Модели систем управления – —

МОДЕЛИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИЯМИ — Энциклопедия по экономике

МОДЕЛИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИЯМИ  [c.102]

Для решения экономических задач в управлении организацией широко применяются и экономико-математические методы, поскольку основным свойством экономических задач является большое число ограничительных условий и множество решений. Их экономическую сущность может выразить математическая модель, представляющая собой систему ограничительных условий, налагаемых на неизвестные переменные.  [c.101]

Взаимная увязка базовых информационных процессов, их синхронизация на логическом уровне осуществляются через модель управления данными (УД). Так как базовые информационные процессы оперируют данными, то управление данными — это управление процессами обработки, обмена и накопления. Управление процессом обработки данных означает управление организацией вычислительного процесса, преобразованиями и отображениями данных в соответствии с моделью организации информационных процессов, основанной на модели решаемой задачи. При управлении процессом обмена управлению подлежат процедуры маршрутизации и коммутации в вычислительной сети, а также передачи сообщений по каналам связи. Управление данными в процессе накопления означает организацию физического хранения данных в базе и ее актуализацию, т.е. добавление данных, их корректировку и уничтожение. Кроме того, должны быть подчинены управлению процедуры поиска, группировок, выборок и т.п. На логическом уровне управление процессом накопления — это комплексы программ управления базами данных, получившие название систем управления базами данных. С увеличением объемов информации, хранимых в базах данных, при переходе к распределенным базам и банкам данных управление процессом накопления усложняется и не всегда поддается формализации. Поэтому в АИТ при реализации процесса накопления часто возникает необходимость в человеке — администраторе базы данных, который формирует и ведет модель накопления данных, определяя ее содержание и актуальное состояние.  [c.57]

Модель Прогноз (индикативный план) отображает действующую систему управления в будущем. Этот вид моделей является исследовательским инструментом. С его помощью становится возможным расширить сведения о потенциальном уровне рассматриваемой организации. Этот тип моделей используется на стратегическом уровне управления организацией.  [c.139]

Весьма характерной описательной моделью являются уже упоминавшиеся «Рекомендации по разработке на предприятиях комплексных систем управления качеством продукции на базе стандартизации» 1974 года, где содержится достаточно подробное словесное описание модели КС УКП. К этой группе моделей относятся и стандарты ИСО серии 9000, впервые опубликованные Международной организацией по стандартизации (ИСО) в 1987 году.  [c.137]

Организационно-трудовой контур — тоже важное добавление, в котором отражается многосторонняя работа с персоналом. Несмотря на то, что управление и обеспечение качества зависят от знаний, умения, навыков, психофизиологического состояния работающих (и это хорошо известно), до появления рассматриваемой разработки такую сторону деятельности по качеству не удавалось отразить в моделях систем качества. Организационно-трудовой контур содержит комплекс стандартов предприятия по организации труда, деятельности коллективов и отдельных  [c.148]

Именно научный взгляд на последовательное появление новых форм и методов организации работ по улучшению и обеспечению качества и познание тенденций преемственности позволили в свое время обоснованно и уверенно приступить к разработке комплексной системы управления качеством — КС УКП, а также на этой основе разработать ряд новых моделей систем качества.  [c.389]

Для описания основных систем управления производственно-хозяйственной и финансово-экономической деятельностью строительного холдинга мы используем функциональные модели. Функциональная модель состоит из функций и ресурсов, она абстрагирована от организационной структуры холдинга и обеспечивает выполнение рассматриваемых функций. Под ресурсом в настоящем исследовании понимается любой предмет, использующийся в деятельности организации, либо являющийся ее продуктом (материальные активы, работы, информация, распоряжения, документы и др.). Суть функции, по нашему мнению, состоит в потреблении одних ресурсов и создании других. Соответственно, в каждой функции рассматриваются входные и выходные ресурсы. Каждая функция в исследовании представлена в виде функциональной модели, и в свою очередь, функциональная модель рассматривается как единая функция.  [c.120]

Развитие информационных систем в организациях всех отраслей и сфер деятельности в последние 30 лет претерпело значительные изменения. От централизованной модели обработки информации на базе мэйнфреймов до технологии клиент/сервер, эффективно объединяющей достоинства своих предшественников. Современный этап экономического развития строительных организаций во всем мире характеризуется расширением и совершенствованием форм и методов их управления с использованием корпоративных информационных систем.  [c.149]

Предприятия получили право не только определять направления развития своей деятельности, но и более свободно выбирать методы хозяйствования (модель хозяйственного расчета, аренда, кооперативная организация) и организационные структуры производства к управления, оказывать влияние на формирование организационных структур более крупных систем и органов управления. Это явилось новым стимулом к анализу и оценке эффективности различных форм и методов управления, организации управленческой деятельности. В системе управления в настоящее время заняты высококвалифицированные работники, от качества и оперативности труда которых в значительной мере зависят общие результаты деятельности производственно-хозяйственных организаций. Развивая хозрасчет, предприятия существенно большее внимание стали уделять анализу причин нарушений хода производства, снижения его эффективности, а также анализу результа-  [c.15]

В последние годы весьма большое внимание уделяется разработке рекомендаций по использованию наиболее прогрессивных методов управления. Проводится это в общегосударственном и отраслевом масштабе, когда разрабатываются специальные постановления и решения по совершенствованию планирования, усилению стимулирования и укреплению хозрасчета на уровне предприятия, изменению форм взаимодействия, а также в рамках конкретных систем управления при экспериментировании новых методов организации труда, производства, планирования и др. Эти решения представляют собой» планово-нормативные модели экономического механизма управления.  [c.43]

Создание единой системы моделей обеспечивает развитие автоматизированных систем плановых расчетов, нормативов, комплексных систем управления производством. В этом случае реально переходят от разработки моделей отдельных элементов систем управления к согласованной системе моделей. Так, экономико-математическая модель выполнения какой-либо работы или функции и программа ее решения практически объединяет модели информационно-технического обеспечения процесса управления, организации и взаимодействия отдельных работников аппарата управления. Наиболее полно согласованная система моделей основных процессов управления реализуется при проектировании подсистем АСУП, ОАСУ и специализированных АСУ (кадров, бухгалтерского учета и др.).  [c.43]

В этом отношении большая работа проводится в автомобильной промышленности, которая во многом опережает другие отрасли в организации подбора, расстановки и обучения руководящих кадров. Продуманно, с учетом перспектив развития отрасли поставлена учеба хозяйственников в Министерстве приборостроения, средств автоматизации и систем управления. Здесь создан Институт по методам и технике управления, где обучение ведется с отрывом от производства до четырех месяцев, причем весь учебный процесс основан на применении новейших методов и технических средств. В результате расширяются возможности обучения таким образом, чтобы минимизировать отклонения характеристик конкретных слушателей от модели идеального руководителя. Одновременно может быть получена чн-формация, позволяющая корректировать и дополнить структуру самой модели.  [c.226]

