Универсум. Общая теория управления - Владислав Масликов

Предикционная схема реагирует на воздействия с небольшим фазовым опережением (просчитывая и задавая траекторию заранее), поэтому можно сказать, что предикционная схема управления охвачена ПОС. Именно наличие ПОС позволяет предикционной схеме осуществлять «переранжирование» прежних критериев оценки сложившейся ситуации и производить «перенацеливание» системы на новую траекторию движения, продолжающую выполнение целевой функции.

В предикционном режиме выработка реакции R немного опережает появление инициирующих стимулов S. Любой из возможных стимулов S вместе с алгоритмикой его отработки в виде реакции R может быть просчитан работающей системой наперёд, ещё до возникновения, но выбор конкретного варианта реакции осуществляется системой в процессе работы. Для модели отработки колебательных и/или импульсных процессов можно сказать, что фаза R немного опережает фазу S.

Понятие «предикционная устойчивость» управления объектом предусматривает алгоритмику управления в смысле расчётной предсказуемости поведения в определённой мере под воздействием внешней среды и внутренних изменений. В этом случае не только при поступлении возмущающих факторов, но и при изменении вектора целей (координат цели) произойдёт не «промах», весьма вероятный в случае управления по адаптивной схеме управления, а корректировка вектора цели (координат цели) и система опережающим образом изменит траекторию своего движения, сохраняя «в поле зрения» конечную цель.

4) Интеллектуальная схема управления (управление по ПФУ) характеризуется тем, что фаза ПС может значительно опережать фазу ОС и в зависимости от амплитуды может обеспечить не только гибкую «избирательность» системы, но и перевести её в режим «самостоятельной работы» – авто/генерации. Интеллектуальная система управления – единственная схема, способная совершать сильные манёвры, обеспечивая режим работы по предсказуемости в полном смысле этого слова.

Сильный манёвр – это управление траекторией движения системы, основанное на способности интеллектуальных (самоорганизующихся) систем к прогностике в широком пространстве параметров, не поддающееся формальной алгоритмизации[169]. Эта схема управления может использовать («включать» по мере необходимости) любой режим управления – совершать слабые манёвры, переходить в адаптивный или в программный режим управления. Именно интеллектуальный субъект управления[170] и организует алгоритмику работы всех схем. Программная, адаптивная и предикционная схемы в определённом для них диапазоне параметров могут работать самостоятельно, без вмешательства интеллекта, но при выходе системы в новое пространство параметров управление системой должен брать на себя интеллект – самоорганизующаяся суперсистема, способная порождать качественно новые ИМ-модули описаний ОЯП внешнего мира.

Следует заметить, что сильный манёвр отличается от слабого не столько «крутизной» траектории, сколько принципами расчёта вектора ошибки (управления), который соответствует различным типам схем управления. Только интеллект способен обеспечить произвольно глубокую прогностику траектории движения цели (например, по второй, третьей и производным более высоких порядков) при её потере для непосредственного наблюдения и/или при осуществлении целью «противоударного» манёвра. При возобновлении идентификации (повторном обнаружении) цели интеллектуальная схема может вернуться в режим предикции или в балансировочный режим.

Сильный манёвр – это возможность осуществления точной вероятностной прогностики, основанной на работе самоорганизующихся систем в широком пространстве параметров, не всегда поддающаяся формальной алгоритмизации, поскольку часть параметров может находится «за горизонтом» видимости. Самый точный термин для описания такой траектории поведения объекта – выработка концепции достижения цели как «произвола»[171].

В прогностическом режиме выработка системой алгоритмики реакции R значительно опережает появление инициирующих стимулов S. то есть, практически любой из возможных стимулов S вместе с алгоритмикой его отработки в виде реакции R просчитан работающей системой наперёд, ещё до возникновения. Для модели отработки колебательных и/или импульсных процессов можно сказать, что фаза R опережает фазу S.

Понятие «устойчивость управления» объектом в смысле предсказуемости наиболее вероятного поведения в определённой мере под воздействием внешней среды и внутренних изменений предусматривает алгоритмику управления объектом именно по прогностической (интеллектуальной) схеме.

Включение в иерархию систем управления понятия «интеллектуальная система» позволяет уменьшить степень субъективизма исследователя в оценке качества моделирования и управления, более точно связав тип системы с теми режимами, которые она может поддерживать. Поскольку организация интеллектуальной системы основана на виртуальных структурах, можно сказать, что различение в понимании принципов работы систем реорганизации ПРИОРИТЕТОВ (схема предикции) от систем изменения внутренней СТРУКТУРЫ (интеллектуальная схема) векторов управления позволяет точно разграничить сущность понятий слабого и сильного манёвра.

Рис. 6.12. Стандартные траектории поведения систем. а) балансировочный режим; б) режим маневрирования.

Сравнение алгоритмики работы балансировочных и маневровых схем показывает, что после возникновения некоторого возмущающего внешнего фактора, вызывающего изменение траектории движения системы как балансировочные, так и маневровые схемы имеют примерно равные шансы выполнения своей целевой функции. И та, и другая схемы могут примерно с одинаковым успехом достичь цели, если она не изменила свою траекторию поведения. В случае же определённого изменения координат движущейся цели балансировочная схема, сохраняя заданный вектор цели, скорее всего «промахнётся» (рис. 6.12а), а вот маневровая схема, совершив сильный или слабый манёвр, обеспечит более высокую способность «попадания в цель» (рис. 6.12б).

Следует отметить, что в современных технических системах принцип использования ПОС, т. е. маневровых схем, находит всё более и более широкое применение. Например, российские истребители СУ по аэродинамическим характеристикам являются неустойчивыми объектами, т. е. объектами, конструктивно включающими в свою аэродинамику ПОС. Поэтому при выполнении обычного полёта система управления, компенсируя ПОС, принудительно держит самолёт в адаптационной алгоритмике работы, при выполнении же фигур высшего пилотажа и манёвров ПОС используется как дополнительный фактор, резко повышающий манёвренность истребителя. С точки зрения вероятности достижения целевой функции устойчивость маневровых схем гораздо выше, чем балансировочных.

Рис. 6.13. Соответствие универсумной типологизации различным описаниям

Таким образом, типология систем управления, их устойчивость и фазовые характеристики связаны друг с другом вполне определённым образом (рис. 6.13), что позволяет определить четыре базовых типа устойчивости супер/систем класса 4U: