Лекция 1. Введение в информационные технологии управления

Основные понятия, включенные в систему тренинг-тестирования:

Технология управления; Информационная модель системы управления; Объект управления; Управляющая часть; Целостность объекта управления; Управление; Результативность управления; Управляющие воздействия; Параметры управления; Критерии эффективности управления; Норматив управления; Внешние задающие воздействия; Стабильность состояния объекта управления; Потеря управляемости; Прямые и обратные связи; Отрицательные и положительные обратные связи; Переходные процессы; Точность взаимодействия; Периодичность взаимодействия; Разомкнутые и замкнутые системы управления; Информационное пространство управления; Технологии защиты информационного пространства управления; Технологии правовых процессов в информационном пространстве управления; Среда управления; Входная и выходная информация.

 

Основные понятия об управлении

 

Технология управления каким–либо объектом обеспечивает постоянство определенной физической или иной величины, характеризующей состояние объекта, или изменение этой величины в соответствии с некоторым законом на основании конкретной информации о состоянии объекта и окружающей среды.

Информационную модель любой системы управления можно представить как совокупность двух основных компонентов: объекта управления и управляющей части (Рис.1.1).

 

Объект управления – четко выделенная ограниченная сущность с точно зафиксированным составом и спецификацией входящих в эту сущность элементов, и с точно установленными отношениями между элементами этой сущности.

Объектом управления может быть любой объект - завод, магазин, территория, город, район, государство, макроэкономика в целом, любое управляемое техническое устройство или какой–либо технологический процесс.

Важнейшее свойство объекта управления – целостность [1].

Предполагается, что объект управления может функционировать автономно [2] до тех пор, пока не меняются некоторые условия.

Вторым принципиально важным компонентом системы управления является управляющая часть.

Управлением называется сознательное целенаправленное информационное воздействие посредством управляющей части с целью перевода объекта управления из одного состояния в другое.

Взаимодействующие управляющая часть и объект управления образуют систему управления. Система управления поддерживает целостность как объект управления более высокого уровня.

Управление должно быть результативным. Взаимодействие между объектом управления и управляющей частью может производиться по нескольким каналам.

Управляющая часть должна располагать данными о внешней среде и внутреннем состоянии объекта управления и в соответствии с параметрами внешней среды и параметрами состояния объекта управления - управляющая часть вырабатывает управляющие воздействия на объект управления.

Можно выделить три основные группы параметров управления:

· Критерии эффективности управления – это сложное, часто математическое понятие, определяемое управляющей частью и задающее общую (функциональную) стратегию управления;

· Норматив управления – позволяющий сравнивать текущее состояние объекта управления с некоторым заранее определенным идеализированным состоянием (образцом) и определяющий корректность (законность) управляющих воздействий;

· Внешние задающие воздействия – позволяющие целенаправленно переводить объект управления из одного стабильного (устойчивого) состояния в другое.

Перевод объекта управления в нестабильное состояние приводит к дестабилизации объекта управления. Состояние дестабилизации характеризуется потерей управляемости объектом управления, что может привести к саморазрушению и утрате объекта управления.

Взаимодействие управляющей части и управляемого объекта двойственно – оно осуществляется посредством прямой и обратной связи.

По прямой связи осуществляется непосредственная передача управляющих воздействий от управляющей части к объекту управления.

По обратной связи осуществляется передача информации о фактических (текущих) параметрах состояния объекта управления от объекта управления к управляющей части.

Подобная передача информации является основной функцией обратной связи.

Обратная связь [3] является фундаментальным понятием кибернетики, теории управления и теории информации. Обратные связи могут быть линейными и нелинейными. Различают также отрицательную и положительную обратную связь.

Отрицательная обратная связь широко используется в замкнутых автоматических системах с целью повышения устойчивости (стабилизации), улучшения переходных процессов [4], понижения чувствительности (под чувствительностью понимается отношение бесконечно малого изменения выходного воздействия к вызвавшему его бесконечно малому входному воздействию).

Положительная обратная связь усиливает выходное воздействие звена (или системы), приводит к повышению чувствительности и, как правило, к понижению устойчивости (часто к незатухающим и расходящимся колебаниям), ухудшению переходных процессов и динамических свойств.

Все виды взаимодействий в любой системе управления должны быть согласованы по точности и периодичности.

Точность взаимодействия - характеристика взаимодействия, отражающая степень близости его параметров к требуемому значению. Чем меньше параметры взаимодействия отклоняются от требуемых, то есть чем меньше его погрешность, тем выше точность взаимодействия, независимо от того, является ли погрешность систематической, случайной или содержит ту и другую составляющие.

Периодичность взаимодействия – характеристика взаимодействия, определяющая временные параметры взаимодействия.

Выделяют два вида систем управления: разомкнутые (без обратной связи) и замкнутые (с обратной связью) .

Различают также многосвязные, многоконтурные системы управления. По характеру приспособления к изменяющимся условиям выделяют адаптивные системы управления.

Информационная система может быть автономной и может встраиваться в систему управления как подсистема, образуя автоматизированную систему управления отдельными частями и процессами.

Выделяют сосредоточенные и распределенные информационные системы управления.

Управляющая часть и объект управления взаимодействуют в информационном пространстве управления.

Важнейшее значение имеют технологии защиты информационного пространства управления от преднамеренных и непреднамеренных угроз, а также технологии правовых процессов в информационном пространстве управления.

Все процессы управления и взаимодействия с внешней средой происходят в среде управления.

Различают информационные ресурсы, поступающие из внешней среды – входная информация, и информационные ресурсы, выдаваемые во внешнюю среду – выходная информация.

Входная информация содержит потоки заданий, потоки критериев и потоки нормативов.

 

Основные понятия теории управления