Принцип, згідного котрого вхідні впливи повинні обчислюватися через стани системи, був чітко сформульованим Р.Белманом: керування є функцією стану. В цьому принципі заключається найбільш важлива ідея теорії управління, що складає основу всієї автоматики.

Керування забезпечує необхідний рівень стійкості системи у процесах взаємодії її з зовнішнім середовищем та взаємодій компонент всередині самої системи.

Керування є універсальний термін у смислі багатозначності його конкретних реалізацій:

в математичних моделях можна обирати числа, функції, алгоритми, графові структури;

в технічних системах – сили, геометричні розміри, різноманітні сигнали, команди ЕОМ, фізичні величини – температура, жорсткість матеріалу, концентрація та переміщення речовин;

в економіці – розміри фінансування, матеріальні ресурси та строки їх постачання, розташування кадрів;

в соціальній галузі – накази, поради, дії, вплив на суспільну думку, організація нових колективів.

Науковий підхід до керування потребує чіткого визначення:

- того, що є в нашому розпорядженні (стан системи);

- які межі вибору;

- як впливатиме те чи інше керування на керований процес.

На практиці в багатьох випадках ці вимоги оцінюються досить нечітко, особливо в організаційних системах, внаслідок чого обране керування не завжди скеровуватиме до мети. Ця ж ситуація можлива і у випадку формального трактування керування, коли описання процесу в системі відсутнє. У цьому разі набирають досвіду роботи з “чорним ящиком”.

Окрім того, іноді виникають ситуації, в яких не існує управління, що забезпечить досягнення поставленої мети. У цих випадках можливе розширення меж, в яких обирається керування, введення нових керуючих дій, а якщо й це не допомагає – кардинально змінити структуру системи. У цій ситуації мета не знаходиться в області досяжності, що забезпечується наявним керуванням, і потрібно або розширити цю область, або ж перемістити мету в її напрямку.

За способами керування системи поділяються на керовані ззовні, самокеровані та з комбінованим керуванням.

У керованих ззовні систем управляючий блок є зовнішнім відносно неї. У систем з комбінованим керуванням управління здійснюється частково ззовні, а частково з середині. Незалежно від того, де знаходиться управляючий блок, розрізняють чотири основних типи керування.

Найпростіший випадок виникає тоді, коли потрібна траєкторія руху відома, і, відповідно, відоме й правильне керування. У цьому випадку все відбувається згідно наміченої програми. Однак, в більшості випадків під впливом зовнішніх та внутрішніх чинників можливе порушення руху за визначеною траєкторією. Якщо в цьому випадку існує можливість спостереження біжучої траєкторії, визначення відмінності її від запланованої та доопрацювання додаткового до програмного керування, що в найближчому майбутньому прагне повернути систему на планову траєкторію, то такий спосіб керування буде регульованим.

Якщо ж планову траєкторію на весь період часу визначити неможливо, або ж можливі відхилення від планової траєкторії, виникає завдання прогнозу майбутньої траєкторії, а керування полягатиме в підгонці значень параметрів системи поки її стан не буде забезпечувати досягнення мети. У цьому випадку відбувається процес параметричної адаптації системи.

Якщо ж шляхом керування значеннями змінних та зміни значень параметрів не забезпечується досягнення мети, це означає, що для існуючої системи мета не досягається. Однак, можливо, вона досягається іншою системою, яку отримуємо, змінюючи структуру існуючої. Отже, здійснюється процес структурної адаптації. Процеси самоорганізації та організаційного керування змінюють не лише структуру системи, але й можуть змінювати оточення системи.

За ступенем свободи при здійснені системами своїх функцій вони є:

зі скінченою множиною функціональних перетворень та жорстко визначеним способом реалізації функцій (механічні та робото технічні системи – розробник програмує функціональні перетворення в системі, призначення функцій є утримання системи в стійкому робочому стані);

з визначеною множиною функціональних перетворень, що можуть модифікуватися змінами оточуючого середовища (біологічна система не може самостійно визначити своє призначення або ціль, але зміни в оточуючому середовищі можуть її модифікувати – якщо антитіла, що виділяються організмом людини для боротьби з вірусами, не ефективні, організм може модифікувати антитіла і надалі закріпити це генетично);

з можливістю реалізувати одну й ту ж функцію різними способами, число яких обмежене тими цілями, котрим служать ці функції (людина як цілеспрямована система в більшості випадків має вибір між декількома стратегічними та тактичними функціями).

Без зворотного зв’язку | Програмне керування | Автоматичні

Регулювання | Автоматичне регулювання | Напівавтоматичні

Керування по параметрам | Параметрична адаптація | Автоматизовані

Керування по структурі |

Самоорганізація (структурна адаптація) | Організаційні

Рис. Класифікація систем за способом керування.

Перший рівень класифікації визначається тим, чи входить блок керування в систему, чи є зовнішнім по відношенню до неї. Виділено клас систем, керування котрими розділено та частково виконується ззовні, а частково – всередині самої системи.

Енергетичні

Матеріальні

Інформаційні

Повна

ресурси

забезпеченість | Недостатня

Рис. Класифікація систем за степеню забезпеченості керування

Запитання для роздумів, самоконтролю, повторення

За якими ознаками класифікуються системи?

Чим відрізняються між собою казуальні та цілеспрямовані системи?

Чи може існувати абсолютно замкнена система?

У чому полягає специфіка соціально-економічних систем?

Розкрийте поняття терміну “складність”.

Дайте визначення складних та великих систем.

Що таке керування?

Як поділяються системи за способом керування?

Які особливості має процес структурної адаптації порівняно з самоорганізацією?

Які типи систем існують відносно ступеня свободи при реалізації ними своїх функцій?

У чому полягає суть властивостей емерджентності в складних системах?

Які особливості можуть мати відкриті системи?

Які обмеження на здійснення системами свого призначення належать до внутрішніх?

У чому суть зовнішніх обмежень на здійснення системами свого призначення?

Наведіть основні особливості та характеристики систем штучного інтелекту.