Второй аспект информационного обеспечения АСУ состоит в рациональной организации и обработке всей информации на машинных носителях. С целью такой рациональной ее организации при создании АСУ производится информационный анализ всех решаемых в АСУ функциональных задач. На базе последнего формируются информационные модели с распределением их по иерархическим уровням управления. И на основе создаваемых информационных моделей с учетом сформированных информационных моделей и распределенных баз данных решается проблема рациональной организации и переработки информации с использованием имеющихся систем управления базами данных (СУБД). При создании АСУ весьма важно выбрать наиболее рациональную СУБД, обеспечивающую минимум затрат ручного и машинного времени на решение функциональных задач АСУ и способную воспринимать новые функциональные задачи при развитии АСУ.  [c.56]

Любая модель банковского надзора не может быть эффективной без усилий самих банков в области совершенствования внутреннего контроля и систем управления рисками. В связи с этим надзорный орган не диктует банкам какие-либо конкретные схемы и модели организации внутреннего контроля и управления рисками. Разработка эффективной модели управления должна осуществляться в тесном взаимодействии надзорного органа и банковского сообщества. Согласно рекомендациям Базельского комитета по банковскому надзору банки могут применять модель надзорного органа, но вправе и разработать собственную модель, которая должна быть более жесткой и совершенной. До перехода банков к применению собственной мебели она подлежит согласованию или одобрению надзорным органом. Но начиная применять собственную модель, банки должны помнить, что возврата к условно более простой модели надзорного органа уже не должно быть. Исходя из этого, сегодня следует четко осознать, что надзорный орган установил для банков не только требования к организации внутреннего контроля, но и разработал определенные рекомендации, которым также необходимо следовать. Именно эти правила организации внутреннего контроля должны быть определены в качестве исходного минимума при разработке  [c.32]

Первая — с единых методологических позиций дать определение основных понятий математической теории управления организациями и постановку задач анализа и синтеза организационных механизмов. Вторая — дать удобную классификацию различных типов моделей организационных систем с соответствующим обзором и кратким путеводителем по основным работам в тех или иных направлениях. Третья — привести ряд результатов по оптимальному синтезу организационных механизмов, которые носят, на наш взгляд, фундаментальный характер. И, наконец, четвертая — обсудить актуальные направления развития теории, опыт и возможности ее применения к решению практических задач.  [c.12]

Более чем очевидно, что бюрократическая модель управления вовсе не призвана учитывать человеческий фактор на производстве, так как отражает не что иное, как рациональную систему управления организационно-техническими средствами (5т). Отсюда — явная неполнота существующей бюрократической системы как системы управления организацией в целом (без функционирующей параллельно эффективной системы управления персоналом (5и)).  [c.126]

Некоторые руководители стали просить продать им пакет документов или одну из его составных частей с целью самостоятельного внедрения, на что я отвечал и буду отвечать категорическим «нет». Во-первых, все составные части Модели органично взаимосвязаны и внедрение одной без других окажется напрасной тратой времени, сил и средств (это непросто теоретическое утверждение, это доказано практикой). Во-вторых, не боюсь повториться, правильное внедрение Модели под силу только подготовленному специалисту. Специалист хорошо знает не только Модель, но и методы научной организации труда, а также методы моделирования рациональных систем управления. Зная эти методы, специалист до внедрения Модели произведет квалифицированную ревизию существующей системы управления и поможет руководителю «вычислить» существующие организационные огрехи и разработать перечень мероприятий для их устранения. Если внедрять Модель, которая является критерием рационального управления, предварительно не выполнив эту работу, вместо  [c.309]

Объединенную логистическую цепочку поставок. Объединенная логистическая цепочка поставок за счет использования компетенций TNT позволила усилить увеличить результативность и эффективность инфраструктуры WFP. На практике это означало оптимизацию расположения, управления и оснащения сети складов, обеспечение лучших связей внутри системы таким образом, чтобы помогающая организация могла более быстро реагировать на чрезвычайные потребности. Инициатива позволила осуществить различные проекты помощи WFP в оптимизации его складских мощностей, выбора новых информационных систем управления складами и улучшения управления средствами доставки. Одним из успешных мероприятий инициативы стало внедрение модели транспортных мощностей, которая позволила усовершенствовать маршруты и места расположения перевалочных баз, что улучшило помощь беженцам, возвращавшимся в южный Судан. Проект разрабатывался двумя специалистами по логистике компании TNT свыше шести месяцев, а в результате его осуществления ежемесячная экономия на транспортных затратах составила 300 тыс.  [c.523]

Современная и эффективная модель должна обеспечивать организацию перманентного, информационного и контролирующего сопровождения процедуры разработки, принятия и исполнения решения. Здесь эти два блока процедуры объединяются структурными связями, определяя границы поля и систему сопровождения построения и осуществления процесса разработки, принятия и исполнения решения. В реальных условиях такое объединение, как показало использование этого подхода в конкретных прикладных разработках [103,104], обеспечивает необходимую оперативность и эффективность осуществления процесса управления.  [c.339]

Ограничение каждой из рассмотренных ниже моделей организаций и разные концепции систем управления предопределяют специфический подход к определению и измерению эффективности работы организаций.  [c.229]

Пути и способы достижения более высоких показателей эффективности каждая компания выбирает в зависимости от стоящих перед ней целей стратегического развития и ситуационных особенностей ее функционирования. Концепция управления организацией отражает основные принципиальные положения модели, взятой за основу при ее построении. Оперативное управление — главная забота менеджеров закрытых организаций, стратегическое управление — в центре внимания менеджеров организаций как открытых систем, активно взаимодействующих с окружением.  [c.243]

Дисциплина Исследование систем управления — одна из основных для студентов, обучающихся по специальности Менеджмент организации . Она основывается на материалах курсов Менеджмент , Статистика , Информационные системы управления , Экономико-математические методы и модели и ряде других, являясь базой для усвоения специальных дисциплин соответствующих специальностей, а также для ряда элективных дисциплин. Кроме того, учебную дисциплину Исследование систем управления непосредственно или основные ее вопросы в рамках других дисциплин наряду со студентами вузов изучают почти во всей системе повышения квалификации и послевузовского образования.  [c.7]

Совокупность проводимых работ по организации и созданию систем управления удобно представлять в виде сетевых моделей (графиков). Детальные сетевые графики содержат сотни и тысячи операций, вид которых определяется в значительной степени сложностью создаваемой системы управления и спецификой организации, для которой она проектируется.  [c.75]

Согласно этим представлениям накопление отрицательных сил по мере удаления маятника от точки равновесия (положение 2 ) приводит его, в конечном счете, в исходное положение (положение 7 ), так как чем дальше от вертикальной оси маятник, тем больше плечо равнодействующей центростремительной силы. Такая модель экономических процессов позволяет довольно успешно анализировать внутренние факторы функционирования организации и, абстрагируясь от внешней среды, разрабатывать оптимизационные модели управления организацией. Недостатком такого подхода является недоучет (пренебрежение) факторов внешней среды, которые по мере усложнения национальных хозяйственных систем, всеобщей информатизации, глобализации экономики резко усиливаются.  [c.166]

Несомненное достоинство модели поддержания качества на основе международных стандартов семейства ISO 9000 и ISO 9001 состоит в том, что они описывают необходимые элементы, которые должна включать в себя система управления организацией, а не способы внедрения этих элементов конкретной организацией. Стандарты не навязывают организациям единообразие систем качества. Подход к индивиду-188  [c.188]

