Основные законы СА, принципы управления и "черного ящика"

Закон обратной связи, схема функционирования в теории систем. Понятие "адаптация". Классические определения понятия управления. Закон необходимого разнообразия. Принцип "черного ящика". Определенность или детерминированность процессов в системном анализе.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид лекция
Язык русский
Дата добавления 24.10.2013
Размер файла 33,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

12

Основные законы СА, принципы управления и «черного ящика»

1. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

Закон обратной связи

Закон обратной связи привнесен в теории систем из кибернетики - науке об общих закономерностях в процессах управления, осуществляемых в живых или технических системах, машинах и их комплексах. Из кибернетики управление заимствует следующие законы и принципы: необходимого разнообразия, внешнего дополнения, обратной связи, выбора решений, декомпозиции, а также иерархии управления и автоматического регулирования (саморегулирования).

Четвертый принцип кибернетики возведен в ранг фундаментального закона, который известен как закон обратной связи. Без наличия обратной связи между взаимосвязанными и взаимодействующими элементами, частями или системами невозможна организация эффективного управления ими на научных принципах. Все организованные системы являются открытыми, и замкнутость их обеспечивается только через контур прямой и обратной связи. Необходимым условием их эффективного функционирования является наличие обратной связи, сигнализирующей о достигнутом результате. На основании этой информации корректируется управляющее воздействие.

В упрощенном виде это показано на рис. 1.5. Входная величина действует на управляемый процесс и в соответствии с передаточной функцией, характерной для данного объекта и определяющей соотношение между входными и выходными сигналами, превращаются в выходную величину с.

Рис. Схема управления с обратной связью (простая замкнутая система)

Эта величина с помощью канала обратной связи подается на вход, корректирует входную величину r и в виде управляющего сигнала m воздействует, но уже по-новому, на объект. Возникшая таким образом связь образует замкнутый контур.

Аналогичные регулирующие процессы происходят в биологических и социально-экономических системах.

Таким образом, первая важная роль обратной связи - восстановление нормальной работы, нарушенной внешними и внутренними факторами, т. е. способность систем к саморегулированию и самоорганизации (адаптации). Создание самонастраивающихся и самообучающихся систем управления производством - одно из наиболее перспективных приложений кибернетики.

Экономические системы находятся под постоянным воздействием природных и общественных факторов. Эти внешние воздействия, как правило, носят случайный характер. Вместе с тем сложность и изменчивость системы во времени приводят к тому, что поведение самой системы является в той или иной степени неопределенным, вероятностным. Влияние этих многочисленных неопределенностей приводит к тому, что экономические системы всегда являются системами с неполной информацией и управление ими всегда осуществляется в условиях неопределенности.

Поэтому вторая важная роль обратной связи состоит в том, что, сообщая органу управления информацию о реальном состоянии объекта, она позволяет осуществлять регулирование в условиях неполной информации о возмущающих воздействиях.

С кибернетической точки зрения обратная связь - процесс информационный. Воздействие входного сигнала на объект, переработка его в выходной сигнал и обратное действие выхода через канал обратной связи на входную величину - все это процессы передачи и переработки информации. Простейшим примером применения обратной связи на предприятии является диспетчерское управление: поступление на пульт диспетчера оперативных сведений о состоянии производства для выработки команд управления есть обратная связь по отношению к изменению объекта управления, рассматриваемому как сумма информации о нем.

Закон обратной связи подчеркивает, что управление немыслимо без наличия как прямой, так и обратной связи между объектом и субъектом управления, образующими замкнутый контур. Применительно к планированию этот закон утверждает единство плана и отчета. Кто порождает план, тот организует учет, анализ и контроль его исполнения объектом управления.

2. АДАПТАЦИЯ

Понятие «Адаптация» имеет порядка 40 различных понятийных толкований. Вот некоторые из них:

- состояние динамического соответствия, равновесия между системой и средой.

- способность живого организма приспосабливаться к изменениям окружающей среды, внешних (внутренних) условий существования путем сохранения и поддерживания физического гомеостаза.

- основной способ жизнедеятельности и выживания организма (вида).

- процесс приспособления любого вида рекламы к целевой аудитории и др.условиям (например, иностранные рекламные ролики, озвучивают голоса известных российских актеров; слоганы адаптируют к языковым местным сложившимся формам.

- приспособления работников к содержанию и условиям трудовой деятельности и непосредственной социальной среде

Большинство из толкований являются специализированными и уточняющими характер взаимодействия системы с внешней или внутренней средами.

Для человека, специфической формой адаптации является социально-психологическая адаптация, обеспечивающая его личностное развитие путем направленного, активного взаимодействия с природными и социальными условиями существования. Результат социально-психологическая адаптации проявляется как саморегулирование, самообучение, самоорганизация и совершенствование.

