Повна версія

Головна arrow Екологія arrow Теорія систем в екології

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

Класифікація систем

Класифікацію систем виконують, як правило, за ієрархічним принципом. Ієрархічний принцип класифікації означає, що існує декілька рівнів класифікації і вони розміщені один вище за іншим. Наприклад, поділ систем на природні, штучні й змішані є загальним і оскільки він не завжди задовольняє потреби аналізу, то вводять наступний, більш низький рівень класифікації. Тому на другому рівні деталізують системи кожної групи. Як правило, верхні рівні класифікації повинні бути замкненими й охоплювати всі існуючі системи. Нижній рівень може бути і незакінченим. Це зумовлюється цілями класифікації і її постійним розвитком. При розвитку поглиблюються знання про предмет класифікації, відбувається диференціація класів і підкласів.

Необхідно зауважити, що будь-яка класифікація завжди має абсолютну й відносну сторони. Абсолютна сторона означає, що система, віднесена до певного класу систем, має ті самі характеристики, що й інші системи даного класу, і підпорядковується тим самим закономірностям. Відносність класифікації полягає в тому, що, крім чітко визначеного поділу, існують системи, які займають проміжне місце. Відносність означає також те, що система може бути віднесена до однієї чи іншої групи залежно від того, з якої точки зору ми розглядаємо систему, які властивості системи нас цікавлять під час аналізу, які проблеми ми вирішуємо за допомогою даної системи. Втім будь-яка класифікація завжди є відносною, служить певним цілям, до кожного із класів систем входить безліч різноманітних систем, що різняться великою сукупністю характеристик.

Класифікацію виконують за класифікаційними ознаками. Класифікаційними ознаками є ті ознаки, які, на думку того, хто виконує класифікацію, є визначальними для даного класу об'єктів. Поняття "система" охоплює всі об'єкти навколишнього світу. Тому існує велика різноманітність класифікацій систем за різними ознаками. Кожна класифікація виконується спеціалістами, які займаються певним колом проблем, і відображає підхід до проблеми класифікації з точки зору саме цих спеціалістів. Тому єдиної класифікації систем на сьогодні немає і навряд чи вона можлива. Розглянемо запропоновану класифікацію систем. Принципи класифікації та класи систем подані у табл. 1.1.

Таблиця 1.1 – Класи та підкласи систем

Основа класифікації систем

Класи та підкласи систем

1

2

3

1

За матеріалом, з якого створені

  • 1.1. Матеріальні.
  • 1.2. Ідеальні (абстрактні)

2

За походженням

  • 2.1. Штучні.
  • 2.2. Природні.
  • 2.3. Змішані

3

За характером зв'язку з навколишнім середовищем

  • 3.1. Відкриті.
  • 3.2. Закриті

4

За складністю

  • 4.1. Неживі:
  • 4.1.1. Статичні структури або їх основи (кристал).
  • 4.1.2. Прості динамічні із заданим законом поведінки (годинник).
  • 4.1.3. Кібернетичні системи із циклами керування, що мають зворотний зв'язок (термостат, робот)
  • 4.2. Живі:
  • 4.2.1. Відкриті системи із самозбережною структурою (клітина).
  • 4.2.2. Живі організми з низькою здатністю сприйняття інформації (рослини).
  • 4.2.3. Живі організми з більш розвиненою системою сприйняття інформації (тварини).
  • 4.2.4. Живі організми із самосвідомістю (людина).
  • 4.2.5. Соціальні системи (етнос, нація).
  • 4.2.6. Трансцендентні системи чи системи, що знаходяться поза нашою свідомістю

5

За принципами поведінки

  • 5.1. Матеріальні.
  • 5.2. Гомеостатичі.
  • 5.3. Вирішувальні (без передбачення).
  • 5.4. Здатні передбачувати.
  • 5.5. Рефлексивні

6

За ступенем організованості

  • 6.1. Добре організовані.
  • 6.2. Погано організовані.
  • 6.3. Самоорганізувальні:
  • 6.3.1. Саморегулювальні.
  • 6.3.2. Самонавчальні.
  • 6.3.3. Самонастроювальні.
  • 6.3.4. Самовідновлювальні.
  • 6.3.5. Самовідтворювальні

7

За ступенем ресурсної забезпеченості

  • 7.1. Малі.
  • 7.2. Великі.
  • 7.3. Прості.
  • 7.4. Складні.
  • 7.5. Звичайні.
  • 7.6. Енергокритичні

8

За характером цілей

  • 8.1. Призначені для певної мети.
  • 8.2. Здатні обирати мету і до неї прагнути

9

За описом змінних

  • 9.1. Якісний опис.
  • 9.2. Кількісний опис.
  • 9.3. Змішаний опис

10

За способом керування

  • 10.1. Керування зовні.
  • 10.2. Самокерування.
  • 10.3. Із комбінованим керуванням

11

За типом операторів системи

  • 11.1. Чорний ящик (S невідомо).
  • 11.2. Непараметризований клас (S відомо частково).
  • 11.3. Параметризований клас ( S відомо до параметра).
  • 11.4. Білий ящик (S відомо повністю).

За матеріалом, з якого створені системи, розрізняють матеріальні й абстрактні (ідеальні) системи.

Матеріальні системи – це системи, утворені засобами матеріального світу. Системи неживої природи (природні утворення: атоми, молекули, астрономічні об'єкти, хімічні сполуки та системи, створені людиною), системи живої природи (біологічні організми, популяції, екосистеми) та соціальні системи (етнос, нація, держава, партії та ін.).

Матеріальні системи можуть бути створені людьми або природними утвореннями, які існують незалежно від людини. Перші системи називають штучними, другі природними. Проміжне положення займають змішані системи.

Абстрактні (ідеальні) системи – це системи, створені нашим мисленням, продукти розумової діяльності. До них належать мови, знакові системи, наукові й релігійні теорії тощо.

За походженням системи поділяють на штучні, природні, змішані.

Штучні – це системи, створені людьми, природні – системи, створені самою природою, існують у природі незалежно від свідомості людини, від її діяльності. Змішані системи створені людиною, але в них важливу роль відіграє природна частина. Штучні системи, створені людиною і мають певну об'єктивну мету свого існування, для якої вони створені.

Під час розгляду природних систем виникають певні ускладнення. Для природних систем важко сформулювати мету існування. Питання цілей у класифікації систем за походженням потребує детального розгляду.

До визначення системи, яке ми розглядали раніше, не входить поняття мети, проте серед ознак системи важливою ознакою є цілеспрямованість, тобто наявність цілей чи їх сукупності. Оскільки штучні системи створені людиною, то вони мають конкретну мету, для якої їх створили. Визначити цю мету неважко. Але коли ми розглядаємо природні утворення, то на запитання про мету відповісти дуже важко. Природних утворень ми бачимо безліч – це атом, кристал, молекула, рослина, живі організми, Сонячна система та ін. Якщо утворення не має однієї з ознак системи, то виникає логічне запитання, чи можна його вважати системою? У повсякденній практиці наведені вище природні утворення прийнято вважати системами – система атома, Сонячна система, організм як система. Можливо, якби ми розглядали світ із точки зору "творця світу", ми могли б визначити цілі, для яких створені вищезазначені природні утворення. Однак наука відрізняється від релігії тим, що всі пояснення природних явищ, існування природних об'єктів здійснюються на основі об'єктивно існуючих закономірностей, що не потребують наявності надприродних сил. Таким виходом є введення поняття об'єктивних й суб'єктивних цілей. Суб'єктивна мета – це мета, сформована певним суб'єктом, який створив систему. Суб'єктивні цілі визначаються для штучних систем. Для природних систем імовірною вважається наявність об'єктивних цілей. Наявність об'єктивних цілей можна пояснити таким чином, що коли ми приходимо у світ, де цілі, для яких система створена, вже реалізовані, то існування системи ми повинні визнати об'єктивним, а цілі, для яких ці системи створювалися й існують, – об'єктивними цілями. У такому разі ми можемо вважати об'єктивними цілями майбутній або теперішній реальний стан системи, якого вона досягає у своєму життєвому циклі. Введення об'єктивних цілей дозволяє визначити цілі природних утворень і, відповідно до наших ознак, вважати їх системами.