Модель WM вместе с соответствующим инструментарием и репозиторием решает проблему интеграции метаданных в большой организации. Это позволяет управлять корпоративными метаданными вне зависимости от используемых в организации систем управления метаданными (и, может быть, созданных разными фирмами).  [c.479]

Примерами моделей систем в строительных организациях являются линейные и сетевые модели строительства отдельных объектов и годовой программы (всех объектов, включенных в план строительного управления, треста).  [c.12]

Наконец, для создания систем управления в целом той или иной организацией требуется создание очень сложных -систем, и модели для них также очень сложны. В этом случае вступает в свои права кибернетика.  [c.24]

Практическая значимость результатов состоит в том, что разработанные модели, методы и механизмы позволяют решать актуальные задачи согласования экономических интересов в межкорпоративных взаимодействиях, обеспечивая повышение экономического эффекта хозяйственной деятельности корпораций и организаций. Синтезированные механизмы взаимодействий организаций в рамках корпораций, а также систем корпораций реализованы и внедрены в виде программ согласованного управления корпорациями авиационно-промышленного комплекса (корпорация ОАО Туполев ) и их взаимодействиями с корпорациями гражданской авиации (корпорация ОАО Авиакомпания Волга-Днепр ) России. Результаты внедрения показали существенный экономический эффект. Материалы исследований используются в учебном процессе Самарского государственного аэрокосмического университета в рамках занятий по дисциплинам Математическая экономика , Инновационный менеджмент , Исследование систем управления .  [c.13]

В моделях не учитываются (игнорируются) агентские издержки. Агентские издержки проявляются двояко, отражая взаимоотношения 1) владельцев организации и управленческого персонала 2) акционеров — держателей акций и прочих инвесторов. Первый тип издержек вызван тем, что интересы владельцев организации и ее управленческого персонала не обязательно полностью совпадают, что приводит к необходимости создания некоторых систем контроля, т.е. к очевидным издержкам (это расходы по обеспечению управления организацией и контроля за эффективностью организации). Второй тип издержек обусловлен принятием решений в интересах акционеров, в ущерб прочим инвесторам. Например, можно принять решение о повторном займе, обеспеченном теми же активами, что и первый в этом случае держатели облигаций первого выпуска сталкиваются с увеличением риска своих финансовых активов и могут нести убытки  [c.85]

К основным методам планирования и прогнозирования кадровой работы относятся балансовый метод планирования метод сравнительного анализа метод экспертных оценок системный анализ моделирование экономико-математические методы и др. На основе этих методов анализируется динамика социальных и кадровых процессов в трудовых коллективах строек и предприятий, выявляются закономерности в их развитии, определяются конкретные пути оптимизации этих процессов с учетом специфики деятельности конкретной организации, предприятия. Например, балансовый метод планирования заключается в установлении динамического равновесия между трудовыми ресурсами, с одной стороны, и их распределением в соответствии с потребностями производства — с другой. Методы системного анализа используются в основном при разработке программ развития кадровой работы на длительную перспективу и предусматривают изучение и описание принципов работы системы управления кадрами на производстве анализ особенностей важнейших компонентов системы, их взаимосвязей и взаимозависимостей установление сходства и различия изучаемой системы и других систем управления кадрами перенос по определенным признакам свойств имеющейся модели управления кадрами на свойства изучаемой системы. Экспертные оценки представляют собой особый вид количественных и качественных характеристик отдельных сторон социальных и кадровых процессов и определяются на основе суждений, высказанных экспертами (научными работниками и специалистами-практиками) [6].  [c.73]

Существует много определений (несколько десятков) и классификаций моделей применительно к задачам разных наук. Применительно к задачам данного исследования целесообразно оперировать графическими моделями регламентов управленческого труда, описывающими объект с помощью графических образов (таблиц, графиков, диаграмм, рисунков). Основная цель моделирования регламентов управленческого труда, его важнейшие задачи и принципы, соответственно вытекающие из нее и обусловленные ею, должны быть взаимоувязаны. Их перечень как теоретическое и практическое обобщение материалов в этой области представлен на рис. 4.5. Разработка наиболее рациональных форм регламентов труда управленческого персонала одно из основных направлений совершенствования систем управления организациями. При этом необходимо, прежде всего, определить требования к формам регламентов, а также порядок расположения данных в них.  [c.164]

Главное направление деятельности Центра качества «Инжинирингсети России» — освоение и адаптация к российским условиям зарубежного, в частности французского, опыта, подходов и методов всеобщего управления качеством (TQM). Совместно с Госстандартом России Центром качества разработано положение о «Российской Премии качества», которая направлена на подготовку предприятий и организаций страны к широкомасштабному внедрению одного из инструментов Всеобщего управления качеством — модели Премии качества. Отличие модели Премии качества от внедряемых в настоящее время моделей систем качества, описываемых стандартами серии ISO 9000, состоит в ее применимости как к производственным предприятиям, так и к организациям непромышленного профиля государственным учреждениям, школам, больницам, учреждениям высшего образования.  [c.300]

Для адекватного обеспечения процесса управления необходимой информацией на основе принятых информационных моделей создаются соответствующие информационные системы. Под информационной моделью3 понимается схема потоков информации, используемой в процессе управления, отображающая различные процедуры выполнения функций управления организаций и показывающая по каждой задаче связь входных и выходных документов и показателей. Таким образом, информационная система (или иначе — система информационного обеспечения) — это система сбора, хранения, накопления, поиска и передачи данных, применяемых в системе управления. Существуют два подхода к разработке систем информационного обеспечения  [c.330]

В работе1 автор пытается сформулировать необходимые критерии и на их основе описать суть модели внутренней эффективности организации. В этой модели организация представляет собой прежде всего систему, причем систему, состоящую из множества взаимосвязанных элементов, часть которых отражает ее формальную сторону, часть — неформальную. Наемные работники как ассоциированная группа людей в рамках формальной организационной структуры олицетворяют собой неформальную сторону этой структуры, иначе говоря, неформальную подсистему. При этом эффективное управление организациями как системами возможно только при наличии эффективных систем управления.  [c.472]

С 60-х гг. расширилось число научных учреждений, ведущих Э.-м.и., в частности, были созданы Центральный экономико-математический институт АН СССР, Институт экономики и организации промышленного производства СО АН СССР, Институт кибернетики АН УССР. Экономико-математическая тематика и применение ЭВМ в народном хозяйстве заняли важное место в работе ВЦ АН СССР, Института электронных управляющих машин, развернулась подготовка кадров экономистов-математиков и специалистов по экономической кибернетике в МГУ, НГУ, МИНХ им. Плеханова и других вузах страны. Исследования охватили теоретическую разработку проблем оптимального функционирования экономики, системного анализа, а также такие прикладные области, как отраслевое перспективное планирование, материально-техническое снабжение, создание математических методов и моделей для автоматизированных систем управления предприятиями и отраслями.  [c.406]

В качестве эталонного состояния системы и ее элементов может быть принята концептуальная или нормативно-плановая модель. На основные показатели концептуальной модели ориентируются, как правило, при формировании новых систем или при разработке доглосрочной концепции ее развития. При использовании нормативно-плановой модели учитывается реальная возможность обеспеченности систем управления соответствующей вычислительной и организационной техникой, кадрами определенной квалификации, необходимой информацией. При этом нормативно-плановая модель органически увязывается со сложившейся системой взаимосвязей в народном хозяйстве, включая формы взаимодействия с организациями-партнерами и с более крупными системами, а концептуальная модель может предусматривать различные, предпочтительные для анализируемого объекта формы взаимодействия с другими системами.  [c.42]

