Элементы управления в информационной системе. Выделение информативных свойств объектов предметной области

Информация и управление

В данном разделе рассмотрены процесс управления как информационный процесс и вопросы выделения информативных свойств объектов предметной области, показаны этапы разработки управления информационной системой.

Процесс управления как информационный процесс (ИП) заключается в следующем сбор информации о ходе протекания процесса; передача информации в пункты накопления и переработки информации; анализ поступающей, накопленной справочной информации; принятие решения на основе выполненного анализа; выработка управляющего воздействия.

В системах оптимального управления требуется наилучшим образом выполнить поставленную перед системой задачу при заданных реальных условиях и ограничениях.

Этапы разработки управления системой

1. Множество целей управления определяется как внешними, так и внутренними факторами системы. Различают 3 вида целей:

- стабилизация – поддержание выходов объекта на заданном уровне;

- ограничение – нахождение параметров системы в заданных границах целевых переменных;

- экстремальная – поддержание целевых переменных в экстремальных состояниях.

2. Происходит выделение части среды, состояние которой субъект может изменить и тем самым удовлетворить свои потребности. Этот этап вызвал разнообразие связей объекта со средой и трудностями, которые возникают при отделении объекта от среды. Для их минимизации необходимо минимизировать сам объект, но при этом необходимо сохранить множество целей и не выходить за рамки ограничений ресурсов.

3. Так же как 4 и 5 связаны с решением задачи создания модели системы, которая связывает входы Х, управление U, выход Y. При этом на модель должна быть наложена структура ST, параметры C = {c₁, …, c_k}. На этом этапе определяется структура системы с точность до заданных параметров. Определяется внешняя структура модели, ее декомпозиция и внутренняя структура элементов модели. Синтез структуры сводится к определению оператор F = {ST, C}, Y = F(X, U, C) – оператор преобразования структуры.

4. Определяются числовые значения параметров C системы в режиме нормального функционирования. Для определения зависимости выхода системы Y от управления U необходимо его преднамеренно изменять, не нарушая нормального функционирования системы.

5. План эксперимента необходим для определения с максимальной эффективностью искомых параметров модели объекта управления. Если объект статический, то план эксперимента представляет собой некий набор состояний управлений объекта. Если же объект динамический, то получается некая план-функция. Полученная информация является исходной для определения параметров модели.

6. Принимается решение о виде управления U для достижения заданной цели Z, которое опирается на построенную модель, цель Z, информацию о среде Х, ресурсы системы R. Получается некоторая экстремальная задача, способы решения которой зависят от структуры модели. Если объект статический, то модель – функция, следовательно, приходим к задаче математического программирования. Если объект динамический, то модель – оператор, следовательно, имеем вариационную задачу.

7. Если управление реализовано, но цель не достигнута, то возвращаемся к предыдущему этапу. Если же цель достигнута, но изменилось либо состояние среды, либо цель, то переходим к следующему этапу, а затем к одному из предыдущих.

8. Специфика управления сложной системы состоит в том, что из-за наличия различных шумов и изменчивости внешней среды, информация, полученная на предыдущих этапах, приближенно отражает состояние системы. Это и вызывает необходимость коррекции системы. Простейшая коррекция – изменение значений параметров модели. Таким образом, получаем так называемое адаптивное управление. Иногда приходится корректировать саму структуру модели.