Читать онлайн «Достаточно общая теория управления». Страница 25

«Неплавная» траектория может быть проекцией вполне «плавной» траектории, лежащей в пространстве параметров большей размерности, в подпространство меньшей размерности. Область потенциально устойчивого по предсказуемости управления в пространстве параметров вектора состояния по отношению к конкретной замкнутой системе — объективная данность. В ней лежит множество объективно возможных траекторий манёвров; и множество объективно невозможных. Во множестве объективно возможных траекторий можно выделить подмножество траекторий, на которых лежат точки «катастроф». Это могут быть точки нарушения двукратной дифференцируемости по времени вектора состояния; точки превышения ограничений, налагаемых на вектора-производные; точки изменения меры предсказуемости (например, точки ветвления траекторий в вероятностном смысле); точки на границах между двумя потенциальными ямами и т.п.

Если рассматривать сказанное по отношению к железнодорожному транспорту страны, то: область потенциально устойчивого управления — вся территория государства; множество объективно возможных маневров — существующая сеть железных дорог. Множество объективно невозможных — всё, где нет рельсов и где невозможно по техническим причинам проложить рельсы или построить стрелочные переводы для изменения направления движения. Точки катастроф — неисправные пути и стрелочные переводы, слишком крутые повороты и негабаритные места, непроходимые для некоторых видов подвижного состава и локомотивов и т.п. — то есть это реальные возможности катастроф. По отношению к каждому из видов груза железнодорожные узлы — точки ветвления их траекторий в вероятностном смысле.

Этот пример хорошо показывает соотношение всех перечисленных категорий, но сами «катастрофы» теории катастроф в нём представлены только реальными катастрофами железнодорожного транспорта. Далее, чтобы не путаться в катастрофах в кавычках и без кавычек, мгновенную потерю управления — в смысле теории «катастроф» — мы будем называть срыв управления.

Причины срывов управления могут быть самые различные и могут лежать на любом из этапов полной функции управления.

Две любые точки в пространстве параметров, описывающих замкнутую систему (два вектора состояния), могут соединять более чем одна траектория. Среди этих траекторий могут быть траектории, отвечающие требованию плавности, и траектории, хотя и не проходящие через точки срыва управления, но по которым «жёстко ездить» из-за превышения ограничений, налагаемых на вектора-производные. Возможны ситуации, когда все траектории, соединяющие начальный и конечный вектора состояний, проходят через точки срыва управления. Но чаще приходится сталкиваться с тем, что неквалифицированные управленцы, потеряв управление и зная о способности управляемой имииерархически организованной системы к самовосстановлению управления в некотором режиме после включения в процесс иных её уровней организации, начинают дурачить головы доверчивым простакам ссылками на «теорию катастроф» и «шоковую терапию». Чаще других этим грешат политиканы. Для них точки «катастроф» — точки, в которых обнажается их несостоятельность в качестве управленцев.

В действительности же следует исследовать геометрию области предполагаемого маневрирования на предмет её полного включения в область потенциально устойчивого управления. Если же какие-то фрагменты области предполагаемого маневрирования содержат в себе точки срыва управления, выпадают из области потенциально устойчивого (при необходимом качестве) управления по причине много-связности [44] области, отсутствия её выпуклости и т.п., то такие зоны необходимо исключить и пролагать траектории маневров в обход них (и точек срыва управления в частности).

Именно этим занимаются все квалифицированные навигаторы: зная осадку корабля, при подходе к берегу, на навигационной карте они проводят границу района, запретного для маневрирования из-за малости в нём глубин. Кроме того, курс пролагается по возможности вдали и от одиночных опасностей: затонувших судов, скал и т.п. В те же времена, когда составлялись первые карты, в незнакомые районы под всеми парусами тоже никто не совался: шли с осторожностью, делая непрерывно промеры глубин; иногда корабль лежал в дрейфе или стоял на якоре, а промеры делали со шлюпки.

