Урок 5
§1.4. Система и элементы системы

Система и элементы системы

Содержание урока

Система

1.4.1. Состояние и взаимодействие компонентов системы

1.4.2. Информационное взаимодействие в системе и вне её. Управление. Обратная связь

Вопросы и задания

1.4.2. Информационное взаимодействие в системе и вне её. Управление. Обратная связь

Система предполагает кроме физического (механического, электрического и т. п.) также информационное взаимодействие её компонентов как друг с другом, так и с внешней средой. При этом система может быть как объектом анализа, когда рассмотрению подлежит именно внутреннее взаимодействие её компонентов, так и «чёрным ящиком», когда всё внимание конструктора или исследователя сосредоточено только на взаимодействии системы в целом с окружающей средой. В последнем случае ключевыми характеристиками системы являются состояния её входов и выходов и поведение системы, выражающееся в изменении этих состояний.

Как уже было сказано, любая система предполагает наличие определённой цели, которой подчинено её существование и функционирование. Для достижения этой цели может быть необходимо внешнее управляющее воздействие на систему, вызывающее требуемое изменение её состояния или поведения.

Воздействие одной системы на другую, осуществляемое с определённой целью, называется управлением. Система, которая осуществляет такое воздействие, называется управляющей системой. Система, на которую направлено управляющее воздействие, называется управляемой системой или объектом управления.

Возможны различные стратегии управления системой. Разомкнутое управление (рис. 1.20) — односторонне направленное: воздействие на управляемую систему осуществляется по заранее выбранному алгоритму без учёта происходящих изменений состояния системы (т. е. предполагается, что система реагирует на управляющие воздействия однозначным, заранее предсказуемым образом).

Рис. 1.20

Замкнутое управление — воздействие на управляемую систему с контролем её состояния и поведения с возможной коррекцией управляющего воздействия. Подобный контроль состояния управляемой системы называют обратной связью (рис. 1.21).

Рис. 1.21

Положительная обратная связь организована так, что любые происходящие в системе отклонения от некоторого исходного состояния приводят к ещё большему её отклонению от этого состояния. Обычно такая система является неустойчивой.

Отрицательная обратная связь, наоборот, приводит к уменьшению отклонения системы от исходного состояния. Чем больше система отклоняется от исходного состояния, тем управляющее воздействие сильнее стремится возвратить систему в исходное состояние. Системы с отрицательной обратной связью являются наиболее устойчивыми.

Примером системы с отрицательной обратной связью является обычный холодильник. Если температура внутри него по каким-то причинам повышается, срабатывает температурный датчик, включает компрессор и начинается дополнительное охлаждение.

Когда же температура окажется ниже заданной, то температурный датчик отключает компрессор, и температура в холодильнике снова повышается до нормативной.

Следующая страница Вопросы и задания

Cкачать материалы урока