Вира (Великобритания). Они же наметили и осн. направления развития этой новой науки, уделив особое внимание связи системного анализа экономики с теорией регулирования, логикой и теорией информации. Однако мн. существенные положения К. э. были сформулированы значительно ранее представление экономики как системы содержится в Экономической таблице Кенэ (1758) оно было развёрнуто и научно обосновано в трудах К. Маркса и В. И. Ленина принципиальное значение для К. э. имеют теория и практика планирования и управления нар. х-вом СССР и др. социалистич. стран, особенно разработка комплекса показателей плана и стимулов его реализации анализ потребностей и содержания информации в нар. х-ве проводился экономич. статистикой. В 50—60-х гг. более широко разрабатывались прикладные вопросы создания СОД обследование потоков данных и их рационализация, кодирование, организация обработки данных, что обеспечило эффективное использование ЭВМ в СОД (до этого они применялись для разовых расчётов и не работали в режиме управления). Создавались более или менее абстрактные схемы регулирования экономич. систем как иллюстрации теории автоматич. регулирования. Все эти первоначально весьма слабо связанные исследования постепенно складывались в проблематику К. э. Её внутр. общность вырисовывалась по мере перехода от сравнительно небольших СОД на предприятиях и фирмах к анализу и проектированию информац. систем отраслевого и нар.-хоз. уровня. Здесь потоки информации и обработка данных уже не могли рассматриваться обособленно от процессов планирования и управления социалистич. экономикой в целом или процессов регулирования в капиталистич. экономике. Особенно острым стал вопрос об информац. обеспечении крупных комплексов экономико-математич. моделей. В качестве одной из центральных возникла проблема совмещения моделей управляемых объектов и моделей процессов управления как основы проектирования АСУ. От этого зависят возможности оптимизации системы управления, сочетающей разработку эффективных и оптимальных планов, обеспечение их реализации с удовлетворением оиродел. требований к характеристикам управляющего органа.  [c.142]

Теория управляющих систем в экономике конкретизирует и сводит воедино исследования остальных разделов К. э. Она направлена на комплексное изучение и совершенствование системы управления нар. х-вом и отд. хоз. объектами, а в конечном счёте — на их оптимальное функционирование. Особое внимание уделяется проблемам планирования руководства реализацией планов — методологии, технологии и организации этих функций управления, использованию комплексов экономико-математич. моделей и др. науч. методов в практике управления разработке внутренне согласованного комплекса экономич., адм., правовых и др. стимулов и норм управления, распределению прав и ответственности, построению организац. структур органов управления изучению и учёту человеческих факторов (социально-психологпч. и т. п.) в процессах хоз. управления, взаимодействию человека и машины в АСУ проблемам проектирования и внедрения АСУ в целом. К. э. рассматривает АСУ не как пристройку к тем или иным органам управления для обработки данных, а как саму систему управления хоз. объектом, основанную на комплексном применении экономико-математич. методов п моделей, совр. инфор-мационно-вычислит. техники — с соответств. технологией и организацией её работы. По этим направлениям в СССР ведутся исследования и прикладные ра-зработки на всех уровнях управления нар. х-вом от системы Госплана СССР (АСПР) и отраслевых АСУ до АСУ предприятий. В перспективе намечается создать обще-гос. автоматизированную систему сбора и обработки информации (ОГАС). В 9-й пятилетке (1971—75) увеличивается ввод в действие АСУ предприятиями, орг-циями пром-сти и с. х-ва, связи, торговли и транспорта.  [c.142]

economy-ru.info

Модель — система — управление

Модель — система — управление

Cтраница 1

Модели систем управления строятся для строго оговоренных условий взаимодействия со средой, и их адекватность оригиналам определяется и характеристиками воздействий.  [1]

Модель системы управления качеством тем лучше, чем она, с одной стороны, полнее и точнее отражает техническое, технологическое и организационное содержание процессов создания, изготовления, использования и утилизации продукции, имеющих место на данном предприятии; с другой стороны — максимально проста, понятна, относительно легко воспринимается и реализуется персоналом.  [2]

Модели систем управления строятся для строго оговоренных условий взаимодействия со средой, и их адекватность оригиналам определяется и характеристиками воздействий.  [3]

Модель системы управления организацией представляет собой упрощенное изображение организации как открытой системы. Степень соответствия может быть различной и проблема заключается в том, чтобы, выбирая уровень упрощения реальной ситуации, оставить основные влияющие факторы и соотношение между ними.  [4]

Приводятся модели систем управления и подходы к заданию возможных неопределенностей. Показывается формирование общей цели управления для различных задач синтеза и формулируется концепция функционально-множественной принадлежности.  [5]

Понятие модели системы управления неотделимо от понятия структуры. Под структурой систем управления понимают причинно-следственные взаимосвязи элементов ( подсистем) направленного действия. Именно ориентированность элементов и их взаимосвязей отличает модели систем управления от структурных моделей физических систем вообще.  [6]

Разработка модели системы управления предприятием включает следующие этапы.  [7]

Уравнения модели системы управления турбины ( 5.44, 5.45) позволяют осуществить полный анализ ее переходных процессов при различных входных воздействиях. Технологические и конструктивные параметры системы учтены в соответствующих коэффициентах матриц А и В формы Коши. Меняя значения коэффициентов этих матриц, можно оценить степень их влияния на характеристики переходных процессов и качество регулирования. Одна из задач анализа заключается в исследовании влияния отдельных технологических параметров и параметров системы управления на динамические свойства рассматриваемой системы. Рассмотрим одну из множества подобных задач.  [9]

При построении модели системы управления СОИС производится согласование различных уровней управления по критериям. Согласование производится с помощью рассмотренного ситуационного под — да собл1 Дением принципа координации критериев (4.9) и условий (4.3) — (4.6) принципа информационного единства.  [10]

Таким образом, модели систем управления оказываются не полностью определенными.  [12]

В таком виде модель системы управления мышцей нелинейна. Сила F, которую создает генератор, и коэффициент демпфирования В зависят от биохимических процессов, происходящих в мышце. Жесткость К определяется механическими свойствами мышцы.  [14]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Моделирование систем управления

49

1. Два аспекта понятия моделирования. Понятие об идентификации.

Моделирование в данном курсе понимается в двух аспектах:

1. Моделирование как процесс создания моделей.

2. Моделирование как процесс исследования свойств систем с использованием моделей.

Идентификация процедура получения математической модели по наблюдениям за входами и выходами объекта.

Термин ‘идентификация’ возник от позднелатинского identifico, что означает равнозначность, соответствие.

Для решения задачи управления всегда необходимо было изучить объект и получить его математическое описание. Создание такой модели и определение ее параметров и есть идентификация.

В философском плане все наши представления об окружающем мире суть модели. Каждая модель ‘хромает’. Всякая модель отражает объект с какой-либо стороны. Совершенствовать модель можно до бесконечности. Критерий истинности всегда практика.

