ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ УПРАВЛЕНИЯ ГЛОБАЛЬНЫМИ СИСТЕМАМИ

Анализ больших систем или глобальных систем третьего класса показывает, что для управления ими необходимо выполнить некоторые условия.

  • 1. Наличие «необходимого разнообразия» элементов или подсистем. «Количество необходимого разнообразия» должно соответствовать необходимым функциям системы для достижения общей цели глобальной системы.
  • 2. Глобальная система или ее «необходимое разнообразие» должны иметь достаточное количество энергии в интервале [Emin, Етах, а оптимальная величина энергии Es должна быть не меньше суммы оптимальных энергий всех локальных подсистем системы, т.е.

Проведем простую математико-логическую формализацию. Допустим, что глобальная система S состоит из множества элементов a°=(^,a°2, (рис. 6.3) где aQu является общим элементом, а часть

элементов системы Sy = {я° }, входящей в систему S, участвует в управлении системой S. Причем часть элементов {я°} исполняют какие-то функции, которые определяют общую функцию управления О = {со-}

и входят в «необходимое разнообразие» системы. Все элементы |й^| образуют «необходимое разнообразие» управления, которое является частью «необходимого разнообразия» системы S.

Б.З. Необходимое разнообразие элементов а° и ajj функционирования системы S

Рис. Б.З. Необходимое разнообразие элементов а° и ajj функционирования системы S

Объединение функций управления представляет общую функцию управления Q системы S ивходит в «необходимое разнообразие» системы S, причем

Все элементы аи глобальной системы ^совершают какую-то обобщенную работу заданной скелет-генетики системы и выполняют глобальную функцию Q. системы, причем Q cz Q. Эта работа осуществляется за счет внутренней энергии системы Ев .

Внутренняя энергия Е должна использоваться так, чтобы наша

внут —о о

система S двигалась к своей цели, поэтому часть элементов а с а

осуществляют управление системой. Если , и - 1, и',

то часть управляющих элементов будет где —

последний управляющий элемент, ая° — общий элемент управления.

Вообще внутренняя энергия делится на три части: первая часть используется для того, чтобы получить порцию энергии Е от других

материальных систем, где — порция энергии от других иксовых систем. Вторая часть Ев используется для того, чтобы каждый элемент а0 мог иметь энергию существования Еи и третья часть Евнут осуществляла управление, обладая энергией управления Е'упр системой S, т.е.

Необходимо сказать, что часть энергии Е. т.е. Едр, также может

др

использоваться для управления этой системой о, потому что энергия ?др, полученная от других иксовых систем, является результатом действий элементов а0 нашей системы. Поэтому энергия Еар может приплюсовываться к энергии ЕУпр. Если внешняя энергия ? или ее часть Е^неш имеет положительный характер[1], то энергия также может добавляться в системой S.

Соотношения энергий ?др , ЕпР от Ев энергии используется для различных целей и определяется по конкретным структурам глобальных систем. То же самое можно сказать и в части использования внешней энергии Е*

^ внеш —

Общая функция управления Q — необходимое действие элементов управления {а-и} в направлении цели. Каждая функция со- управляющего элемента а? поддерживает общую цель системы S и имеет определенную величину, энергию.

Итак, часть энергии Ев и ^внеш идет на управление системой и называется управляющей энергией ?упр, т.е.

Использование энергия управления и каждого управляющего элемента а-и в системе зависит от конструкции и целей системы.

Управляющие элементы системы S через функции управления П определяют, куда нужно подавать определенную порцию энергии, т.е. на какой элемент аЦ или какую подсистему системы S.

Итак, мы имеем элементы а° и а-и, которые задают рабочие и управляющие режимы и формируют глобальную функцию ?2 системы. Каждая функция управления со- определяется управляющим элементом а°г Объединения управляющих элементов представляют определенную функцию Q управления системы S.

Мы для упрощения понимания нашей модели будем оперировать только множеством элементов системы а0, выделяя каждый элемент а[" и и не разделяя систему на подсистемы и на уровни у. Таким образом, мы будем задавать необходимую энергию в каждый элемент Еи системы S. В дальнейшем эту модель можно использовать и для подсистемы каждого уровня системы.

Методы управления глобальной системой могут быть разные. Ниже описан метод управления системой S, который используют управляющие имитационные модели.

Имитационное управление не ограничивает формы и методы управления системами. Более того, управляющие имитационные модели, в отличие от аналитических математических моделей, способны применять многокритериальные модели без взвешивания целевых функций и даже без последовательной оптимизации по составляющим многокритериальной целевой функции.

Суть формирования имитационных многокритериальных моделей с указанными выше особенностями заключается в следующем. Во- первых, имитация позволяет не ограничивать формы представления целевых функций и допускает также регулирование степени взаимосвязей между составляющими многокритериальной целевой функции. Во-вторых, имитационный подход не ограничивает методы составления многокритериальных целевых функций, которые перестают зависеть от математической постановки задачи и формируются самостоятельно на основе задач, стоящих перед системой. Если при аналитическом моделировании система подстраивается под целевую функцию, то при имитационном подходе целевая функция выбирается под цели системы.

Какие существуют подходы при управлении и формировании целевых функций, включая многокритериальные, при имитационном моделировании? Здесь важен принцип содержательной оптимизации, который заключается в предварительном содержательном или описательном введении желаемых для объекта условий функционирования. Когда такие условия сформированы, устанавливается также содержательное взаимодействие и взаимная увязка, а также те или иные ограничения на условия оптимизации. Таким образом, формируется возможность управляемого допустимого компромисса как основы оптимального взаимодействия составляющих многокритериальной целевой функции.

Сам по себе допустимый компромисс означает взаимные уступки между составляющими многокритериальной целевой функции. Обычно степень уступки задается в процентах или долях единицы от оптимального или нормативного значения каждой составляющей целевой функции, найденной без учета оптимальных значений других составляющих. Степень, или величина, уступки, учитывающая оптимальные или нормативные значения всех составляющих целевой функции, должна быть такой, чтобы выполнялись определенные условия уступки. Эти условия в зависимости от ситуации или от состояния объекта моделирования могут изменяться, т.е. они управляются в зависимости от состояния имитируемого объекта, системы или процесса.

  • [1] Энергия ?^неш имеет положительный характер, когда соответствующий ей обобщенный ресурс используется для движения элементов системы S по направлению к центру системы S.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >