Математическое моделирование экономических систем
Страница 3
Управление развитием системы - это воздействия или сигналы, направленные на изменение структуры или множества состояний системы. Например, план реконструкции предприятия. В этом случае осуществляется управление поведением системы, которая реализует развитие данной системы.
Таким образом, управление всегда имеет определенную цель. Обычно она формулируется как ограничение на множество возможных состояний системы, или какой-либо показатель системы, который нужно поддерживать в заданных пределах, либо максимизировать. Если известна зависимость указанного показателя от входных воздействий на систему, или ее состояния, то он называется целевой функцией.
Часто цель не может быть достигнута сразу, а необходимо пройти несколько этапов, на каждом из которых имеется локальная цель, не совпадающая с главной целью. Эти локальные цели называются задачами управления. Пример: автобус идет по маршруту. Цель - конечный пункт. Задача - проехать по данной улице. Может оказаться, что направление движения по улице сильно отличается от направления на конечный пункт.
Для осуществления процесса управления нужно наличие трех элементов:
- управляемый объект;
- орган управления;
- исполнительный орган.
Орган управления - это система, на вход которой поступают сигналы о состоянии управляемого объекта и среды, а на выходе - сигнал о необходимом в данной ситуации управлении.
Исполнительный орган - это система, на вход которой поступает сигнал о необходимом управлении, а на выходе вырабатывается управляющее воздействие на управляемый объект.
Система управления объединяет орган управления и исполнительный орган.
Системы управления бывают следующими:
1) ручные - без использования вычислительной техники;
2) автоматизированные - используется вычислительная техника, которая принимает на себя основной поток информации, однако человек остается важнейшим звеном системы управления, функцией которого является принятие решений либо утверждение решений, выработанных ЭВМ;
3) автоматические - человек не участвует в процессе управления и не входит в данную систему управления. Обычно он осуществляет контроль за правильностью функционирования объекта управления и вмешивается только при возникновении особых (например, аварийных) ситуаций. В автоматических системах управления человек является звеном другой системы управления, для которой управляемым объектом является данная автоматическая СУ с ее управляемым ею объектом.
2.2. Схема управления
z B
u
x y
ИО
УО - управляемый объект;
ОУ - орган управления;
ИО - исполнительный орган;
ИЭ - источник энергии управляющих воздействий;
x - управление (вход УО);
y - выход УО, характеризующий его состояние (результат управления);
u - управляющий сигнал;
В - возмущения среды;
z - информация, поступающая в ОУ.
Исполнительный орган изображен в виде вентиля, что отражает процесс, происходящий в нем: маломощное воздействие приводит в движение большой поток энергии, который идет в УО в качестве управляющего воздействия (выключатель, кран и т.п.), т.е. ОУ сам является исполнительным органом по отношению к ИО.
2.3. Способы управления
Различают три способа управления, в зависимости от того, на основании какой информации ОУ формирует управляющий сигнал.
1) Управление по отклонению - используются сведения об изменениях выхода УО, его поведения. Этот способ реализует замкнутая схема управления.
z
u
x y
ИО
Здесь имеется замкнутый контур y -> u -> x -> y , поэтому такая схема управления называется замкнутой. Связь ОУ -> УО называется прямой, УО -> ОУ - обратной связью.
Обратная связь может быть положительной и отрицательной. Положительная обратная связь такая, при которой увеличение y приводит к таким значениям x, которые влекут дальнейший рост y, при отрицательной - рост y приводит к значениям x, вызывающим уменьшение y.
Примеры положительной обратной связи: цепные реакции, взрыв, система аварийной сигнализации. Во всех подобных случаях небольшое отклонение должно вызвать как можно более энергичную реакцию управляемого объекта.
Отрицательная обратная связь осуществляется, например, при управлении запасом товаров на складе: при возникновении существенного отклонения запаса от нормативного предпринимаются меры по устранению этого отклонения - завоз товаров, либо реализация излишка.
2) Управление по возмущению или нагрузке - используются сведения о возмущающих воздействиях на управляемый объект со стороны окружающей среды. Этот способ управления реализует разомкнутая схема управления.
+-------+ ¦
¦ ОУ ¦<-------------------¦
+-------+ ¦B
¦ ¦
¦u ¦/
+-------+ ¦ +-------+
¦ ИЭ ¦ _¦¦/¦ ¦ УО ¦
+-------+ ¦/ ¦ x +-------+ y
3) Комбинированное управление является сочетанием двух предыдущих способов управления.