Формирование моделей на основе результатов наблюдений и исследование их свойств вот, по существу, основное содержание науки. Решение задачи построения математических моделей динамических систем по данным наблюдений за их поведением составляет предмет теории идентификации, которая тем самым становится элементом общей научной методологии. А поскольку мы ‘окружены’ динамическими системами, методы идентификации систем имеют широкие приложения.

2. Причины необходимости создания новых моделей

Теория автоматического управления прошла путь от систем стабилизации (регулятор Уатта) до систем управления ТЭП (технико-экономическими показателями) процессов. Развилась также и техника управления.

С развитием вычислительной техники появилась возможность управления сложными технологическими процессами на новом качественном уровне (с применением микропроцессорных устройств), что требует:

• более тщательного изучения объекта управления (ОУ),

• исследование более сложных ОУ (увеличение их числа),

• исследование ОУ в более широком диапазоне изменения переменных и т.д.

Все это обуславливает развитие методов идентификации и разработку теории идентификации.

На современном этапе требуется идентифицировать как устройства, так и технологические процессы. С точки зрения теории и практики идентификации устройства и процессы представляют собой динамические системы со входами и выходами, но процессы представляют больший интерес.

3. Характеристики объектов и процессов, которые надо учитывать при создании моделей

Рассмотрим основные особенности непрерывных технологических процессов, которые необходимо учитывать при построении математических моделей объектов управления:

1. Наличие большого числа входных и выходных переменных.

Выходные переменные представляют собой параметры, входящие в критерий оптимальности, или определяющие качество переходных процессов.

Входные воздействия можно разделить на управляющие и возмущающие. Последние могут быть контролируемыми или неконтролируемыми, причем точное число неконтролируемых переменных неизвестно.

2. Наличие физических и технологических развязок.

Физические развязки связаны с тем, что воздействия одной физической природы не влияют на параметры другой физической природы.

Технологические развязки представляют собой различные бункеры, накопительные емкости, сборники и т.п. Благодаря технологическим и физическим развязкам, процесс может быть представлен как совокупность отдельных объектов управления.

3. Существенность динамических свойств объектов управления.

Значения выходных переменных в данный момент времени зависит не только от настоящих, но и от предыдущих входных воздействий. Время памяти является конечным и для различных технологических процессов может измеряться от нескольких секунд до десятков часов. Изменения выходных параметров под воздействием управляющих переменных должны протекать быстрее, чем под воздействием возмущений.

4. Нелинейность объектов управления.

Как правило, для более производительного протекания процессов необходимо варьировать управления в более широких пределах, что приводит к проявлению нелинейностей присущих всегда реальным процессам. При малых изменениях переменных от номинального значения объекты можно линеаризовать.

5. Нестационарность статических и динамических характеристик процессов.

Обычно нестационарность связана с изменением условий работы оборудования, изменением режимов технологических процессов, действием неучтенных возмущений.

6. Неконтролируемость ряда выходных переменных технологических процессов из-за отсутствия необходимых измерительных преобразователей. Существуют также процессы с редко контролируемыми параметрами, например, по результатам лабораторных анализов, проводимых периодически.

7. Высокий уровень помехпри измерении входных и выходных переменных, связанный с несовершенством существующих измерительных преобразователей. Высокий уровень помех обусловлен в значительной степени интенсификацией производства.

studfiles.net

Раздел III. АБСТРАКТНО-ЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТРУМЕНТАРИЙ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

yпо отношению к объекту управления – «входы», управляющие воздействия, «выходы», механизмы исполнения, внешние и внутренние и др.

Формальное описание с помощью графического языка различных типов отношений между элементами или подсистемами означает построение ее структуры. Наиболее распространенное определение структуры – «относительно устойчивый аспект системы, включающий в себя элементы и совокупность связей, сочетающих эти элементы в определенную целостность» [8]. Графическое отображение структуры принято называть схемой. Под схемой понимается некоторое соединение элементов, каждый из которых несет определенную информацию.

Организационные структуры – это схемы сложной архитектуры, несущие большую смысловую нагрузку. Структура организации, по определению П. Сенге, «включает то, как люди принимают решения, переводящие восприятия, цели, правило и нормы в действие» [88]. В этой связи схемам, используемым для исследования структуры систем управления и управляемых объектов, следует придать более высокий статус и рассматривать их как структурные модели системы.

Под структурной моделью понимается абстрактный образ объекта (системы), представленный в виде графической конструкции, состоящей из множества элементов и связей, действующих между ними, и построенный на основе определенных принципов, закономерностей и правил. В теории управления сложилось несколько подходов к построению структурных моделей, определяемых принципами формального описания систем, предложенными:

а) общей теорией систем; б) кибернетикой;

в) теорией структурного анализа; г) теорией графов;

д) логикой мышления или здравым смыслом.

Любая структурная модель, независимо от подхода, формируется из приведенных ранее категорий: элемент, подсистема, связь. Но каждый подход и позиция исследователя вносят свои особенности в содержание категорий систем и их отображение с применением специального графического инструментария.

6.2. Структурные модели иерархии

Основным классом объектов, изучению которых посвящена теория систем, являются сложные системы. Исследователями систем утверждается, что как только система становится сложной, в ней неизбежно возникает иерархическая структура [52, 61]. Это объясняется тем, что действующие организационные системы являются гетерогенными (неоднородными) и в целях повышения управляемости этими системами потребуется разложить их на однородные образования выделением страт. Страты – это уровни (Si), определяемые по совокупности сходных признаков. Отношение между уровнями системы выстраивается по определенным базовым принципам и правилам.

Процесс построения иерархической структуры наделен некоторой свободой стратификации системы. Это приводит к порождению множества структурных моделей иерархической конфигурации. Поэтому следует воспользоваться определенными рекомендациями построения иерархической структуры системы, предложенными в [60]:

y каждому уровню должна быть назначена цель, что подразумевает предварительную разработку «дерева целей»;

yпредоставление верхнему уровню право принимать общесистемные решения;

yкаждый уровень должен иметь свою систему измерения и критерии результатов;

yцель и задачи каждого уровня должны быть согласованы с глобальной целью и задачей всей системы и подчинены их выполнению оптимальным образом;

yдля каждого уровня должна быть очерчена зона ответственности и определены «права» на управление подчиненной ему частью системы;

yдля каждого уровня должны быть четко решены коммуникационные вопросы: «Какая информация ему доступна?», «Какие сведения и в каком виде уровень должен сообщать

наверх и вниз?» и др.

Пример отображения структуры системы, построенной на принципах общей теории систем, дается на рис. 6.1.

studfiles.net

Классификация моделей систем автоматического управления

Существует большое число классифика­ций моделей применительно к задачам разных прикладных областей.

Применительно к химико-технологиче­ским системам (ХТС) текстовые и графиче­ские модели систем автоматики, используемые для получения общего представления о процессе функцио­нирования ХТС, ее подсистемах, составе ис­ходного сырья, промежуточных и конечных продуктах, называются соответственно обо­бщенными операционно-описательными и ико­нографическими моделями систем автоматики.

Математический язык моделей систем автоматики может быть различным. В символических моделях используют совокупность математических соотношений в виде формул, уравнений, опе­раторов, логических условий или неравенств, в графических моделях — графики, номо­граммы, схемы. Математические модели, представленные в виде схем, иногда назы­вают математическими иконографическими (топологическими) моделями систем автоматики.

