Общая теория управления

1.1. Вводные понятия теории управления

Управление с позиций общей теории предполагает наличие объекта управления (управляемой системы), субъекта управления (управляющей системы) и цели управления.

Деятельность субъекта управления по достижению объектом управления поставленной цели предполагает:

• изучение внутренней структуры и особенностей функционирования объекта управления;
• исследование внешних условий, определяющих и сопровождающих функционирование объекта управления;
• анализ субъектом управления возможных вариантов принятия решения, позволяющих достичь объектом управления поставленной цели, и выбор рационального решения.

Таким образом, управляющая система должна решать следующие задачи, обеспечивающие достижение цели управляемой системой (рис. 1.1):

• исследование соотношения внешних и внутренних условий для управляемой системы и цели функционирования управляемой системы;

• анализ влияния внешних и внутренних условий для управляемой системы на цели ее функционирования;

• планирование управляющих воздействий субъекта управления на объект управления;

• организация управляющих воздействий субъекта управления на объект управления;

• регулирование хода реализации управляющих воздействий на объект управления;

• контроль результатов реализации управляющих воздействий на объект управления с точки зрения приближения к поставленной цели;

• корректировка управляющих воздействий при расхождении между планами результатами управления с позиций достижения поставленной цели. При этом корректировка управляющих воздействий может быть связана и с недостаточной эффективностью выработанного управляющего воздействия и с недостатками планирования управляющего воздействия, с недостатками реализации управляющего воздействия, с изменением внутренних и внешних условий функционирования системы. Если в ходе управления изменения процессов носят достаточно серьезный или даже необратимый характер, то цели управления могут быть также скорректированы или принципиально изменены.

Рис. 1.1. Процесс управления с позиций общей теории

Объекты управления (управляемые системы) обычно снабжены "рулями". С их помощью субъекты управления регулируют движение объекта управления по направлению к цели. Математически поведение объекта управления описывается некоторыми уравнениями, куда входят и управляющие параметры, характеризующие положение "рулей". Естественно, возникает вопрос об отыскании наилучшего (оптимального) в том или ином смысле управления движением. Например, речь может идти о достижении цели движения за минимальное время. Этот вопрос является задачей вариационного исчисления. В отличие от классических вариационных задач, где управляющие параметры меняются в некоторой открытой области (без границы), теоретические основы управления охватывают и тот случай, когда управляющие параметры могут принимать граничные значения. Последнее обстоятельство особенно существенно с прикладной точки зрения, поскольку при управлении объектом именно положение "руля" "на упоре" часто обеспечивает оптимальное управление.