3. УПРАВЛЕНИЕ. ПРИНЦИПЫ и ВИДЫ УПРАВЛЕНИЯ

3.1 Понятие управление

Два классических определения понятия управления:

- «Управление - сознательное целенаправленное воздействие со стороны государства, экономических субъектов, на людей и экономические объекты, осуществляемое с целью направить их действия в нужное русло и получить желаемые результаты.»

- «Управлемние -- деятельность субъекта, направленная на себя или на внешние, по отношению к себе, объекты, субъекты с целью их преобразования или изменения их свойств, по заранее-продуманному плану по достижению желаемой цели.

Наиболее общий случай процесса осознанной деятельности разумного существа.»

К слову: понятий «управление» насчитывается более сотни.

В определенном смысле управление является сознательной адаптацией системы под заданные цели (желаемые результаты)

Эффективное управление или самоуправление предполагает наличие обратной связи, то есть передачу информации о протекании процесса, на основании которой вырабатывается управляющее (изменяющее) воздействие.

Процесс управления во всех организованных системах сходен. Различие в управлении объектами касаются критериев цели, задач и содержания управления. Однако структура и построение процессов управления в организованных системах любых рангов имеют черты глубокого сходства, общности. Это обстоятельство объясняется тем, что процесс управления всегда представляет собой информационный процесс.

Современное управление строится на выработанных на практике

ПРИНЦИПЫ:

Абстрагирование - условное выделение из кажущейся, на первый взгляд, хаосом системы всех её очевидных частей (элементов), и рассмотрение и понимание этой системы при помощи воображаемой взаимосвязи этих элементов вместе воедино, так как будто бы это и есть, изначально рассматриваемая система.

Модульный принцип - подразумевает, что реальность это сложная система, состоящая из других сложных (но менее) систем - объектов-модулей, которые также состоят из других более простых систем-модулей и так далее, пока объект не будет расчленён до элементарного.

Например: принцип законодательства в государственном деле построен на изменении (улучшении) законов (модулей) и при этом сохраняется возможность внесения поправок (улучшении и замене законов-модулей на лучшее).

Принцип суперпозиции рассматривает каждый отдельно взятый объект (элемент) сложной системы и рассматривает его влияние на всю систему и на отдельно взятые части.

Своевременность - подразумевает учет времени воздействия управляющей системы на управляемую.

Принцип совершенствования (универсальности) - выработка наиболее универсальной и совершенной методологии управления, а также стремление к получению наиболее совершенных и универсальных способов совершенствования системы в целом.

3.3 Управляемые и самоуправляемые системы

Постановка задач управления системой

1. Первая задача: мы хотим управлять объектом в процессе его функционирования сами непосредственно. Это задача управления.

Такая система может быть структурирована на УПРАВЛЯЮЩУЮ часть и УПРАВЛЯЕМУЮ (линейная структура).

2. Вторая задача: мы не хотим управлять объектом в процессе его функционирования, но хотим, чтобы объект -- без нашего непосредственного вмешательства в процесс -- самоуправлялся в приемлемом для нас режиме. Это задача самоуправления.

Орг.структура такой системы может быть представлена несколькими УПРАВЛЯЮЩИМИ и несколькими УПРАВЛЯЕМЫМИ подструктурами.

4. ЗАКОН НЕОБХОДИМОГО РАЗНООБРАЗИЯ

По определению У.Р. Эшби, первый фундаментальный закон кибернетики заключается в том, что разнообразие сложной системы требует управления, которое само обладает некоторым разнообразием. Иначе говоря, значительное разнообразие воздействующих на большую и сложную систему возмущений требует адекватного им разнообразия её возможных состояний. Если же такая адекватность в системе отсутствует, то это является следствием нарушения принципа целостности составляющих её частей (подсистем), а именно - недостаточного разнообразия элементов в организационном построении (структуре) частей.

Ограничение разнообразия в поведении управляемого объекта достигается только за счет увеличения разнообразия органа управления (управленческих команд). Чтобы достигнуть минимума разнообразия выходных реакций (результатов деятельности) системы, управляющий орган должен быть способен к выработке определенного минимума команд и сигналов. Если его мощность ниже минимума, он не способен обеспечить полное управление. Процесс управления в конечном счете сводится к уменьшению разнообразия состояний управляемой системы, к уменьшению её неопределенности. В соответствии с этим законом, с увеличением сложности управляемой системы сложность управляемого блока также должна повышаться. Поэтому все большее усложнение аппарата управления корпорациями, холдингами, финансово-промышленными группами, и т. п. организациями и их частями в современных условиях - это закономерный процесс. Другое дело, что восполнять разнообразие управляющей системы нужно за счет внедрения компьютерных и других прогрессивных технологий управления и математических методов, а не за счет привлечения дополнительных людских ресурсов.