Статическая модель систем автоматики описывает связи ме­жду основными переменными в установившемся статическом режиме, динамическая — при переходе от одного режима к другому. Статическая и динамическая модели входят как составные части в полную математическую модель процесса.

Стохастические модели систем автоматики содержат вероят­ностные элементы и представляют собой си­стему эмпирических зависимостей, полу­ченных в результате статистического обсле­дования действующего объекта, детермини­рованные — систему функциональных зави­симостей.

Если параметры (коэффициенты) модели систем автоматики зависят от переменных или если последние мультипликативны, то модель является нели­нейной. При непрерывном отклике на вход­ное воздействие, аддитивности переменных и независимости параметров модели от ее переменных модель систем автоматики считают линейной. У мо­дели с нестационарными параметрами по­следние являются функциями времени, у мо­дели со стационарными параметрами — они неизменны во времени.

Динамическая модель систем автоматики записывается как функция непрерывного t или дискретного (s =~ t/At) времени. Динамическая модель в за­висимости от способа получения может быть представлена в виде переходной, импульсной или частотной характеристики, а также в ви­де передаточной функции. Переходная функ­ция (характеристика) h(t) определяет изме­нение выходной величины объекта (элемента, системы) при скачкообразном изменении входной величины на единицу и при ну­левых начальных условиях.

Импульсная (им­пульсная переходная) функция (характери­стика), или функция веса k(t) систем автоматики, определяет изменение выходной величины при приложе­нии ко входу объекта (элемента, системы) дельта-функции или единичного импуль­са при нулевых начальных условиях. Часто слово «характеристика» относят только к графическому изображению соответствующих функций. Графическое изображение ре­акции объекта на неединичное скачкообраз­ное входное воздействие является кривой разгона, на неединичное импульсное входное воздействие — импульсной кривой разгона.

Частотная (амплитудно-фазовая) функ­ция (характеристика) систем автоматики определяет изменение амплитуды и фазы выходной величины в установившемся режиме при приложении ко входу объекта (элемента, системы) гармонического воздействия.   Передаточная функция систем автоматики — это отношение изображения з по Лапласу выходной величины объекта (элемента, системы) к изображению по Лапласу входной величины при нулевых на­чальных условиях.

Адаптивные модели систем автоматики в зависимости от способа определения их параметров разделяют на поисковые и беспоисковые. В первых автоматический оптимизатор варьирует параметры модели так, чтобы получить наименьшую меру ошибки между выходами модели и объекта; во-вторых, параметры модели рассчитывают, используя значение управляющих воздействий и выходных переменных.

 

Моделирование систем автоматики как метод исследования технологических процессов, которые являются объектами управления, включает в себя два основных этапа: построение модели и использование ее для исследования свойств и поведения объекта и других целей. Так как основные направления использования моделей рассмотрены в последующих параграфах этой главы, то здесь мы остановимся на основных этапах их построения.

Одному и тому же объекту-оригиналу систем автоматики в зависимости от целей моделирования мо­жет соответствовать большое число моделей, отражающих разные его стороны и поэтому имеющих, как правило, разную структуру. Математическая модель объекта управления систем автоматики включает математическое описание связей между основными переменными и ограничения, накладываемые на их изменение. Математические модели систем автоматики, используемые в АСУ ТП, должны быть предельно простыми, иметь стандартную форму и обеспечивать достаточную точность.

Построение математической модели состоит из следующих основных этапов: выделение объекта моделирования (в пространстве, во времени и в координатах поведения), выбор вида модели и способа ее разработки, разработку модели, включая ее идентификацию.

К построению математической модели объекта управления систем автоматики приступают при условии, что известна цель управления. При этом и необходимо иметь в виду, что конечной задачей исследований, проводимых при создании АСУ ТП, является разработка алгоритма управления.

При рассмотрении математической модели систем автоматики как функционального оператора, являющегося отображением соответствующего технологического оператора и построения математической модели как части системного анализа технологических процессов, выделяют следующие основные этапы общей стратегии системного подхода к построению математической модели физико-химической системы (ФХС): качественный анализ струк­туры ФХС, синтез ее функционального оператора, проверка адекватности и идентифи­кация операторов ФХС.

Выде­ление объекта в пространстве сводится к определению, граничных емкостей техноло­гического процесса, основных и вспомога­тельных рабочих агрегатов объекта, направления материальных и энергетических потоков систем автоматики.

При выделении объекта моделирования во времени выбирается временной интервал функционирования модели, который при решении задач, связанных с созданием АСУ ТП, должен совпадать с расчетным интерва­лом времени, на котором задан критерий управления систем автоматики. Для аппаратов, агрегатов, цехов и производств непрерывного действия — это, как правило, межремонтный срок; для аппаратов периодического действия — длительность рабочего цикла.

Выделение объекта моделирования в пространстве координат его поведения тесно связано с выбранной целью управления систем автоматики, так как из всей совокупности входных воздействий, влияющих на ход процесса, и выходных переменных, характеризующих протекание процесса, необходимо выбрать те величины, которые будут изменяться при решении задачи исследования или управления. К этим величинам систем автоматики относятся управляющие воздействия, которые являются целенаправленно изменяемыми в процессе управления входными воздействиями, и управляемые переменные, относящиеся к тем выходным переменным, ин­формация об изменении которых используется для формирования управляющих воздействий. Остальные входные воздействия ее относят к возмущающим, ее выходные переменные — к неуправляемым.

Возмущающие воздействия могут быть контролируемыми (наблюдаемыми) и неконтролируемыми (ненаблюдаемыми). Возможно то и другое деление возмущений: внутренние, связанные с состоянием технологического оборудования, и внешние, связанные с подачей сырья, энергии, состоянием окружаю­щей среды. Наиболее общей формой представления состояния объекта является изображение его положения в виде точки в фазовом много­мерном пространстве координат объекта. Если состояние объекта систем автоматики меняется с течением времени, то в фазовом пространстве это эквивалентно движению точки, характеризующей состояние объекта по некоторой траектории. Положение этой точки на траектории задается многомерным вектором, соста­вляющие которого определяются значения фазовых координат в рассматриваемый интервал момент времени. Выделение объекта заканчивают составлением параметрической схемы систем автоматики.

Вид математической модели систем автоматики и способ ее разработки выбирают в соответствии со схемой, на основании априорной информации об объекте моделирования (сведений о природе объекта и степени его изученности) и целях использования моделей.

К математическим моделям систем автоматики объектов управления предъявляют ряд требований.   Во-первых, зависимости, описываемые моделью, должны быть справедливы для всего расчетного интервала времени, на котором решается задача управления. Модель должна охватывать все входные переменные (упра­вляющие и возмущающие воздействия), а также выходные управляемые величины.

Математическую модель систем автоматики определяют так же, как функциональный оператор, отобра­жающий функциональное преобразование пространства входных переменных в пространство оценок выходных пере­менных. Причем вектор истинных выходных переменных не совпадает с выходом модели, так как опе­ратор является приближенной характери­стикой соответствующего технологического оператора.

При использовании теоретического подхода модель систем автоматики строится на основе соотноше­ний, вытекающих из физических законов; при использовании формального подхода — на основе принципов «черного ящика». По­этому первый подход применяют в тех слу­чаях, когда известны законы, которым под­чиняются технологические процессы, проте­кающие в объекте моделирования, вто­рой — в случае отсутствия такой информа­ции.

