3.1.4. Основные свойства систем управления

Рассмотрим основные свойства управляемых систем, которые в дальнейшем будут широко использованы при разработке методов синтеза сложных технических систем [4].

Системы управления представляют собой особый класс динамических систем, отличающихся наличием самостоятельных функций и целей управления и высоким уровнем специальной системной организации, необходимым для реализации этих целей и функций.

Независимо от того, какие это будут управляемые системы – автоматические или автоматизированные, всегда можно установить ряд общих системных свойств и признаков этих систем, позволяющих объединить их в особый класс динамических систем.

Остановимся на основных свойствах и признаках управляемых систем, которые необходимо учитывать при моделировании, анализе и синтезе систем,

и в первую очередь сложных организационных управляемых систем.

Система управления по своему функционально-целевому назначению является основным звеном в цепи причинно-следственных отношений: внешняя среда – управляемая система – внешняя среда.

Процессы на выходе системы определяются не только начальными условиями, помехами, изменением параметров внутри самой системы, но и в первую очередь влиянием внешней среды в виде управляющих и возмущающих воздействий на систему.

Каждая система управления выполняет самостоятельные функции и обеспечивает достижение заданных целей управления в условиях ее функционально-целевого и причинно-следственного взаимодействия с данной средой и возможного изменения ряда внутренних свойств самой системы.

На каждую систему управления возлагаются самостоятельные функции, связанные, например, с генерированием и преобразованием энергии, переносом потоков жидкости и газов, формообразованием деталей авиатехники, передачей и преобразованием информации и т.п.

Цели управления определяют необходимое поведение системы, т.е. необходимый закон изменения заданных переменных или некоторых характеристик этой системы в условиях ее причинно-следственного взаимодействия с внешней средой.

Принципиальным свойством систем управления, выделяющим их в особый класс динамических систем, является использование текущей информации об управляющих воздействиях на входе и переменных на выходе системы для реализаций обратных связей.

Использование текущей информации об управляющих воздействиях и переменных на входе системы позволяет создать основной класс управляемых систем, а именно: класс замкнутых управляемых систем с отрицательной обратной связью.

В системах этого класса можно обеспечить достижение заданных целей управления при большой неопределенности возмущающих воздействий и изменений во времени структуры и параметров системы за счет уменьшения чувствительности к этим возмущающим воздействиям, вариациям структуры и параметров.

Любая дополнительная текущая информация о воздействиях, переменных, структуре и параметрах управляемой системы позволяет улучшить ее специальную системную организацию и, как следствие, повысить качество управления.

Так, если наличие текущей информации об управляющих воздействиях и переменных на выходе управляемой системы позволяет создать систему с обратной связью, то дополнительная текущая информация о возмущающих воздействиях, полученная в результате их измерения, позволяет создать комбинированную управляемую систему, работающую одновременно по замкнутому и разомкнутому принципам.

Оценка степени реализации в системе заданных целей управления осуществляется на основе некоторых показателей или критериев качества управляемых систем.

Выбор того или иного критерия качества определяется не только свойствами самой управляемой системы, но и объемом информации о внешней среде и ее связи с управляемой системой.

Сложная система управления представляет собой некоторое множество взаимосвязанных и взаимодействующих подсистем, выполняющих самостоятельные и общесистемные функции и имеющих собственные и общесистемные цели.

На каждую из подсистем сложной управляемой системы возлагаются самостоятельные и общесистемные функции. Цели управления определяют необходимый закон изменения заданных координат или некоторых характеристик подсистемы в условиях ее функционально-целевого причинно-следственного взаимодействия с внешней средой и другими подсистемами.