Закон необходимого разнообразия* имеет принципиальное значение для разработки оптимальной структуры системы управления. Если центральный орган управления при сохранении разумных размеров не обладает необходимым разнообразием, то следует развивать иерархическую структуру, передавая принятие определенных решений на нижние уровни и не допуская, чтобы они превращались в передаточные инстанции. Неудовлетворительные результаты проводимой в стране экономической реформы объясняются неадекватной реакцией органов управления. В стране увеличивается разнообразие форм собственности, разновидностей структурных формирований объектов управления, моделей хозяйствования и т. п. В соответствии с этими изменениями необходимо систему управления таким развитием привести в соответствие с законом необходимого разнообразия (обеспечить льготное кредитование структурных преобразований, разумное налогообложение развивающихся предприятий, государственную политику подготовки и переподготовки кадров и т. п. ).

С позиции теории управления главнейшим моментом, характеризующим сложность системы, является её разнообразие. Поэтому определение степени оптимального разнообразия при разработке любых систем - организации производства, планирования, обслуживания, оперативного управления, систем оплаты труда и т. д. - является одним из наиболее важных и первоочередных этапов использования кибернетики при проектировании и функционировании организации.

Этот вывод хорошо подтверждает и народная мудрость: "Ум хорошо, а два лучше", "Один в поле не воин". Заболевание организма человека очень часто связано с отсутствием необходимого и достаточного разнообразия в рационе питания, режиме работы и отдыха. Таким образом, соблюдение закона необходимого и достаточного разнообразия в проектировании и функционировании организационных систем повышает их эффективность и наоборот.

5. ПРИНЦИП «ЧЕРНОГО ЯЩИКА»

Одним из основных принципов управления сложными системами является понятие «Черный ящик». Под «черным ящиком» имеется в виду система, устройство которой неизвестно, но известно, как она реагирует на внешние воздействия. Термин заимствован из авиационной техники, где он появился в 1940-е гг. и означал различные элементы оборудования самолета.

Иносказательно так можно сказать о некоем техническом устройстве, которое хотя и выдает ожидаемый результат, но при этом пользователю совершенно непонятно, как этот результат достигается, как, собственно, работает этот аппарат. Иногда это выражение иронически применяется и к некоторым бюрократическим структурам с запутанным обращением бумаг и непонятным механизмом принятия решений (работа «по принципу черного ящика»). В контексте нашей темы, понятие «черный ящик» используется как характеристика непознаваемости сложных процессов происходящих внутри системы.

Использованы материалы из книги (гл. 6) «Введение в кибернетику» (1956) Уильяма Эшби

6. ОПРЕДЕЛЕННОСТЬ (ДЕТЕРМИНИРОВАННОСТЬ) И НЕОПРЕДЕЛЕННСТЬ В СИСТЕМНОМ АНАЛИЗЕ

управление связь системный

Определенность или детерминированность процессов определяется тем, что определённой ситуации соответствует единственный исход, такая зависимость носит название функциональной. Примером функциональной зависимости является, например, связь между скоростью, временем и длиной пути:

S = V*T

Неопределенность возникает в том случае, когда ситуация имеет несколько исходов. О неопределенности говорят в случае, если вероятность каждого исхода неизвестна. Если можно оценить вероятность каждого исхода, то говорят об условиях риска.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Информатика и кибернетика как составные науки управления. Основные категории, понятия и законы управления как информационного процесса. Замкнутая и разомкнутая схема управления в обществе с обратной связью. Особенности кибернетического мышления.

    реферат [254,4 K], добавлен 21.12.2009

  • Принципиальная схема телевизора не отражает наличия всех элементов схемы и не позволяет судить о пространственном расположении элементов. Метод анализа монтажа. Элементы (детали), используемые в телевизоре, имеют определенные физические характеристики.

    реферат [1,5 M], добавлен 04.01.2009

  • Структура и диаграмма работы генератора чисел как "черного ящика". Методы и способы построения ГЧ на базе счетчика Джонсона, сдвигового регистра, триггеров, двоичного и кольцевого счетчика. Выбор оптимального ГЧ в соответствии с критерием оптимизации.

    курсовая работа [4,3 M], добавлен 13.11.2013

  • Виды акустического оформления. Конструкции акустического экрана, открытого и закрытого ящика, фазоинвертора, лабиринта, рупора. Многополосные акустические системы, требованиями международных стандартов. Резонатор Гельмгольца, расчет размера ящика.