Детерминированные модели систем автоматики, построенные с использованием теоретического подхода, имеют ряд существенных преимуществ: их можно разрабатывать даже при отсутствии действующего объекта, как это часто бывает при проектировании; они качественно более правильно характеризуют процессы, протекающие в объекте, даже при наличии не достаточно точных в количественном отношении параметров модели; пригодны для обобщений, связанных с изучением общих  свойств объектов определенного класса,  и для прогнозирования поведения объекта.  Если априорная информация об объекте моделирования не обладает достаточной полнотой или из-за его значительной сложности невозможно описать в виде модели во все входные воздействия, а влияние ненаблюдаемых переменных на выходные коорди­наты объекта существенно, то принимают стохастическую модель.

Наиболее полное представление о поведе­нии объекта дают динамические модели систем автоматики. Однако их использование приводит к довольно сложным вычислительным задачам, поэтому для объектов, инерционностью которых можно пренебречь по сравнению с вре­менным интервалом, на котором решается задача управления, или при сравнительно малом спектре возмущений ограничиваются статическими моделями. Когда можно пренебречь пространственной неравномерностью переменных, используют модели с сосредоточенными переменными, в противном случае — модели с распределенными переменными. Последние можно построить только при использовании теоретико-физического подхода. При этом вычислительная задача еще больше усложняется.

Идентификация модели базируется на использовании активного или пассивного экспериментального метода. При активном эксперименте исследователь сам выбирает нужное регулярное воздействие, которое поступает на вход объекта. При этом фиксируется реакция объекта на регулярные входные воздействия. При пассивном эксперименте исследователь лишь регистрирует случайные входные воздействия, возникающие при нормальной эксплуатации объекта, и реакцию объекта на эти воздействия,

Активные методы требуют меньше времени на наблюдение и обработку результатов, чем пассивные, и поэтому их применяют цели во всех случаях, за исключением тех, когда  их использование вызывает трудности на объектах, где целенаправленное изменение входных воздействий недопустимо по условиям технологического регламента на объектах, у которых не удается на время эксперимента стабилизировать все внешние возмущающие воздействия на объектах, имеющих высокий уровень  шумов при невозможности выделить в выходном сигнале объекта компоненту отклика объекта систем автоматики на входное регулярное воздействие.

Учитывая статистическую природу изменения основных переменных объекта систем автоматики, а также конечность экспериментальных данных при идентификации модели, удается определить не сам оператор, а оценку этого опе­ратора, которая служит его характеристи­кой.

Для построения теоретических моделей систем автоматики используют конечные алгебраические или трансцендентные уравнения, обыкновенные дифференциальные уравнения и дифференциальные уравнения в частных производных. Конечные уравнения применяют для построения статических моделей, обыкно­венные дифференциальные уравнения — для создания динамических моделей систем автоматики объектов с сосредоточенными переменными или статических моделей объектов с распределенными переменными, зависящими только от одной пространственной координаты. Математическая модель с обыкновенными дифференциальными уравнениями должна со держать начальные условия.   Дифференциальные уравнения в частных производных используют для математического описания динамики объектов с распределенными переменными и стационарных режимов тех же объектов, но с распределенностью более чем по одной пространственной координате. В пер­вом случае математическая модель наряду с начальными условиями должна содержать условия, задаваемые в общем случае функциями времени, во втором случае — граничные условия, которые могут зависеть от координат.

В ряде случаев от непрерывного объекта систем автоматики с распределенными переменными переходят к дискретному объекту с сосредоточенными переменными производя замену дифферен­циальных уравнений разностными соотноше­ниями.

Виды формальных моделей значительно более разнообразны и зависят от выбранно­го способа их разработки.

 

ritm.pro

Моделирование систем управления

Оглавление.

Введение.

1. Основные принципы моделирования систем управления.

1.1. Принципы системного подхода в моделировании систем управления.

1.2. Подходы к исследованию систем управления.

1.3. Стадии разработки моделей.

2. Общая характеристика проблемы моделирования систем управления.

2.1. Цели моделирования систем управления.

3. Классификация видов моделирования систем.

Заключение.

Список литературы.

1.1. ВВЕДЕНИЕ

В данной курсовой работе по теме “Применение моделирования при исследовании систем управления” я попытаюсь раскрыть основные методы и принципы моделирования в разрезе исследования систем управления.

Моделирование (в широком смысле) является основным методом иссле­дований во всех областях знаний и научно обоснованным методом оценок характеристик сложных систем, используемым для принятия решений в раз­личных сферах инженерной деятельности. Существующие и проектируемые системы можно эффективно исследовать с помощью математических моделей (аналитических и имитационных), реализуемых на современных ЭВМ, которые в этом случае выступают в качестве инструмента экспериментатора с моделью системы.

В настоящее время нельзя назвать область человеческой деятель­ности, в которой в той или иной степени не использовались бы методы моделирования. Особенно это относится к сфере управле­ния различными системами, где основными являются процессы принятия решений на основе получаемой информации. Остановим­ся на философских аспектах моделирования, а точнее общей теории моделирования.

Методологическая основа моделирования. Все то, на что направ­лена человеческая деятельность, называется объектом (лат. objection — предмет). Выработка методологии направлена на упо­рядочение получения и обработки информации об объектах, кото­рые существуют вне нашего сознания и взаимодействуют между собой и внешней средой.

В научных исследованиях большую роль играют гипотезы, т. е. определенные предсказания, основывающиеся на небольшом коли­честве опытных данных, наблюдений, догадок. Быстрая и полная проверка выдвигаемых гипотез может быть проведена в ходе специ­ально поставленного эксперимента. При формулировании и провер­ке правильности гипотез большое значение в качестве метода сужде­ния имеет аналогия.

Обобщенно моделирование можно определить как метод опос­редованного познания, при котором изучаемый объект-оригинал находится в некотором соответствии с другим объектом-моделью, причем модель способна в том или ином отношении замещать оригинал на некоторых стадиях познавательного процесса. Стадии познания, на которых происходит такая замена, а также формы соответствия модели и оригинала могут быть различными:

1) моделирование как познавательный процесс, содержащий пе­реработку информации, поступающей из внешней среды, о проис­ходящих в ней явлениях, в результате чего в сознании появляются образы, соответствующие объектам;

2) моделирование, заключающееся в построении некоторой си­стемы-модели (второй системы), связанной определенными соот­ношениями подобия с системой-оригиналом (первой системой), причем в этом случае отображение одной системы в другую являет­ся средством выявления зависимостей между двумя системами, отраженными в соотношениях подобия, а не результатом непосред­ственного изучения поступающей информации.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ

Моделирование начинается с формирования предмета исследований — сис­темы понятий, отражающей существенные для моделирования характеристи­ки объекта. Эта задача является достаточно сложной, что подтверждается различной интерпретацией в научно-технической литературе таких фундамен­тальных понятий, как система, модель, моделирование. Подобная неоднознач­ность не говорит об ошибочности одних и правильности других терминов, а отражает зависимость предмета исследований (моделирования) как от рас­сматриваемого объекта, так и от целей исследователя. Отличительной особен­ностью моделирования сложных систем является его многофункциональность и многообразие способов использования; оно становится неотъемлемой частью всего жизненного цикла системы. Объясняется это в первую очередь технологи­чностью моделей, реализованных на базе средств вычислительной техники: достаточно высокой скоростью получения результатов моделирования и их сравнительно невысокой себестоимостью.

