Лекция 5. Особенности управляемых систем. Понятие структуры

&1.Управляемые системы и их особенности.

Системы, которые обладают свойством изменять свое поведение, переходить в разные состояния под влиянием различных управ­ляющих воздействий, называются управляемыми системами. В уп­равляемых системах всегда присутствуют орган, осуществляющий функции управления, т.е. субъект управления (управляющая часть), и объект управления (управляемая часть).

На рис. 2 стрелками указаны направления воздействий, кото­рыми обмениваются части системы. На каждую систему с помо­щью множества внешних воздействий оказывает влияние окружа­ющая среда. Эти внешние воздействия называют входными вели­чинами (входными переменными системы), а элементы системы, к которым приложены входные воздействия, — входами системы.

СУБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ

ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ

Рис. 2. Простейшая схема управляемой системы

При решении задач управления выделяют два типа входных ве­личин: управляющие воздействия Xn возмущающие воздействия М. К управляющим воздействиям относятся такие величины, значе­ниями которых можно распоряжаться при управлении системой и изменять их с целью осуществления движения в желаемом на­правлении. Возмущающие воздействия оказывают влияние на дви­жение, и их в процессе управления нельзя изменять, а надо учи­тывать при-выработке управляющих воздействий.

Воздействие самой системы на окружающую среду характери­зуется значениями ее выходных величин Y, совокупность которых позволяет субъекту управления оценивать соответствие получен­ных результатов целям управления. Выходные величины, как пра­вило, изменяются с изменением входных величин.

На результаты работы системы влияют и возмущения внут­реннего характера, возникающие в самой системе. Внутреннее состо­яние системы можно охарактеризовать совокупностью значений т, определяющих ее поведение (рис. 3).

М1 М2 М3

Внутреннее состояние

Х1 Y1

Х2 Y2

Хn

Yn

Рис. 3. Характеристика системы

Таким образом, для характеристики системы и ее поведения можно выявить три группы переменных:

• входные переменные, или входные воздействия, Хn М, пред­ставляющие сигналы, генерируемые во внешней среде и влия­ющие на поведение системы;

• выходные переменные, или переменные, характеризующие реакцию системы У и позволяющие описать некоторые стороны поведения системы;

• переменные состояния системы т, характеризующие динами­ческое поведение системы.

&2. Структура.

Совокупность существенных устойчивых связей между элементами системы, обеспечивающая ее целостность и тождественность самой себе, т. е. сохранение основных свойств при различных внутренних и внешних изменениях, называет­ся структурой. Иными словами, структура — это тип, форма внутренней организации системы.

Любую систему М можно расчленить (осуществить деком­позицию) на ряд множеств ее элементов.

Структура системы М остается инвариантной (неизменящейся) до тех пор, пока остаются неизменными отношения связи) между элементами множества, причем они могут оста­нься неизменными и при замене элементов (например, час-S машины или членов коллектива).

Как и многие понятия организационной науки, понятие сгуры относительно.

Структура предприятия не изменяя с изменением числа работающих, но изменится с изменением числа участков и цехов, функциональных служб структурных элементов). Структура предприятия также может измениться, если изменится характер взаимодей­ствия между структурными элементами (слаборазвитые в традиционной структуре предприятия отдел сбыта или коммер­ческая служба в условиях рыночных отношений приобретают более значимые место и роль, поскольку изменяются условия взаимодействия). Выход из строя уникального оборудования на участке в определенной степени изменит структуру произ­водства на уровне участков и цеха, но не изменит структуру на уровне предприятия.

Если бы изменения количества элементов в системе и свя­зей между ними происходили совершенно свободно и не под­чинялись никаким ограничениям, т. е. хаотично, то выявить какие-либо закономерности в этих изменениях было бы невозможно. В действительности изменения всегда ограничены в той или иной степени — ограничено и разнообразие возмож­ных изменений. У. Росс Эшби указывал, что существование любого инварианта в некотором множестве явлений подразумевает ограничение разнообразия. Всякий закон природы и общества есть ограничение разнообразия. Иначе говоря, существование законов и закономерностей есть следствие более общего закона — закона ограничения разнообразия состояний. Объективность любого закона, его действенность определяются объективностью отражения закона ограничения разнообразия состояний.

Существуют два основных типа ограничения разнообразия фиксированные и вероятностные. Фиксированные ограничения — это некоторые специфические связи элементов систем, опре­деляющие возможность одних изменений и невозможность других. Например, в технологической цепочке в производстве можно изменить некоторые элементы технологии, осуществить перестановку рабочих, но нельзя изменить логику тех­нологии (переставить технологические звенья). В биологичес­ком процессе — рождение, рост (процветание), смерть. В отличие от фиксированных вероятностные ограничения определяются средними значениями и характерны для биологических и coциальных систем, например для мутационного процесса в био­логии, спроса и предложения в экономике, жизненном цикле предприятий.

По характеру ограничения разнообразия системы подразде­ляются на детерминированные и вероятностные. Однако это деление условно.

Под элементом принято понимать простейшую неделимую часть системы. Представление о неделимости связано с целью рассмотре­ния объекта как системы. Таким образом, элемент — предел членения системы с точки зрения решения конкретной задачи.

Система может быть разделена на элементы не сразу, а последо­вательным расчленением на подсистемы (каждая из которых функционально обусловлена), более крупные, чем элемен­ты, но более мелкие, чем система в целом. Для подсистемы должна быть сформулирована подцель, являющаяся ее системообразующим фактором.

Если стоит задача не только выделить систему из окружающей среды и исследовать ее поведение, но и понять ее внутреннее строе­ние, тогда нужно изучать структуру (от лат. structura — строение, расположение, порядок) системы. Структура системы включает в себя ее элементы, связи между ними и атрибуты этих связей.

Понятие «связь» выражает необходимые и достаточные отноше­ния между элементами. Атрибутами связи являются: • направленность; • сила; • характер.

По направленности различают связи:• направленные; • ненаправленные.

Направленные связи, в свою очередь, разделяют на: • прямые; • обратные.

По силе проявления различают связи: • слабые; • сильные.

По характеру связи делятся на: • связи подчинения; • связи порождения.

Связи подчинения можно разделить на: • линейные; • функциональные.

Связи порождения характеризуют причинно-следственные отно­шения.

Дата добавления: 2014-01-11