Гомеостатические системы управления

Слабоформализованные задачи, когда информация и критерии управления носят нечеткий, размытый, а иногда и противоречивый характер требуют решения с помощью интеллектуальных систем. Интеллектуализация систем управления предполагает использование знаний, основанное на накопление интуиции, опыта, навыков специалистов, т.е. система должна быть похожа на использование человеческого интеллекта опытного специалиста с развитой интуицией, навыками и хорошим знанием дела. Необходимо, чтобы система «понимала» текущую ситуацию. Для этого системе необходимо приспосабливаться к изменяющимся внешним условиям для достижения вложенных в систему целей.

На практике наблюдаются две принципиальные стратегии приспособления к изменяющимся условиям.

Первая – при минимальном физическом ресурсе развития в более совершенную систему необходимо, чтобы на всякое внешнее изменение можно было найти соответствующее компенсационное внутреннее изменение для сохранения себя и возможности способности осуществлять свое предназначение.

Вторая – запастись некоторым ресурсом выживания и при минимальных информационных затратах переждать изменения до лучших условий, не изменяясь самому.

Особый интерес представляют гомеостатические системы управления, как особый вид адаптивного управления.

[ Гомеостат (от греч. homoios – подобный, одинаковый) – аналоговое электромеханическое устройство, моделирующее свойство живого организма поддерживать некоторые свои параметры ( например, температуру тела, содержание кислорода в крови) в необходимых для его существования в пределах. Сутью гомеостатики является понимание причин равновесия (гомеостаза). Они заключаются в особой структуре равновесной системы, имеющей два полюса (антагониста).

Нетрадиционным для кибернетики явилось то, что одним и тем же объектом управляют две системы с различными целями, конфликтуя друг с другом. Искусство управления заключается в правильной стимуляции и поддержании этого конфликта.

На основании гомеостата создают различные устройства для определения оптимальных значений параметров технических систем автоматического регулирования (например, автопилотов). ].

В таких системах управления поддерживаются в допустимых пределах жизненно важные параметры, функции, ритмы, тренды развития объектов с внутренними противоположностями. Использование противоречий для поддержания динамического постоянства процесса в объекте управления является особенностью гомеостатических систем.

Внутренне противоречие между целями придает гомеостатическим системам признаки целостности. Поэтому в гомеостатических системах реализуется принцип полярности. Противоречие для поддержания равновесия или динамического постоянства процессов реализуется двумя контурами управления нижнего уровня и одним контуром управления верхнего уровня (руководитель или шеф-регулятор). Последний изменяет цели в нижележащих контурах. Вследствие того, что по отношению к одному и тому же объекту управления содержится противоречие, появляется возможность поддерживать постоянство процессов в объекте управления путем перераспределения знаний каждому из противоречивых контуров управления при возникновении изменений во внешней или внутренней среде.

В гомеостатических системах управления одним и тем же объектом управляют два контура с различными целями в отличие от традиционного, когда динамическое равновесие объекта обеспечивается контуром отрицательной обратной связи. Полярность целей в гомеостатических системах управления придает завершенность управления объектом.

Попытки решить указанные задачи на основе традиционных подходов теории управления показали неэффективность последних. Это привело к развитию нового управления – интеллектуальных систем управления.