1.1. Принципы системного подхода в моделировании систем.

В настоящее время при анализе и синтезе сложных (больших) систем получил развитие системный подход, который отличается от классического (или индуктивного) подхода. Последний рассматри­вает систему путем перехода от частного к общему и синтезирует (конструирует) систему путем слияния ее компонент, разрабатыва­емых раздельно. В отличие от этого системный подход предполага­ет последовательный переход от общего к частному, когда в основе рассмотрения лежит цель, причем исследуемый объект выделяется из окружающей среды.

Объект моделирования. Специалисты по проектированию и эксплуатации сложных систем имеют дело с системами управления различных уровней, обладающими общим свойством — стремлением достичь некоторой цели. Эту особенность учтем в следующих определениях системы. Система S— целенаправленное множество! взаимосвязанных элементов любой природы. Внешняя среда Е— множество существующих вне системы элементов любой природы, оказывающих влияние на систему или находящихся под ее воздействием. ‘

В зависимости от цели исследования могут рассматриваться разные соотношения между самим объектом S и внешней средой Е. Таким образом, в зависимости от уровня, на котором находится наблюдатель, объект исследования может выделяться по-разному и могут иметь место различные взаимодействия этого объекта с внешней средой.

С развитием науки и техники сам объект непрерывно усложняет­ся, и уже сейчас говорят об объекте исследования как о некоторой сложной системе, которая состоит из различных компонент, вза­имосвязанных друг с другом. Поэтому, рассматривая системный подход как основу для построения больших систем и как базу создания методики их анализа и синтеза, прежде всего необходимо определить само понятие системного подхода.

Системный подход — это элемент учения об общих законах развития природы и одно из выражений диалектического учения. Можно привести разные определения системного подхода, но на­иболее правильно то, которое позволяет оценить познавательную сущность этого подхода при таком методе исследования систем, как моделирование. Поэтому весьма важны выделение самой системы S и внешней среды Е из объективно существующей реальности и описание системы исходя из общесистемных позиций.

При системном подходе к моделированию систем необходимо прежде всего четко определить цель моделирования. Поскольку невозможно полностью смоделировать реально функционирующую систему (систему-оригинал, или первую систему), создается модель (система-модель, или вторая система) под поставленную проблему. Таким образом, применительно к вопросам моделирования цель возникает из требуемых задач моделирования, что позволяет по­дойти к выбору критерия и оценить, какие элементы войдут в со­здаваемую модель М. Поэтому необходимо иметь критерий отбора отдельных элементов в создаваемую модель.

1.2. Подходы к исследованию систем.

Важным для системного под­хода является определение структуры системы — совокупности связей между элементами системы, отражающих их взаимодейст­вие. Структура системы может изучаться извне с точки зрения состава отдельных подсистем и отношений между ними, а также изнутри, когда анализируются отдельные свойства, позволяющие системе достигать заданной цели, т. е. когда изучаются функции системы. В соответствии с этим наметился ряд подходов к ис­следованию структуры системы с ее свойствами, к которым следует прежде всего отнести структурный и функциональный.

При структурном подходе выявляются состав выделенных эле­ментов системы S и связи между ними. Совокупность элементов и связей между ними позволяет судить о структуре системы. После­дняя в зависимости от цели исследования может быть описана наразных уровнях рассмотрения. Наиболее общее описание струк­туры — это топологическое описание, позволяющее определить в самых общих понятиях составные части системы и хорошо фор­мализуемое на базе теории графов.

Менее общим является функциональное описание, когда рас­сматриваются отдельные функции, т. е. алгоритмы поведения систе­мы, и реализуется функциональный подход, оценивающий функции, которые выполняет система, причем под функцией понимается свойство, приводящее к достижению цели. Поскольку функция от­обр

mirznanii.com

1. Модели систем управления

1.1. О моделях систем управления

Динамические модели объектов и систем управления строятся для объяснения и предсказания их по­ве­­­де­ния — изменений во времени состояния и наблюдаемых выходных переменных, вы­зван­ных внут­рен­ними процессами и/или воздействиями среды.

Изучение конкретного объекта требует его вычленения из окружающей среды, что, вообще говоря, приводит к искажению явлений, так как в природе все явления в той или иной степени взаимо­свя­заны и взаимообусловлены. Рассмотрение взаимодействия системы управления со средой свя­за­но с обособлением и локализацией собственно системы S и выделением ее связей со средой через пе­ре­менные входа f и выхода y (рис.1.1а). Система оказывается звеном в искусственно разор­ванной цепи причинно-следственных отношений «среда-система-среда». Условием разрыва за­мкну­того контура взаимо­действия является слабое влияние контура на изучаемые процессы. В про­­тивном случае необ­ходимо расширять границы системы, включив в нее существенные замкнутые взаимодействия.

Рис.1.1. Взаимодействие системы со средой (а) и расширенная система M_RS(б)

В теории и расчетной практике объектами исследований оказываются модели собственно сис­тем управления M_S, модели систем со связями со средой M_YSFи модели расширенных сис­тем M_RS(рис.1.1б). Модели M_S позволяют выявить свойства свободных движений автономных сис­тем. Модели M_YSFполучаются дополнением M_Sмоделями связей системы со средой на входе M_SF и со средой на выходе M_YS; они позволяют выявлять свойства каналов передач от входов к выходам при неполной определенности о переменных входа f(t). Модели M_RS получаются допол­не­нием M_YSF моделями среды M_F и привлекаются для изучения вынужденных движений пере­мен­ных выхода y(t) при адекватных моделях воздействий.

В зависимости от объема и характера априорной информации о системе M_RS исполь­зуются различные под­хо­ды к моделированию: экспериментальный (идентифи­кацион­ный) или аналитический.

1.1.1. Экспериментальный подход к моделированию

В том случае, когда природа объекта изучена недостаточно или слишком сложна для анали­ти­чес­кого описания, для построения математических моделей прибегают к так называемому ме­то­ду «черного ящика» (рис.1.2). Изучая и обрабатывая входные f(t) и выходные y(t) сигналы, можно иден­тифицировать реально существующие и доступные для экспериментального исследования объ­екты — построить модели в терминах «вход-выход», представляющие собой операторы преобразования переменных

y(t) = w {f(t)} .

Рис.1.2. Экспериментальное исследование системы (a) и модель «вход-выход» (б)

Ясно, что полученная таким путем модель обусловлена не только свойствами сис­темы, но и параметрами входных сигналов.

Операторы преобразования переменных, то есть математические модели, в зави­симости от особенностей объектов, воздействий среды, целей и задач исследования могут быть различных клас­сов: линейными или нелинейными, непрерывными или дискрет­ны­ми, стационарными или нестационарными, детерминированными или сто­хас­тическими, с сосредоточенными (конечномерные) или распределенными пара­мет­рами. Ниже рассматрива­ется класс линейных непрерывных стационарных детер­­ми­ни­рованных конечномерных моделей.

studfiles.net