Кибернетический подход к описанию систем

Управление как процесс. Кибернетический подход к описанию систем состоит в том, что всякое целенаправленное поведение рассматривается как управление. Управление — в широком, кибернетическом смысле — это обобщение приемов и методов, накопленных разными науками об управлении искусственными объектами и живыми организмами. Язык управления — это использование понятий «объект», «среда», «обратная связь», «алгоритм» и т.д. Основы современной кибернетики заложил Н. Винер.

Под управлением будем понимать процесс ор­ганизации такого целенаправленного воз­дей­ст­вия на некоторую часть среды, назы­ваемую объектом управления, в результате кото­рого удовлетворяются потребности субъек­та, взаимодействующего с этим объектом.

Управление — целенаправленная организация того или иного процесса, протекающего в системе. В общем случае процесс управления состоит из следующих четырех элементов:

· получение информации о задачах управления (A),

· получение информации о результатах управления (т. е. о поведении объекта управления Y’);

· анализ полученной информации и выработка решения (j=j(А,Q',У')),

· исполнение решения (т. е. осуществление управляющих воздействий U).

Процесс управления — это информационный процесс, заключающийся в сборе информации о ходе процесса, передаче ее в пункты накопления и переработки, анализе поступающей, накопленной и справочной информации, принятии решения на основе выполненного анализа, выработке соответствующего управляющего воздействия и доведении его до объекта управления.

Каждая фаза процесса управления протекает во взаимодействии с окружающей средой при воздействии различного рода помех. Цели, принципы и границы управления зависят от сущности решаемой задачи.

Система управления — совокупность взаимодействующих между собой объекта управления и органа управления, деятельность которых направлена заданной цели управления.

В СУ решаются четыре основные задачи управления: стабилизация, выполнение программы, слежение, оптимизация.

Задачами стабилизации системы являются задачи поддержания выходной величины Y вблизи некоторого заранее заданного значения, несмотря на действие помех. Например, стабилизация напряжения и частоты тока в сети вне зависимости от изменения потребления энергии.

Задача выполнения программы возникает в случаях, когда требуется изменять величину U во времени заранее известным образом.

В системах оптимального управления требуется формировать входное воздействие U так, чтобы экстремизировать выход объекта управления Y. при заданных реальных условиях и ограничениях. Понятие оптимальности должно быть конкретизировано для каждого отдельного случая.

Задачи слежения означают, что величину Y требуется поддерживать на уровне, определяемом неконтролируемым воздействием среды Q.