Формальная запись цели и управления

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 8Следующая ⇒

Рассмотрим одну характеристику процесса - y. Пусть в начале процесса она имеет известное значение y ₀. Изобразим это в осях (t, y), где   t  параметр процесса. В ходе процесса характеристика изменяется, что приводит к понятию траектории процесса – кривой  y = y(t). Это – неуправляемая траектория. Она показана на Рис. сплошной линией. Если же мы можем влиять на поведение характеристики y, то это будет приводить к разному поведению кривой  y = y(t).

y

			yG

На графике воздействие на процесс отразится в появлении пучка траекторий для характеристики y (t) (пунктирные линии).  При этом пучок будет определяться пределами воздействия на характеристику y, т.е. множеством ограничений на соответствующее управление.

Обозначим на графике желаемое значение характеристики y _G, т.е. введем цель. Может быть несколько разновидностей цели.

Простой случай - цель соответствует точке в осях (t, y). Цель достижима, если точка y _G  окажется в пучке траекторий (см. верхний левый Рис.). Более сложная ситуация – цель представляет собой некоторое множество в осях (t, y) (задача называется задачей попадания в область). Цель достижима, если пучок задевает цель (см. верхний правый Рис.).

Разновидностями целевого множества y _G являются отрезки и кривых. Они изображены на нижнем Рис.  

Множество достижимости

 

В подобных задачах также вводится понятие допустимого множества – это такие значения характеристик y(t), которые в принципе могут быть при t₀ ≤ t ≤ T. Допустимое множество имеет вид конуса и изображено справа на последнем Рис.

В технике корректирующие (подправляющие) воздействия часто называются стабилизацией; они основаны на использовании (или специальном создании) обратных связей. Назовем расчетную траекторию номиналом. Тогда общая схема стабилизации имеет вид:

Первый этап требует измерительной системы, второй – использования алгоритмов по определению необходимого управления, третий – средств осуществления управления – специальных технических и иных устройств, возможностей, прав.

С точки зрения практической реализации приведенная схема имеет вид:

 датчик – компьютер – исполнительное устройство.

В задаче стабилизации вводится понятие трубки – области вокруг номинала, из которой   не должна  выйти реальная управляемая траектория. На практике вводят две вложенные трубки – внутренняя для начала управляющего воздействия и внешняя для проверки обеспечения невыхода.

Реальная траектория

                                             

	трубка

2.6     Синтез и декомпозиция процессов

Синтезом называется построение более сложной объекта из предварительно готовых блоков, модулей, частей.

Синтез – это способ собрать новое целое. Синтез выступает как антитеза анализу – разбору целого на части для исследования сути процесса или явления.

Пусть имеются два процесса  S₁ и S₂. Самое простое: сделать выходы первого процесса входами второго. То же можно обобщить на сеть процессов. При нестыковке  выходов предыдущего процесса с входами последующего используются   переходники.

В общем случае наложить процесс на процесс – это:

o перемешать объекты (для чего, возможно, придется дробить их),

o организовать новые связи,

o записать влияние одних характеристик на другие, возможно, ввести новые характеристики.

Схематически это изображено на нижнем Рис.

Здесь v и w - характеристики в процессах S₁ и S₂ соответственно. В процессе S они влияют друг на друга; в новом процессе могут появиться дополнительные характеристики z=z(v,w). Треугольником в S обозначен новый объект, который, возможно, придется ввести при объединении процессов.

В реальности синтез процессов производится переосмысливанием объектов, созданием новых связей, изменениями в записи характеристик. При этом, как правило, переписываются алгоритмы.

Декомпозицией процесса называется замена одного процесса на несколько взаимосвязанных, но более простых процессов.

Суть декомпозиции состоит в том, что с более простыми процессами (говорят:   подпроцессами)  легче работать.  Целью разделения может быть и последующий переход к синтезу - более сложным составным процессам.

Считается, что декомпозиция (разделение, расчленение) позволяет исследовать сколь угодно сложные процессы и системы.

Декомпозиция неоднозначна (ее можно выполнять по-разному), она эвристична (нет общих приемов композиции, они сильно зависят от исследователя).

Связь между подпроцессами обычно осуществляется путем передачи информации из одного подпроцесса в другой.

Выделяются понятия строгой и нестрогой композиции.

Строгой композицией называется ситуация, когда рассмотрение декомпозированного процесса полностью соответствует рассмотрению исходного процесса. 

Декомпозиция называется   нестрогой,  если из-за сложности приходится отбрасывать или упрощать часть связей и даже некоторые объекты. В этом случае набор полученных процессов только приближенно соответствует исходному.

Принципы декомпозиции:

1) Декомпозиция может иметь уровни – по глубине деления – первый, второй и т.д.

2) Удобный   принцип деления на подпроцессы состоит в том, чтобы выходные характеристики  дополняли друг друга.  

3) Принципы декомпозиции могут быть разные. Наиболее распространен функциональный принцип. Другие  – деление по этапам, по входящим объектам, по стратам (аспектам).

4) Нестрогую декомпозицию лучше понимать как вынужденное решение. Возможен вариант, когда нестрогая декомпозиция рассматривается как первое приближение для исследования процесса.

Познавательные статьи:



Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры