Кибернетический подход к описанию систем

Кибернетический подход к описанию систем состоит в том, что всякое целенаправленное поведение рассматривается как управление. Под управлением будем понимать процесс организации такого целенаправленного воздействия на некоторую часть внешней среды, называемую объектом управления, в результате которого удовлетворяются потребности субъекта, взаимодействующего с этим объектом.

В ходе анализа процесса управления изначально соответственно выделяют тройку – внешняя среда, объект и субъект,внутри которой разыгрывается процесс управления (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 – Общая схема процесса управления

В данном случае субъект ощущает воздействие среды X и объекта Y. Если состояние среды X он изменить не может, то состоянием объекта Y он может управлять с помощью специально организованного воздействия U. Такое воздействие и называется управлением.

Состояние объекта Y влияет на состояние потребностей субъекта
, где – состояние i -й потребности, которое выражается неотрицательным числом и характеризует насущность, актуальность потребности.

Если состояние объекта Y удовлетворяет потребностям субъекта, взаимодействующего с этим объектом, то никакого управления не требуется. В противном случае необходимо организовать такое воздействие U на объект, чтобы перевести его в новое состояние, удовлетворяющее субъекта. Эту ситуацию будем обозначать, вводя оператор, описывающий поведение объекта, как: Y = F (X,U).

Свое поведение субъект (осознанно или не осознанно) осуществляет таким образом, чтобы минимизировать насущность своих потребностей в условиях действующих ограничений:

(3.5)

где Q – ресурсы субъекта; q (U) – затраты на удовлетворение потребностей. Зависимость А = A (X,Y,U) выражает пока неизвестную, но существующую связь имеющихся потребностей с состоянием среды X, объекта Y и поведением субъекта U. Пусть U^* – решение задачи (3.5), т. е. оптимальное поведение субъекта, которое минимизирует его потребности А. Способ решения задачи (3.5), позволяющий определить U ^*, называется алгоритмом управления
, где φ – алгоритм, позволяющий синтезировать управление по состоянию среды X и текущих потребностей А_t. Потребности субъекта изменяются во времени не только под влиянием среды или объекта, но и самостоятельно, отражая жизнедеятельность субъекта, что мы отмечаем индексом t.

Алгоритм управления φ, которым располагает субъект, определяет эффективность его функционирования в данной среде. Зачастую алгоритм управления имеет рекуррентный характер, отражаемый соотношением
, что позволяет на каждом шаге улучшать управление, например, в смысле уменьшения потребностей .