"Мастер и Маргарита": гимн демонизму? либо Евангелие беззаветной веры - Пользователь

момент времени в точности компенсировало бы возмущающее

воздействие, вследствие чего вектор ошибки управления сохранял

бы своё нулевое значение неограниченно долгое время.

Но в большинстве случаев возмущающее воздействие прямому

измерению не поддаётся. Но даже если что-то и возможно изме-

рить, то существует порог чувствительности средств измерения ве-

личин всех факторов, на основе информации о которых формиру-

ется управляющий сигнал. Информация при передаче искажается

в некоторых пределах в самой системе. Системе управления требу-

ется время на формирование и передачу управляющего сигнала.

Средства управления также обладают ограниченным быстродей-

ствием. Сам объект управления обладает характеристиками инер-

ции, и ему необходимо время, чтобы отреагировать на возмущаю-

щее воздействие, в результате чего возмущённое движение объекта

также успевает набрать инерцию и требуется более мощное управ-

ляющее воздействие, чтобы вернуть объект к исходному режиму;

но объекту необходимо время и для реакции на управляющее воз-

действие.

По этим причинам управляющее воздействие, соответствую-

щее в некоторой мере вызвавшему его возмущающему воздей-

ствию, в программно-адаптивной схеме управления неизбежно

запаздывает. Даже если мощность средств управления достаточна,

чтобы полностью компенсировать возмущающее воздействие, она

не может быть полностью использована вследствие того, что все-

гда имеет место фазовый сдвиг между возмущающим воздействи-

ем и компенсирующим его управляющим. По этой причине объект

всегда находится под возмущающим воздействием факторов, ре-

310

Глава 6. Достаточно общая теория управления (в крат-

ком изложении)

ально учитываемых системой управления, не говоря уж о воздей-

ствии не учитываемых факторов: неопознанных, признанных

мало влияющими, оказавшихся ниже порогов чувствительности

средств измерения и т.п.

Соответственно замкнутая система — колебательная система,

преобразующая возмущающее воздействие и управляющее воз-

действие в вектор ошибки управления, изменения которого в

устойчивом процессе управления носят колебательный харак-

тер.

Потребность уменьшить вектор ошибки управления за счёт

повышения эффективности использования располагаемых ресур-

сов приводит к схеме «предиктор-корректор» — предуказатель-

поправщик (предсказатель-поправщик).

Смысл слова «предуказатель» объемлет смысл слова «предска-

затель», поскольку включает в себя и многовариантный прогноз, и

выбор варианта для осуществления (либо взаимно согласованной

совокупности вариантов). Но на Западе и в отечественной научной

традиции уже принят термин «предиктор-корректор», однако не в

общем управленческом смысле, а в ограниченном: в технике и вы-

числительной математике1. Поэтому мы, оговорив по-русски осо-

бенности нашего понимания — «предуказатель-поправщик», а не

«предсказатель-поправщик» — сохраняем уже прижившийся на

Западе термин «предиктор-корректор», однако расширив область

его применения введением в контекст достаточно общей теории

управления.

Схема управления предиктор-корректор.

Управление в схеме предиктор-корректор строится на основе

прогнозирования в самом процессе управления поведения зам-

кнутой системы, исходя из информации о текущем и прошлых

1 Термин «предиктор-корректор» — название одного из методов вы-

числительной математики. В нём последовательными приближениями на-

ходится решение задачи. При этом алгоритм метода представляет собой

цикл, в котором в последовательности друг за другом выполняются две

операции: первая — прогноз решения и вторая — проверка прогноза на

удовлетворение требованиям к точности решения задачи. Алгоритм за-

вершается в случае, когда прогноз удовлетворяет требованиям к точности

решения задачи.

311

Основы социологии

состояниях замкнутой системы и воздействии на неё окружаю-

щей среды.

Система управления, реализующая схему предиктор-корректор,

может быть условно представлена как сочетание:

 предиктора, выполняющего функцию прогноза и выработки

закона управления (программы управления) — этому соответ-

ствуют 1-й — 4-й этапы полной функции управления,

 и программно-адаптивного модуля, который управляет объек-

том на основе закона управления, выработанного предикто-

ром, адаптируя его к конкретике обстоятельств, в которых про-

текает процесс управления, — этому соответствуют 5-й — 7-й

этапы полной функции управления.

При этом прогнозная информация в форме закона управле-

ния подаётся на вход программно-адаптивного модуля системы

управления.

Вследствие этого система управления реагирует не только на

уже свершившиеся отклонения замкнутой системы от идеального

режима, но и на те, которые только имеют тенденцию к осуще-

ствлению (в случае, если прогнозирование достаточно точное).

Если программно-адаптивное управление замыкает прямые и

обратные связи через настоящее и уже свершившееся прошлое,

то в схеме предиктор-корректор некоторая часть прямых и обрат-

ных связей замыкается через прогнозируемое будущее.

Информация о свершившемся прошлом и о настоящем в схеме

предиктор-корректор, кроме прогнозирования и выработки

управляющего сигнала, также используется как основа для ми-

нимизации (периодического обнуления) в процессе управления

составляющей вектора ошибки, обусловленной накоплением с

течением времени ошибок прогнозирования.

При сопоставлении программно-адаптивной схемы и предик-

тора-корректора на основе вектора состояния, используемого про-

граммно-адаптивной схемой1, одному и тому же вектору состояния

в схеме предиктор-корректор будут соответствовать разные управ-

ляющие сигналы, поскольку в основе прогноза предиктора-коррек-

тора лежит вектор состояния большей размерности, чем в про-

1 Предиктор-корректор может использовать в прогностике более ши-

рокий набор параметров, включающий и те параметры, которые не ис-

пользуются программно-адаптивной схемой для выработки управляюще-

го воздействия.

312

Глава 6. Достаточно общая теория управления (в крат-

ком изложении)

граммно-адаптивной схеме. На основе информации, выходящей за

пределы тождественной части векторов состояния, используемых в

обеих схемах, предиктор-корректор будет получать разные прогно-

зы, что и выразится в несовпадении управляющих сигналов, вы-

рабатываемых в программно-адаптивных модулях обеих схем

управления. То есть предиктор-корректор при адекватной прогно-

стике «умнее» и обеспечивает более гибкое, нешаблонное управле-

ние в сопоставлении его с иными — более простыми схемами.

При условии достаточно высокой точности прогноза схема пре-

диктор-корректор обеспечивает наиболее высокое качество управ-

ления за счёт того, что в ряде случаев фазовый сдвиг между возму-

щающим воздействием и управляющим воздействием, обеспечива-

ющим компенсацию возмущения, сводит до нуля (а при необходи-

мости — до отрицательных величин: это — упреждающее

управление).

Это позволяет употребить ресурсы замкнутой системы на по-

вышение запаса устойчивости управления и производительности

замкнутой системы в отношении вектора целей управления. При

других схемах управления эти резервы не могут быть использова-

ны или расходуются на компенсацию той составляющей отклоне-

ний от идеального режима, которая обусловлена запаздыванием

управляющего воздействия по отношению к возмущающему в со-

поставлении с теоретическим случаем отсутствия фазового сдвига

между возмущением и управляющим воздействием.

Разновидностью схемы управления предиктор-корректор яв-

ляется уже упоминавшаяся ранее (при рассмотрении в разделе 6.3

полной функции управления) интеллектуальная схема управления,

которая предусматривает творчество системы управления — субъ-

екта-управленца — как минимум в следующих областях:

 выявление факторов среды, вызывающих потребность в