой управляемой системы. Процесс моделирования Модель: F1 физическое прямое моделирование, F1 предусматривает в качестве модели саму систему или опытный образец. F2 другая система со схожей физической структурой. Математическое моделирование М1 аналитическое моделирование, т.е. явное аналитическое описание искомых характеристик системы на одном из языков математики. Компьютерное моделирование. Метод Монте-Карло. К1 чистый метод Монте-Карло, чистый аналог математических методов. К2 имитация процессов функционирования любой реальной системы. К3 методы статистической обработки полученных данных. Три группы пакетов: К4 – мощные имитационные комплексы, которые используются в фундаментальных сферах. Место имитационных моделей в общей структуре программного обеспечения ИМ можно использовать в 2 направлениях: Уровень построения программ Выбор языка ИМ зависит от многих факторов: предметной области, квалификации пользователя, наличия соответствующий вычислительной техники. Достоинства ИМ: Недостатки: Основные этапы и задачи реализуемые при ИМ Процесс моделирования можно разделить на 3 последовательных этапа: Этап 1 включает в себя На этапе 2: 3 этап: К числу основных задач ИМ относятся: Виды времени: Модельное время События примерно равнозначны на всем времени исследования. При моделировании будем различать факт наступления события Ai, время до наступления Ai и полный цикл, который отображает все что произошло. Для того чтобы И время протекания И прибавили действие И убавили А попадайте в точку Мифическая величина Б, реального события вы не можете, что то меняется в операторе машинном и время берется из генератора который мы все с вами знает. Идеальной моделью бывает та модель, которая описывает все нюансы. Модель отличается от реальной системы наличием управляющего алгоритма моделирования. GPSS\H язык имитационного моделирования. Коротенька история язычка: он появился в 1958 году, разработал Джефри Гордан, этим языком пользовались пользователи а не не пользователи. Язык простой и понятный даже самым примитивным приматам. Затем этот язык трансформировался и ему дали название Оптимус Прайм. Построе на логике и ИЗО средствах Ворда. Сегодня джипиэсэсэйдж, позволяет описывать системы на большой скорости, с понятной логикой и прочей штукой. Преимущества GPSS\H Все имена операторов пишутся англ. буквами. Едвенс, терминате если сократить то он поймет. Иначе нахуй ошибка. Плюется машина. Не лезь в листинг. Лезете в дебагер, Категории объектов
![]() ![]() Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право... ![]() Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... ![]() Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все... ![]() Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|