По дисциплине : Введение в специальность. Тема : Системный подход в научных исследованиях (стр. 3 из 4)

Открытые системы отличаются в их способности выживать даже в случае резкого прерывания этого цикла. Для этого важна такая характеристика как способность к аккумулированию, накоплению. В результате того, что организация привнесла энергии больше, чем поставляет в среду, система может аккумулировать энергию и снижать неопределенность в дефиците энергии. Внутри границ своей способности к накоплению, открытая система всегда стремится максимизировать соотношение между привнесенной и поставляемой в среду энергией, чтобы выжить, и даже в периоды кризиса жить за счет полученного взаймы времени.

6. Получение информации, нейтрализация обратной связи и кодирование. Система привносит из среды не только энергию, которую она трансформирует и изменяет в процессе работы, но она получает также информацию и сигналы о среде и о своем собственном функционировании по отношению к среде. Реакция системы на отрицательную обратную связь (нейтрализация обратной связи) позволяет корректировать отклонения от первоначальной цели.

В процессе кодирования информации процесс местоопределения системы упрощается до небольшого количества значимых базовых переменных. Но при этом, очень важно, чтобы при этом упрощении “не потерялась” адекватность и не смещались акценты между переменными среды или системы.

7. Стабильность и динамическое равновесие. Энергия, которая сдерживает рост неопределенности, привносится для того, чтобы поддерживать постоянство и стабильность системы. Стабильность не значит отсутствие действий или постоянного равновесия. В этом случае, существует постоянный приток ресурсов из среды и постоянный экспорт продуктов организационной системы. Стабильность как характеристика системы заключается в том, что пропорция энергетического обмена и отношение между элементами системы сохраняются. Временная схема активности системы, которая может иметь серию подъемов и спадов, в целом, стремится к прямой линии. Более того, система сама по себе находиться в постоянном движении. Её равновесие, это квази-стационарность, основной принцип – сохранение характера системы.

9. Интеграция и координация. В процессе специализации система приходит к объединенному функционированию различных по природе и предназначению элементов. В системах существует два различных пути объединения: координация и интеграция. Интеграция позволяет объединять усилия элементов благодаря совпадению, например, отношение к цели.

Для больших и сложных систем (особенно с участием человека) координация скорее, чем интеграция, является средством обеспечения четкости и систематического объединения усилий – благодаря таким правилам, как установление и регулирование детерминированных операций, синхронизация функций, создание расписания и упорядочение событий.

10. Принцип равных конечных состояний. Открытые системы далее могут быть охарактеризованы посредством принципа равных конечных состояний, принципа, предложенного фон Берталанффи. В соответствии с этим принципом, система может достичь одного и того же конечного состояния при различных начальных условиях и различными путями. В зависимости от того, каким способом система создает регуляторные механизмы, чтобы контролировать свои действия, количество равных конечных результатов может быть сокращено.

4. Основные формы существования систем.

В целом, как мы уже отмечали, системы можно различать по тому, каким образом они связаны с источником энергии, т.е. открытые и закрытые системы. Вместе с тем, часто в качестве критерия используется сложность системы и слагающих её элементов. В общем, к детерминированным системам относятся автоматизированные системы, рабочие параметры которых соответствуют расчетным. А к недетерминированным системам, например, можно отнести системы “человек-машина”, в связи с участием в ней человека.

4.1. Автоматические системы.

Автоматические машины относят к классу кибернетических (управляемых) систем, в которых управленческие функции выполняются без участия человека.

Одной их характерных особенностей управляемой системы является способность изменять свое движение, переходить в различные состояния под влиянием управляющих воздействий. При этом подразумевается, что из некоторого множества движений можно выбрать предпочтительное в смысле реализации поставленной цели. Где нет выбора, там не может быть и управления.

Говоря о кибернетике как теории автоматики, выделяют ту её сторону, которая применима к практике, - проблему реализации цели методами управления при изменяющихся, в допустимых пределах, внешних и внутренних условиях функционирования системы.

В зависимости от класса объекта управления, кибернетика подразделяется на техническую, организационную, экономическую, биологическую и др. Именно техническая кибернетика или теория автоматического управления изучает системы, в которых функции управления выполняются исключительно техническими средствами, объединенными в так называемое управляющее устройство, в задачу которого входит реализация алгоритма (алгоритм – предписание, определяющее содержание и последовательность операций, переводящих исходные данные в искомый результат) управления, обеспечивающего выполнение требований, предъявляемых к объекту управления: технологическому процессу, промышленной установке.

Таким образом, в системе управления можно выделить два крупных блока - объект управления и управляющее устройство. При этом любая система управления использует два основных принципа: управление по возмущению и управление по отклонению. Рассмотрим эти принципы подробнее.

1. Управление по возмущению состоит в том, что для уменьшения нежелательного влияния возмущающих воздействий

на выходные управляемые переменные объекта осуществляют контроль этих возмущений и при их изменении изменяют управление таким образом, чтобы скомпенсировать влияние возмущений (см рис.1). При использовании данного принципа, контур управления разомкнут, и управляемая величина не влияет на работу управляющего устройства. Это означает, что характер управляющих воздействий зависит функционирования объекта лишь в той степени, в какой учтено влияние возмущения и управления на величину . В связи с этим разомкнутая система, как правило, не может обеспечить желаемого поведения объекта с достаточной точностью.

Это является основным недостатком рассматриваемых систем. К их достоинствам следует отнести принципиальную возможность упреждающей компенсации влияния возмущения на выходные переменные объекта управления.

2. Управление по отклонению управляемых переменных

от их предписанного значения (см рис.2) требует наличия обратной связи (ОС), которая обеспечивает зависимость управления на входе объекта от управляемых переменных на его выходе. В данной системе контур управления благодаря наличию обратной связи замкнут.

Отклонение

может быть вызвано любыми причинами (в том числе изменением задания ), и его наличие является командой для изменения до тех пор, пока величина не снизится до допустимого значения. Таким образом, введение обратной связи принципиально предлагает наличие погрешности , что является недостатком системы. Кроме того, в системах с ОС в силу инерционности объекта информация о его состоянии запаздывает, что ухудшает динамические показатели работы системы, в частности увеличивает её склонность к колебаниям. Основное достоинство рассматриваемой системы - возможность успешного решения задачи управления, несмотря на некоторую неопределённость и неточность данных о характеристиках объекта управления и возмущающих воздействиях.

Для улучшения показателей качества работы системы целесообразно применять сочетание разомкнутой и замкнутой систем управления. В этом случае сильные возмущения в основном компенсируют по замкнутому контуру, а все неучтенные возмущения – замкнутой системой.

По способам функционирования управляемые системы подразделяются на два больших класса: