Принципы кибернетики (Е.В.Фрейдина)

Модератор: luchnivik

Ответить
Аватара пользователя
luchnivik
Супермодератор
Сообщения: 1928
Зарегистрирован: Вт 16 май 2017, 19:49
ПЙ-тип: ФВЛЭ (Гёте)
Соционический тип: Чебурашка

Принципы кибернетики (Е.В.Фрейдина)

Сообщение luchnivik »

К общим принципам кибернетики как науки о единстве процессов управления, независимо от объекта их приложения, относят: обратную связь, черный ящик, внешнее дополнение, преобразование информации, целенаправленность управления и эквифинальность. Определения принципов даются по материалам книги С. Бира «Кибернетика и управление производством» с сохранением авторских фрагментов текста из работ:

1) обратная связь — поток информации, поступающий после измерения результатов функционирования системы или ее части в систему управления для выработки воздействия на алгоритм управления;

2) «черный ящик» — система (объект), в которой внешнему наблю-дателю доступны лишь входные и выходные параметры, а внутреннее устройство и протекающие в ней процессы, по «причине недоступности для изучения или в связи с абстрагированием, не являются предметом исследований»;

3) внешнее дополнение — включение «черного ящика» в цепь управления в условиях, когда используемый язык формализации недостаточен для описания реальной ситуации системы и этот недостаток устраняется путем процедуры внешнего дополнения;

4) преобразование информации — система рассматривается как «машина для переработки информации» с целью ее упорядочения, снижения неопределенности и разнообразия, и это делает поведение системы предсказуемым;

5) целенаправленность управления — «управление — неотъемлемое свойство любой системы», а система «является организмом, обладающим своей собственной целью и своим собственным единством»;

6) эквифинальность — существование конечного неупорядоченного множества путей перехода системы из различных начальных состояний в финальное состояние, т.е. переход системы из начальных состояний в финальное задан не единственным образом.

Дадим краткое пояснение изложенным принципам.

Обратная связь в кибернетике, в отличие от ее общесистемного представления, включает только поток информации с результатами измерения выходного потока системы и именуется информационной обратной связью. Основная идея обратной связи состоит в мониторинге выходной информации и динамическом анализе результатов поведения системы относительно заданной планом траектории ее функционирования. При выявлении отклонений и в зависимости от их существенности происходит выработка управляющих воздействий. Вводом обратной связи создается замкнутый контур управления.

В кибернетике выделяют отрицательную и положительную обратную связь. Если под действием обратной связи первоначальное отклонение результирующего (выходного) параметра или показателя, вызванное возмущающим воздействием, уменьшается, то говорят, что имеет место отрицательная обратная связь, в противном случае — положительная. Положительная обратная связь образуется из однополюсных (только положительных или только отрицательных) параметрических отклонений. Они накапливаются и приводят к потерям устойчивой работы системы в целом. Отрицательная обратная связь, представленная как чередование положительных и отрицательных параметрических отклонений, настраивает управление на стабилизацию функционирования системы относительно заданной траектории ее развития.

Механизм обратной связи делает систему самонастраивающейся, т.е. обладающей способностью к компенсации параметрических возмущений, и повышает степень ее внутренней организованности.

Особый случай — гомеостатические обратные связи, которые сводят внешнее воздействие к нулю; свойство системы оставаться без изменения в потоке событий называют инвариантностью. В управлении организациями обратные связи рассматриваются и как усиливающие, и как уравновешивающие. Усиливающие связи могут быть как двигателями роста, так и порождать ускорение спада организации. Уравновешивающую (или стабилизирующую) обратную связь мы находим везде, где существует поведение, ориентированное на достижение цели. Тогда отрицательная обратная связь есть уравновешивающая, а положительная — усиливающая.

Введение принципа «черного ящика» — это возможность изучать сложные системы, используя зависимость между входными ресурсами и выходными результатами ее деятельности, не рассматривая механизм преобразования ресурсов. Следует отметить важную особенность данного принципа. Как бы детально ни изучалось поведение объекта, представленного в виде «черного ящика», получить однозначное заключение о его внутреннем потенциале не удается. Это связано с тем, что одним и тем же поведением характеризуются разные, подобные исходному объекты. Подход, основанный на принципе «черного ящика», получил распространение при экспериментальных исследованиях систем, когда больший интерес представляет поведение системы, а не ее строение.

Принцип внешнего дополнения — практический метод преодоления неполноты формальных языков (теорема Геделя). Этот принцип сводится к тому, что любой язык управления в конечном счете недостаточен для выполнения поставленных перед ним задач, но этот недостаток может быть устранен благодаря включению «черного ящика» в цепь управления. Например, разработка плана производства на основе математических моделей всегда требует определенного дополнения за счет «управления извне» для адаптации (корректирования) модельных расчетов к неформализуемым условиям функционирования или в связи с изменениями некоторых из них под воздействием внешней среды. Элемент «управление извне» встраивается в цепь выработки решений как «черный ящик», так как и он не поддается точному определению.

Принцип эквифинальности свидетельствует о том, что управление связано с наличием нескольких конечных путей или альтернатив перехода системы из различных начальных состояний в финальное состояние. Понимание рассматриваемого принципа в исследовании систем управления расширяет понятие оптимальности управления до многокритериальной оптимизации. Эта процедура сопровождается разработкой определенных групп критериев для различных путей переходов системы из начальных в финальное состояние.

В целом изложенные принципы взаимосвязаны, взаимодополняемы и служат фундаментальной основой для исследования систем управления.

Источник: Фрейдина Е.В.. Исследование систем управления. 2009
Ответить

Вернуться в «Логическая терраса»