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