    реферат [575,4 K], добавлен 16.11.2010

  • Решение задач оптимального быстродействия. Задача оптимизации энергозатрат. Программная реализация расчета и моделирование закона управления, оптимального по быстродействию. Структурная схема, реализующая оптимальный по быстродействию закон управления.

    курсовая работа [286,9 K], добавлен 06.06.2011

  • Структурная схема усилителя с одноканальной обратной связью. Выбор транзистора, расчет режима работы выходного каскада. Расчёт необходимого значения глубины обратной связи. Определение числа каскадов усилителя, выбор транзисторов предварительных каскадов.

    курсовая работа [696,7 K], добавлен 24.09.2015

  • Структурная схема усилителя с одноканальной обратной связью. Выбор и расчет режима работы выходного каскада. Расчет необходимого значения глубины обратной связи. Определение числа каскадов усилителя. Выбор транзисторов предварительных каскадов.

    курсовая работа [531,0 K], добавлен 23.04.2015

  • Основные понятия теории автоматического управления; типовые динамические звенья САУ; функциональные модули. Анализ автоматических систем регулирования; статические и динамические характеристики. Обзор современных систем и микропроцессорных регуляторов.

    учебное пособие [1,3 M], добавлен 18.02.2013

  • Основные понятия и характеристика теорем теории вероятности. Случайные величины и их законы распределения. Определение плотности вероятности по гистограмме, суть математического ожидания. Дисперсия как характеристика степени разбросанности (рассеивания).

    реферат [137,8 K], добавлен 29.03.2011

  • Основы автоматизированного моделирования и оптимизации строительных процессов. Комплекс технических средств автоматизированных систем управления строительством: устройства преобразования сигналов, аппаратура сбора и регистрации данных, средства связи.

    контрольная работа [451,2 K], добавлен 02.07.2010

  • Исследование устойчивости систем управления при наличии неопределенности в пространстве параметров (робастная теория). Задача синтеза робастных систем управления. Объекты управления с мультипликативной погрешностью (неопределенностью), их схема.

    реферат [366,9 K], добавлен 19.03.2016

  • Принципы построения систем сотовой связи, структура многосотовой системы. Элементы сети подвижной связи и блок-схема базовой станции. Принцип работы центра коммутации. Классификация интерфейсов в системах стандарта GSM. Методы множественного доступа.

    реферат [182,3 K], добавлен 16.10.2011

  • Основные понятия, определения и классификация информационных систем, базы данных. Анализ современных мейнфреймов компании IВМ и их особенности. Виды связи в железнодорожном транспорте и ее назначение; информационные потоки в транспортных системах.

    учебное пособие [2,7 M], добавлен 01.10.2013

  • Нелинейная модель системы фазовой автоподстройки частоты. Основные направления развития систем связи. Значение начальной разности фаз обратной связи. Постоянство разности фаз в установившемся режиме. Характер процессов в идеализированной системе ФАПЧ.

    реферат [113,0 K], добавлен 30.03.2011

  • Разработка алгоритма управления и расчёт параметров устройств управления: моделирование процессов управления, определение и оценка показателей качества, разработка принципиальной электрической схемы и выбор датчиков управления элементами электропривода.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 05.01.2010

  • Назначение и состав блока преобразования кодов, схема управления им. Основные определения теории надежности, понятие безотказности. Расчет количественных характеристик критерия надежности конкретного изделия. Расчеты надежности при проектировании РЭА.

    реферат [28,6 K], добавлен 11.12.2010

  • Определение основных принципов управления в разомкнутых и замкнутых САУ. Изучение на модели осуществления управления с использованием типовых законов управления. Исследование изменения графиков в зависимости от увеличения и уменьшения параметров звеньев.

    лабораторная работа [233,1 K], добавлен 18.06.2015

  • Исследование динамики элементов систем автоматического управления. Анализ устойчивости и режима автоколебаний нелинейной САУ температуры в сушильной камере с использованием методов фазовых траекторий, гармонической реализации, алгебраическим и частотным.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 06.12.2012

  • Составные элементы системы автоматики. Функции индуктивного датчика. Характеристики магнитного усилителя и регулировка коэффициента обратной связи. Электромагнитная и магнитная муфты, их классификация и принцип работы. Устройство сравнения и его схема.

    курсовая работа [881,5 K], добавлен 21.12.2011

  • Одноелектронне тунелювання через невеликий тунельний контакт. Перешкоди у разi використання одноелектронного ящика як компонента електронного ланцюга. Особливості вольт-амперної характеристики одноелектронних приладів. Схемотехнiчний розгляд роботи ОЕТ.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 26.06.2013

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.