Классификация систем управления - ( СУ)

5.5.1. Первое основание графа – I (рис. 59).

Базовым классификационным признаком построения СУ, определяющим облик ДС и её потенциальные возможности, является способ организации контура управления.

ИКП выделяет следующие принципы:

(А) принцип разомкнутого (программного) управления.

В его основе лежит идея автономного* (самостоятельного, независимого от к/л) воздействия на объект вне зависимости от условий его работы. Этот принцип иллюстрируется схемой рис. 51, из которой видно, что в случае отличия воздействия от предполагаемого немедленно последует отклонение в характере отношений выходных координат (состояния), то есть система практически оказывается незащищённой от возмущений. Поэтому этот принцип используется при уверенности в достоверности сведений об условиях работы системы (например, при высокой исполнительской дисциплине). Такое управление в ДС возможно с помощью контроля по конечному результату и лишь иногда в ходе самого ДП в отдельных, заранее предусмотренных случаях.

Примером разомкнутого управления, является работа учащегося по заранее написанной инструкции, в которой предусмотрен определённый порядок действий и конечный результат.

(Б) Принцип разомкнутого управления с компенсацией возмущений

Этот принцип базируется на доступности измерений возмущений с целью их последующей компенсации. Он иллюстрируется рис. 52, на котором компенсирующее управление парирует последствия возмущений.

Пример: некоторые типичные дополнительные инструкции в лабораторных работах, выполняемых по методичкам; подсказки (некоторые) в учебных задачах.

Очевидно, этот принцип представляет практический интерес тогда, когда доступна (И) о возмущениях и их компенсации путём введения компенсирующего управления.

Рис. 52

(В) Принцип замкнутого (циклического) управления.

Класс замкнутых контуров управления образуют системы с отрицательной ОС, то есть воплощают базовый принцип кибернетики (ИКП). Этот принцип иллюстрируется рис. 53, согласно которому задаётся программный закон изменения состояния во времени Спр(t), а задача системы формируется как обеспечение приближения действительного состояния к требуемому.

Цикл управления согласно рис. 53 предполагает постоянное слежение за выходными характеристиками системы в процессе её деятельности и коррекции этой деятельности в случае отклонения заданных значений характеристик от эталонной величины.

Пример циклического управления в обучении – это оперативный опрос учащихся и немедленное разъяснение учебного материала с учётом результатов опроса.

(Г) Принципы самоуправления (саморегулирования) –

это самостоятельное реагирование объекта управления на внешние воздействия (возмущения), нарушающие его нормальное функционирование (у нас усвоение), то есть АФ. Оно так же достигается с помощью ОС: то есть программа управления строится так, чтобы дать управляющей подсистеме возможность приспособиться (адаптироваться) к реальным условиям, к случайным отклонениям от ожидаемых, например, показателей.

С точки зрения ДПр саморегуляцию можно трактовать, как умение объекта управлять собственной интеллектуальной деятельностью, а так же как способность фиксировать изменения в себе.

Структурные схемы, реализующие этот принцип, покажем чуть позже, когда выделим этот принцип в отдельное основание графа.

 

 

5.5.2. Второе основание графа – II.

Все воздействия в ходе управления обучением осуществляются с помощью информационных процессов (ИП). Различают рассеянные (безадресные) и направленные (адресные) ИП.

Рассеянный процесс иллюстрируется рис. 54, то есть (Инф) от преподавателя или ТСИ направляется к учащимся без учёта того, принимают они её или нет (без адреса).

Большинство поурочных методических разработок предлагают применение рассеянного ИП, ибо в них наибольшую долю времени урока занимает объяснение нового материала педагогом.

В направленном ИП информация от преподавателя или ТСО направляется как бы строго по определённому адресу с учётом (или без) особенностей и возможностей конкретного учащегося (рис. 55), его подготовки и мотивации.

Пример: работа репетитора с отдельным учеником как реализация принципа индивидуализированного обучения в дидактике.

 

Теперь на графе можно показать (рис. 59) соотношение между видами управления (в зависимости от контура управления) и между видами ИП при этих видах управления.

5.5.3. Третья градация – III

Но ДП происходит с субъектами (учащимися) или объектами, с точки зрения теории управления, которые способны индивидуально осуществлять самоуправление (то есть управление, по отношению к самому себе). Более того, объекты управления и АУ в реальности являются самоприспосабливающиеся (самоадаптирующиеся) системами или адаптивными подсистемами с саморегулированием, если распространить это понятие не только на учащихся (субъектов и объектов одновременно), но и на управляющие технические системы ТСИ, ТСО, ПК. Раскроем эти понятия подробнее. Так самоприспосабливающимися системами (СПС) будем называть класс систем автоматического управления, у которых автоматически изменяется способ функционирования (у нас АФ) управляющей части с целью получения наилучшего в каком-либо смысле управления объектом (или субъектом) в соответствии со схемой рис. 56.

Разновидностью СПС является самонастраивающиеся, самообучающиеся и саморегулирующиеся системы. Их суть мы отразим чуть позже.

А сейчас только заметим, что самоуправление есть разновидность адаптивного управления, то есть управления, в результате которого происходит накопление обучаемой подсистемой опыта от многократных воздействий на неё и корректировки её реакций на эти воздействия. А источником этих воздействий могут быть: управляющие подсистемы, преподаватель, внешняя среда или сам объект обучения.

Процессы и системы адаптивного управления могут быть классифицированы на процессы и системы жёсткой адаптации (ж/Ад) и регулируемой адаптации (Ре/Ад). Для первой согласно рис. 57 характерно то, что зависимость управляющего воздействия (у) от внешних воздействий Х_о и Z_в (или эквивалентных им характеристик управляемого объекта (В)) заранее жёстко зафиксирована (то есть цепь адаптации разомкнута).

Применительно к ДПр это означает, что учащиеся приспосабливаются или самообучаются с помощью жёстких схем (алгоритмов), используя тип интеллекта на базе первой и второй ступеней абстракции (b - I, II).

Для вторых (с регулируемой адаптацией) цепь адаптации замкнута (рис. 58).

Опять же применительно к ДПр это означает, что учащийся приспосабливается или самообучается с помощью гибких схем (в том числе и своих), формируя при этом более высокий уровень интеллекта на базе III и IV ступеней абстракции (научности).

На графе рис. 59 можно нанести III -е основание и показать связь между видами управления, процессами информации и видами адаптивного управления.

5.5.4. Четвёртое основание – IV

Четвёртое основание – IV – это средства управления. Любой вид управления может осуществляться вручную ( Ру), автоматически (Авт) или самостоятельно - (Су) (то есть в виде самоуправления или самообучения).

Управление «вручную» (Ру) – это осуществление процессов, протекающих между преподавателем и учащимся (общение, инструктирование и т.п.), а также осуществление АУ самим педагогом.

Автоматическим управлением - (Авт) называют такое, в котором эти функции в основном выполняются искусственными управляющими устройствами (ТСО, в том числе и учебниками различного вида), отличающимися носителями (Инф) (кино, магнитофон, ПЭВМ и др.)

К средствам управления можно так же отнести самоуправление, о котором уже говорилось выше (как разновидности управления). То есть на этом уровне – градации графа мы его определим, как совмещение функций объекта и субъекта управления.

Взаимоотношения элементов всех предыдущих и данного основания показаны на рис. 59 графа, из которого видно, что различные сочетания компонентов образуют различные СУ обучением и группируемые на основании (V). То есть (5.5.5).