Змішані системи – це системи природного походження, що перетворені людиною для задоволення певних потреб, або системи, створені людиною, в яких значною мірою використовуються елементи природних систем, наприклад заповідник, ліспромгосп, канал, парк культури, штучний супутник Землі тощо. Для змішаних систем існують об'єктивна й суб'єктивна цілі. На верхньому рівні, як правило, – суб'єктивні цілі, на нижньому – об'єктивні.

Оскільки поділ систем на природні, штучні й змішані є досить загальним, то необхідно ввести такий рівень класифікації. Так, природні системи класифікують як неживі системи, живі організми, соціальні системи, екологічні системи тощо. Екологічні системи ввели в класифікацію, враховуючи їх великий вплив на життя та діяльність людини і тому, що системний аналіз у наш час багато уваги приділяє вивченню екологічних систем.

Під час розгляду ознак систем було помічено, що однією з головних ознак є наявність взаємодії з навколишнім середовищем. Залежно від інтенсивності взаємодії системи поділяють на відкриті й закриті (замкнені, ізольовані). Для замкненої системи виконується закон збільшення ентропії. Поняття ентропії вперше було введене у розділі фізики – термодинаміці – під час вивчення теплових процесів у системах. Пізніше це поняття було уточнене й розширене. Під час вивчення інформаційних систем і подальшого розвитку науки стало зрозумілим, що поняття ентропії має загальний характер і визначає напрямок розвитку складних систем. Цей напрямок такий, що у замкненій системі ентропія може лише збільшуватись. Ентропія – це міра безладу, невпорядкованості системи. Всі процеси у замкнених системах відбуваються так, що невпорядкованість, дифузність, хаотичність системи лише збільшується. Наприклад, тепло завжди передається від більш нагрітих тіл до менш нагрітих і розподіл температури в системі вирівнюється, декілька розділених газів в одному об'ємі після усунення межі завжди перемішуються, рідина випаровується і т. п. Ентропія максимальна у системах, де більше хаосу, безпорядку. Відповідно до закону збільшення ентропії відбувається старіння живих організмів, руйнування будівель, руйнування гір і вирівнювання земної поверхні, остигання Сонця і загибель зоряних систем. У системі, в якій ентропія має найбільшу величину, припиняються будь-які спрямовані процеси обміну речовиною, енергією, інформацією. Збільшення ентропії призводить до стихійного хаосу. Відповідно до цього, наприклад, замкнений Всесвіт чекає "теплова смерть", будь-які замкнені системи рано чи пізно гинуть. У відкритих системах унаслідок взаємодії з навколишнім середовищем, відбуваються процеси, що приводять до зменшення ентропії, до зростання упорядкованості системи. Інтенсивність взаємодії систем може змінюватися в широких межах: від слабкої, майже непомітної, до дуже сильної.

Відкриті – це системи, які в процесі своєї діяльності обмінюються із середовищем матерією, енергією, інформацією.

Закриті (замкнені, ізольовані) – це системи, в яких процеси обміну з навколишнім середовищем відсутні. Ці системи підпорядковані другому закону термодинаміки, закону збільшення ентропії.

Складність систем є важливою характеристикою, яку необхідно враховувати під час аналізу. Складність систем може бути структурною або функціональною. Структурна складність полягає у наявності великої кількості елементів і їх взаємозв'язку. Функціональна складність виражається в наявності багатьох взаємозв'язків і взаємозалежностей.

Ці зв'язки можуть бути внутрішніми (між елементами системи) й зовнішніми (між системою та метасистемою).

Принципи поведінки систем схематично наведені нарис. 1.2.

Принципи поведінки систем

Рисунок 1.2 – Принципи поведінки систем

Принцип матеріально-енергетичного балансу досить простий, а саме: поведінка системи зумовлена лише законами фізики, законами збереження енергії, маси, рівнянням неперервності тощо. Дії цих законів підлягають усі системи матеріального світу, що показано на рис. 1.2 прямокутником, який охоплює всі системи.

Принцип гомеостазу. Гомеостаз у перекладі з грецької означає незмінність стану. В науці гомеостазом називають таку поведінку динамічної системи (системи, що обмінюється із середовищем матерією та енергією), при якій зберігаються постійний її склад та властивості внутрішнього середовища, стійкість головних функцій системи. Термін "гомеостаз" широко використовується в біології, медицині, генетиці, кібернетиці. У нашій класифікації він означає, що поведінка системи спрямована на підтримання стабільності свого складу та функціональних властивостей, здатність системи повертатись у стан рівноваги. Цей принцип характерний поведінці систем живої природи, виконання його забезпечується для більшості штучних систем і в деяких систем неживої природи, що знаходяться у стані динамічної рівноваги.

