- •Первое определение системы. Модель чёрного ящика.
- •Сложности выявления целей
- •Второе определение системы
- •Третье определение системы.
- •Классификация систем
- •По происхождению
- •Целостность системы.
- •Анализ систем на основе функционально-структурного подхода.
- •Модель "черного ящика"
- •Модель состава системы Основные положения.
- •Теория множеств как средства отображения модели состава.
- •Отношения на множествах.
- •Операции над множествами.
- •Упорядоченное множество
- •Модель структуры системы
- •Математический аппарат, используемый для построения модели структуры системы.
- •Соответствия.
- •Классификация соответствий.
- •Графы. Теория графов. Основные определения.
- •Особые типы графов.
- •Отношения на графах.
- •Комплексные элементы графа.
- •Частные случаи графов.
- •Методы задания графов.
- •Структурная схема системы
- •Динамика системы
- •Функционирование и развитие
- •Построении динамических моделей систем.
- •Типы динамических моделей
- •Общая математическая модель динамики
- •Понятие системы управления.
- •Классификация систем в зависимости от положения системы управления.
- •Классификация систем по используемому принципу управления.
- •Работа по заданной траектории
- •Регулирование.
- •Понятие больших и сложных систем.
- •Ресурсный подход к оценки сложности и величины системы.
- •Методы анализа систем.
- •Анализ структуры системы на основе не взвешенных графов.
- •Задача нахождения циклов и цепей в графовой модели структуры системы.
- •Задача поиска цепи на не взвешенных графах.
- •Задача соединения всех элементов системы без дублирующих связей.
- •Анализа структуры системы на основе взвешенных графов.
- •Взвешенные графы.
- •Оптимизационные задачи на взвешенных графах.
- •Задача поиска наименьшего остового дерева.
- •Задача поиска цепи наименьшего веса между двумя вершинами взвешенного графа. Общая постановка задачи.
- •Методы решения задачи.
- •I)Метод направленного поиска (динамического программирования) он же алгоритм Дейкстры. (Дайкстры)
- •Методы решения задачи коммивояжера.
- •Метод ветвей и границ.
- •Исследование структуры систем с помощью потоковых моделей.
- •5.1. Комплексные характеристики сетевого графа.
- •5.2. Алгоритм расчета пропускной способности сети (величины установившегося потока).
- •Исследование переходных процессов систем на основе теории конечных автоматов.
- •Объектно-ориентированный подход к анализу и разработке систем (ооп).
- •Основные положения объектно-ориентированного подхода.
- •Основные элементы объектной модели
- •Язык uml как средство построения моделей систем на основе ооп.
- •Строительные блоки uml
- •Автомат или модель состояний.
- •Моделирование динамические связи систем на основе моделей состояний объектов.
- •Процесс обмена данными между экземплярами объектов системы.
- •Понятие обмена данными. Реализация обмена.
- •Модели состояний объектов:
- •Информация и информационные системы.
- •Определение информации
- •Информационноя система
Работа по заданной траектории
Необходимо найти закон изменения u(t), такой, что бы он обеспечил требуемый закон y(t), согласно существующему оператору (закону преобразования входов в выходы) системы f
y(t)=f(u(t))
Обратная связь в системе не нужна.
Регулирование.
Так же как и при работе по заданной траектории необходимо найти некоторый задающий закон u0(t), согласно которому будет обеспечена, некоторая необходимая траектория y0(t), согласно существующему оператору системы y0(t)=f(u0(t)). Однако, необходимо также в каждый момент времени корректировать отклонение реальной траектории от ожидаемой ∆y = y0(t)- y(t). Отклонение ∆y снимается с помощью обратной связи. Для каждого отклонения ∆y, необходимо вырабатывать дополнительное воздействие ∆u, под действием которого компенсируется отклонение ∆y. Таким образом, результирующий входной сигнал u= u0+∆u. u0 – обеспечивает достижения требуемого значения y0, ∆u – компенсирует отклонение ∆y
Управление по параметрам.
Классификация систем по используемому принципу управления.
Понятие больших и сложных систем.
Существуют различные подходы к оценки этих характеристик.
Количество элементов, связей, характеристики связей.
Ресурсный подход к оценки сложности и величины системы.
Для того чтобы система могла функционировать в системе её управления должна быть построена некоторая её модель. На основании анализа которой должны быть выработаны управляющие воздействия.
Для того что бы модель системы "заработала", или, «была актуализована», необходимы затраты ресурсов: модель нужно не только воплотить в каком-то реальном виде, но и обеспечить, чтобы она позволяла получать решение нужного качества и к нужному моменту времени. Даже самое лучшее решение становится ненужным, если оно появляется позже, чем это необходимо.
В реальности же оказывается, что имеющиеся ресурсы не всегда позволяют обеспечить полное выполнение этих условий. Поэтому имеют место принципиально разные ситуации в зависимости от того, в какой степени обеспечено ресурсами управление; системы при этом выступают как качественно различные объекты управления. Это и отражено в классификации систем, приведенной на табл.
Рассмотрим, например, энергетические затраты на актуализацию модели и выработку управления. Обычно они настолько малы по сравнению с количеством энергии, потребляемой или производимой в управляемой системе, что их просто не принимают во внимание. Однако в случае, когда, во-первых, управляющая и управляемая системы питаются от одного ограниченного источника энергии, и, во-вторых, энергопотребление обеих систем имеет одинаковый порядок: возникает интересный и нетривиальный класс задач о наилучшем распределении энергии между ними. С подобными задачами приходится иметь дело нечасто, но в ответственных случаях: выполнение энергоемких задач автономными системами (например, космическими аппаратами или исследовательскими роботами), некоторые эксперименты в физике частиц высоких энергий и т.п.
|
Обеспеченность ресурсами |
|
Типы ресурсов |
Полная |
Недостаточная |
энергетические |
обычные |
энергокритичные |
материальные |
Малые |
большие |
Информационные |
Простые |
сложные |