Манёвр перехода из одного балансировочного состояния в другой, отвечающий требованию плавности, если позволит время, распадается на три периода:

· выход из балансировочного режима,

· установившийся манёвр (сам балансировочный режим, но с другим вектором целей),

· вхождение в новый балансировочный режим.

Теперь, после достаточно подробного ознакомления с понятийным и терминологическим аппаратом теории управления, перейдем к описанию процессов управления и самоуправления в суперсистемах и их иерархиях.

Под суперсистемой мы понимаем множество элементов, хотя бы частично функционально аналогичных в некотором смысле друг другу. «Аналогия» и «подобие» в контексте настоящей работы — не синонимы. Аналогия предполагает возможность прямой замены одного другим; подобие (полное или частичное) предполагает только идентичность процессов, протекающих в разных объектах, при их описании в общей для них системе параметров, лишённых их реальной размерности.

Аналогия предполагает определение некоего набора качеств, которыми обладают объекты, аналогичные именно в смысле избранного набора качеств. Объекты, обладающие более узким или более широким набором качеств, чем определённый, принадлежат к другому классу объектов, хотя они являются тем не менее, частичными или более широкими (объемлющими) аналогами объектов рассматриваемого класса, распознаваемых по вполне определённому конечному набору качественных признаков. Благодаря частичным и объемлющим аналогам все классы объектов, распознаваемые по любому набору качественных признаков, взаимно проникают один в другой, сливаясь в понятии «Мироздание».

Таким образом, суперсистема — множество элементов, хотя бы частично функционально аналогичных друг другу в некотором смысле и потому хотя бы отчасти взаимозаменяемых. Кроме того, все её элементы самоуправляемы (или управляемы извне) в пределах иерархически высшего объемлющего управления на основе информации, хранящейся в их памяти; каждым самоуправляемым элементом можно управлять извне, поскольку все они могут принимать информацию в память; каждый из них может выдавать информацию из памяти другим элементам своего множества и окружающей среде и потому способен к управлению, и (или) через него возможно управление другими элементами и окружающей средой; все процессы отображения информации как внутри элементов, так и между ними в пределах суперсистемы и в среде, её окружающей, подчинены вероятностным предопределённостям, выражающимся в статистике.

В самом примитивном случае суперсистемой является гибкое автоматическое производство вместе с персоналом. Мироздание в целом также является суперсистемой. Благодаря объемлющим и частичным аналогам Мироздание предстает в качестве объемлющей суперсистемы по отношению ко множеству взаимно вложенных суперсистем со структурой, изменяющейся в каждый момент времени, а кроме того, — и определяемой разными субъектами по разным наборам признаков (то есть с виртуальной структурой). Взаимная вложенность суперсистем предполагает существование элементов, одновременно принадлежащих к нескольким суперсистемам. Виртуальность структур предполагает существование элементов, в разные моменты времени принадлежащих к разным суперсистемам, и как следствие предполагает существование структур, внезапно появляющихся и исчезающих, как пузыри на лужах при дожде.

В зависимости от организации интеллект может быть внешним по отношению к суперсистеме; им может обладать набранная из безинтеллектуальных элементов суперсистема в целом или подмножество элементов в ней; им могут обладать отдельно взятые элементы суперсистемы, причем необязательно все; один (или многие) элементы суперсистемы могут обладать внутри своей структуры элементами, также обладающими интеллектом.

Но, если рассматривать полную функцию управления, приводящую к появлению суперсистемы, интеллект всегда присутствует либо в самой суперсистеме, либо в объемлющем, иерархически высшем по отношению к ней управлении.

Поэтому, где это неважно, вопрос о локализации интеллекта будем обходить молчанием. Сопряжённым интеллектом будем называть интеллект, осуществляющий самоуправление суперсистемы как единого целого в пределах иерархически высшего объемлющего управления вне зависимости от его локализации по отношению к суперсистеме. Это может быть внешний по отношению к безинтеллектуальной суперсистеме интеллект (как в случае материальной базы гибкого автоматизированного производства), может быть интеллект, присутствующий в суперсистеме, а также и интеллект, порождённый самой суперсистемой некоторым образом.