Любая сфера деятельности в окружающей среде связана с не-обходимостью воздействия на различные объекты с целью приведе-ния их в желаемое состояние.
Внешние воздействия на объект, направленные на изменение траектории его естественного движения для достижения определен-ной заданной цели, будем называть управлением объектом.
Управление объектами, различными по своей природе (соци-ально-экономическими, техническими, биологическими), подразу-мевает использование концептуально общих принципов, включаю-щих наличие информации о:
- конечной цели управления;
- начальных условиях функционирования объекта;
- его внутренней структуре;
- внешней среде.
Постановка цели управления (цели функционирования объек-та) является отправной точкой для проектирования процесса управ-ления и определяет критерии функционирования объекта. Если рас-сматривать произвольный процесс управления объектом любой природы, то становится очевиден следующий вывод. При отсутст-вии определенной заранее цели, проектирование процесса управле-ния не имеет смысла.
Начальные условия описывают координаты состояния объекта с учетом конкретных значений его параметров в нулевой момент времени, выбранный для целей управления. в зависимости от целей могут быть выбраны различные временные интервалы и соответст-вующие значения координат.
Внутренняя структура отображает закономерности функцио-нирования объекта. Это может быть функция, алгоритм или про-грамма, описывающие объект.
Внешняя среда дает объективную характеристику окружаю-щим условиям, параметрам и структуре внешних объектов, взаимо-действующих в той или иной степени с данным объектом. Как мож-но более полное отображение внешней среды повышает вероятность совпадения предполагаемых и фактических последствий принятия решений в процессе управления.
Управление объектом включает:
- проектирование плановой траектории его движения в соответствии с определенным критерием;
- проектирование регулятора, корректирующего координаты объек-та в соответствии с плановой траекторией.
Проектирование траектории движения объекта связано с ре-шением следующих объективных задач. Во-первых, определение начальных координат движения объекта. Во-вторых, описание усло-вий и параметров конечного состояния его функционирования (ко-нечные координаты траектории движения). В-третьих, задание кри-терия качества объекта при одновременном выполнении условия попадания значения данного критерия в заданную область. Крите-рий качества определяет уровень приемлемости функционирования объекта в процессе его движения в заданной цели. Критерий качест-ва может быть задан в виде условия достижения им экстремума не-которой функции либо попадания его в заданный интервал.
Решению задачи построения плановой траектории управляе-мого объекта посвящено огромное количество трудов ученых-математиков. Несмотря на это, рассмотрев подробно некоторые по-пытки использования результатов этих исследований, мы пришли к выводу, что математическая формализация данной проблемы не имеет практической значимости и не может применяться при проек-тировании методов воздействия на реальный объект управления. Обоснованность данного утверждения подтверждается тем фактом, что `любая попытка осуществить перевод объекта ... под действием управления ... из начального состояния (х0) в желаемое конечное (хк) упирается в принципиальную невозможность математически точно-го определения начальных условий х0 объекта` [4]. С подобной проблемой связана также необходимость формализации воздействия внешних возмущений на объект в процессе его функционирования. Таким образом, фактическое состояние объекта при движении его вдоль расчетной траектории будет отличаться от планового даже при наличии взаимооднозначности плановых и фактических управ-ленческих воздействий.
Построение регулятора связано с понятием обратных связей. Функцией регулятора является решение задачи оптимизации функ-ционирования объекта - гашение возмущающих внешних импуль-сов, возникающих при его движении вдоль плановой траектории в каждый момент времени. Работу регулятора можно описать сле-дующей схемой.
|
