Управление

Определение Управление - целенаправленное воздействие на систему со стороны субъекта управления

Участники управления Управляемые системы –Социальные –Технические –Природные Управляющие системы –Субъект –Группа субъектов –Техническое устройство

Системы управления Социально - экономические –Субъект - группа субъектов Социо - технические –Человек - машина Кибернетические –Машина - машина Экологические –Группа субъектов - природная система

Компоненты управления 1. Объект управления 2. Цель управления 3. Управляющее воздействие 4. Модель системы 5. Блок управления

1. Объект управления S- управляемая система (объект упр-я) u(t)- управляющее воздействие U- множество допустимых управлений v(t)- неуправляемые входы y(t)- поведение системы S u(t) v(t) y(t)

2. Цель управления y 0,T 0 - проблемная ситуация y*,T*- конечная цель управления y(t)- траектория y*(t)- цель управления (план) y* (t) y0y0 y * T0T0 T * Цель

3. Управляющее воздействие Проблема выбора управляющего воздействия, с помощью которого «реализуется» цель управления S u*(t)=? v(t) y*(t)

4. Модель системы Выбор управления производится на модели y M (t) = S M ( u(t), v M (t) ) SMSM u(t)=? v M (t) y M (t)

5. Блок управления S SMSM u(t) v(t) y M (t) y(t) v М (t)

Выбор управления Эффективное управление (Effectiveness) –приводит к поставленной цели (для модели!) Оптимальное управление (Efficiency) –наилучшее u(t) из U по заданному критерию (выбранное на модели!) y * (t) y0y0 y * T0T0 T * Цель

Выбор управления y M (t) = S M ( u(t), v M (t) ) - критерий качества управления ( y M (t), y*(t) ) u*(t) = argmin ( y M (t), y*(t) ) y *(t) y0y0 y * T0T0 T * Цель u(t) U y M *(t) y M *(t) = S M ( u*(t), v M (t) )

Выбор управления Два обязательных действия: Поиск управления на модели Исполнение управления на системе Результаты исполнения u*(t): Цель достигается. Цель не достигается –изменить модель –изменить систему (параметры, состав или структуру) –изменить цель

Сложные и большие системы Для управления сложной системой недостаточно информации Для управления большой системой недостаточно ресурсов (материальных, временных)

Сложные и большие системы Малая Большая исправный прибор кодовый замок неисправный прибор организм экономика мозг Простая Сложная

Типы управления 1. Программное управление 2. Метод проб и ошибок 3. Управление по параметрам 4. Управление по структуре 5. Управление по целям

1. Программное управление y M *(t) = y*(t) = y(t) Система простая Модель адекватна Без обратной связи u*(t) - программа

2. Метод проб и ошибок y M *(t) y(t) Система сложная Модель неадекватна Цель - сделать модель адекватной, добыть информацию о системе Способ - экспериментирование с системой в ходе управления ею

2. Метод проб и ошибок: Алгоритм –Минимизация потерь от ошибок –Учет предыдущих ошибок Поиск u i *(t) на модели S Mi Исполнение u i *(t) на системе S Цель достигнута - конец Извлечение новой информации из пробы Коррекция модели: S Mi S Mi+1 Переход к новой пробе

2. Метод проб и ошибок: Снижение потерь 1.Запрет на повторные пробы (не повторять ошибки) 2.Не терять полезную информацию при преобразовании S Mi S Mi+1

3. Управление по параметрам Преодоление сложности системы, которая «не слишком» отличается от простой ( y(t) y*(t) ) y*(t) - опорная траектория Условие: достаточная малость или медленность отклонений y * (t) y0y0 y * T0T0 T * Цель y(t)

3. Управление по параметрам: Определения Управление путем приблизительного удержания системы на целевой траектории за счет изменения некоторых параметров системы без изменения ее структуры, называется регулированием Блок управления, осуществляющий регулирование, называется регулятором

3. Управление по параметрам: Функции регулятора Держать в памяти опорную траекторию y*(t) Следить за реальной траекторией y(t) Обнаруживать их текущее различие Вырабатывать корректирующее воздействие на параметры системы Воздействовать на систему

4. Управление по структуре Отклонения велики, цель недостижима для данной системы - изменить систему ! y * (t) y0y0 y * T0T0 T * Цель y M *(t) y(t)

4. Управление по структуре: Варианты Изменение связей Изъятие частей Добавление частей Понятия: реорганизация, перестройка, модернизация, самоорганизация...

5. Управление по целям Если управление по структуре не приводит к цели изменить цель ! y * (t) y0y0 y * T0T0 T * Цель y M *(t) y(t)

5. Управление по целям: Варианты Изменить притязания y* Отодвинуть срок T* Понятия (как различить?): –В принципе недостижимые цели –Идеалы (недостижимые, но достойные) –Цели, не достигнутые из-за неэффективного управления...

Сложности управления Выбор достижимой цели y*,T*; y*(t) Построение адекватной модели S M Выбор критерия качества управления Поиск рассматриваемых вариантов U + Взаимодействие этих факторов

Подведем итог