- •1. Введение в теорию систем
- •2. Аксиомы
- •3.Принцип задания цели.
- •4.Принцип выполнения действия.
- •5.Принцип независимости результата действия.
- •6.Закон сохранения.
- •7. Основные характеристики систем
- •8.Простая системная функциональная единица.
- •9.Простейший блок управления (прямая положительная связь).
- •10.Простой блок управления (отрицательная обратная связь).
- •11.Основные понятия теории сложности. Сложность
- •12.Основные понятия теории сложности. Иерархия
- •13.Типовая структура сложной системы
- •14.Эквивалентная структура сложной системы (Даймонд–структура)
- •15. Асутп.
- •16.Типовая функциональная схема и примеры асутп
- •17.Асутп с информационным типом функционирования
- •22. Обобщенная структура локального регулятора сар. Проблемы управления.
- •23. Типовая функциональная схема локального регулятора. Состав элементов
- •24. Основные типы локальных регуляторов
- •25. Импульсные системы
- •26. Релейные системы
- •29. Гармоническое воздействие
- •3.3.5 Наблюдаемость
- •30. Основные виды математических моделей
- •31. Решетчатые функции
- •32. Разностные уравнения.
- •33. Математическая модель системы
- •34. Линеаризация математической модели
- •35. Преобразование Фурье
- •36. Преобразование Лапласа непрерывных функций
- •38. Основные свойства преобразования Лапласа и z-преобразования
- •39. Дискретные математические модели
- •40. Непрерывные математические модели
- •42. Необходимые и достаточные условия устойчивости линейных стационарных систем
- •43. Первое определение системы
- •44. Сложности выявления целей
- •45.Модель "черного ящика"
- •46.Модель состава системы
- •47.Модель структуры системы
- •48.Структурная схема системы
- •49.Динамические модели систем
- •50.Классификация систем по их происхождению
- •54.Понятие большой и сложной системы
- •58.Многоэшелонные системы: организационные иерархии
- •59.Зависимость между уровнями и координируемость
- •60.Формальное определение абстрактной системы
8.Простая системная функциональная единица.
Система может состоять из любого количества исполнительных элементов, при условии, что каждый из них может участвовать (содействовать) достижению цели и их достаточно для реализации этой цели. Рассмотрим это на примере системы-ловушки для червячка (рис. 2). Если какая-либо группа элементов состоит из «m» элементов, причём только «n» из них взаимодействуют, или в потенции могут взаимодействовать для достижения цели (элементы «a»), то только эти «n» элементов составляют систему. Остальные же элементы («b») не входят в состав данной системы и их присутствие не влияет на достижение цели.
Рис. 2. Элементы системы-ловушки.
В некой группе есть два типа элементов – «a» и «b» (А). Цель системы – быть ловушкой для червячка (В). Цели системы соответствуют только элементы типа «а», потому что только они могут сложится в пятиугольную полость и быть ловушкой. Элементы типа «b» не содействуют заданной цели и не являются элементами данной системы. Стрелками указаны взаимодействия между элементами, которые приводят к достижению цели.
Если убрать эти элементы («b») из данной группы, то функции системы не изменятся и не исчезнут (рис. 2С), потому что они не входят в состав данной системы.
Начнём убирать по одному элементы системы типа «a» из группы состава «n». По мере убывания возможны два варианта следствий:
заданный результат действия системы уменьшится (изменение количественное)
заданный результат действия системы исчезнет (изменение качественное)
Будем убирать элементы из системы до тех пор, пока будет лишь уменьшение количества результата действия, но чтобы качество системы сохранилось. Получим систему состава «k» с минимальным числом элементов, при котором новое отличительное качество ещё сохраняется (рис. 3В). Если убрать ещё хотя бы один элемент из состава «k», то у группы взаимодействующих элементов качество ловушки исчезнет (рис. 3С).
Рис. 3. Системная функциональная единица.
По мере удаления очередного элемента ловушка становится всё меньше и меньше (A – четырёхугольная и B – треугольная полость), пока система перестаёт быть ловушкой для червячка (C), поскольку в последнем случае червяк может свободно удалиться от данной группы элементов. Группа элементов, представленная на рис. B является системной
Отсюда, минимальной системой является такая группа из «k» элементов, которая при удалении из её состава хотя бы одного любого элемента, теряет качество, присущее данной группе элементов, но отсутствующее у любого из данных «k» элементов.
В этом примере (рис. 3В) удаление любой плоскости лишает эту группу элементов качества, которое отсутствует у каждого элемента группы в отдельности – удерживать одного червячка. Цель этой группы – быть ловушкой для червячка.
Такая группа элементов является простой системной функциональной единицей, минимальной простейшей системой, которая имеет какой-либо признак, которого нет у любого её элемента в отдельности.
Любая СФЕ реагирует на внешнее воздействие по закону «всё, или ничего». Этот закон следует из определения простой СФЕ и из дискретности её состава. Любой из её элементов может либо быть, либо не быть в составе простой СФЕ. А поскольку простая СФЕ по определению состоит из конечного и минимального набора исполнительных элементов и все они должны быть в составе СФЕ и функционировать, то прекращение функции любого из них прекращает функцию всей СФЕ как системы. Независимо от силы внешнего воздействия, но при условии его превышения определённого порога, её результат действия будет максимальным («всё»). Если нет внешнего воздействия, то СФЕ никак не проявляет себя (не реагирует, «ничего»).
Несмотря на внутреннюю сложность, которая может быть сколь угодно большой, простая СФЕ является отдельным элементом, который выглядит как целое с определённым единичным свойством (качеством) – совершать одно элементарное по отношению ко всей системе определённое Любая СФЕ будучи разделена на части уже перестаёт быть СФЕ для заданной цели. Только во взаимодействии частей группа элементов может проявить себя как СФЕ.