Принцип вибору рішення. Поведінка систем обмежується не лише підтриманням рівноваги у системі, проте система має можливість вибирати одну із декількох альтернатив своєї роботи чи поведінки.

Принцип перспективної діяльності виділяє системи, здатні організувати свою поведінку з урахуванням минулого досвіду на основі припущення, що майбутній розвиток істотно не відрізнятиметься від минулого. Такі системи повинні мати достатній обсяг пам'яті й здатність прогнозувати хід подій на певний проміжок часу в майбутньому на основі інтерполяції та приймати рішення залежно від результатів такого прогнозування.

Принцип рефлексії полягає у тому, що система організує свою поведінку з урахуванням не лише минулого досвіду, а й можливої дії іншої системи, з якою вона взаємодіє, тобто це поведінка систем, які наділені інтелектом, можливістю передбачати дії інших систем.

Принципи класифікації, що розглядатимуться далі, пов'язані з рівнем наших знань про систему, з моделями системи, які ми будуємо і використовуємо для вивчення системи, з відшуканням шляхів вирішення проблеми в системі. Питання моделювання та моделі систем будемо вивчати далі. Ця класифікація певною мірою відображає рівень наших знань про систему.

До добре організованих систем ми відносимо ті системи, поведінка яких жорстко детермінована, у системі встановлені чіткі взаємозв'язки між складовими частинами, що забезпечують дію системи в цілому. До таких систем належать тролейбус, телевізор, холодильник, пральна машина тощо. У них взаємозв'язки окремих механізмів чітко організовані й система діє лише таким чином, як це дозволяє внутрішня організація.

Поняття добре організованої системи використовують також для відображення ступеня наших знань про систему. Ті системи, про внутрішню будову яких знають досить добре, відносять до добре організованих. Так, для конструктора автомобіль є добре організованою системою, оскільки він досконально знає всі механізми і взаємозв'язок між ними, а для того, хто тільки починає вивчати автомобіль, не знає його складових частин і взаємодії між ними, автомобіль є дифузною, погано організованою системою.

Під погано організованими (дифузними) системами розуміють системи, в яких взаємодія частин не детермінована однозначно, має випадковий характер. Типовим прикладом такої системи є газ, що знаходиться у певному об'ємі. Ознаки дифузної мають і добре організовані системи, наприклад поведінка людини не завжди однозначна, не завжди однозначна дія великого трудового колективу та ін. До погано організованих систем належать ті системи, про які ми знаємо досить мало.

До самоорганізуючих систем належать системи, що мають механізми регулювання. Найбільш простими з них є системи саморегулювання.

У таких системах важливим є наявність зворотного зв'язку. Під останнім ми розуміємо подачу на вхід системи сигналу про вихідну величину (пропорційного, залежного від швидкості зміни чи інтегрального значення вихідної величини). Працює ця система таким чином. Вихідна величина системи, або інформація про її стан, подається на регулятор. Регулятор залежно від вимог, що стоять перед системою, та від інформації, що надійшла через зворотний зв'язок, регулює її роботу (рис. 1.3).

Модель простого зворотного зв'язку

Рисунок 1.3 – Модель простого зворотного зв'язку

Наприклад, сучасні автомати, так само, як і багато явищ у живому організмі, базуються на дії зворотних зв'язків, причому набагато складніших порівняно з простою моделлю (рис. 1.3) формах, проте остання є їх елементарним прототипом. Щодо живих організмів схема зворотного зв'язку виступає у формі гомеостазу.

Гомеостаз є сукупністю органічних регуляцій для підтримання стійкого стану організму, причому дія регулювальних механізмів може відбуватися не в одному і тому самому, але нерідко в різних і навіть протилежних напрямах – згідно з відповідними зовнішніми змінам, які підлягають деяким фізичним законам. Простим прикладом гомеостазу є гомеотермія. У фізичній хімії за правилом Вант – Гоффа зменшення температури призводить до зниження швидкості хімічних реакцій. Саме так відбувається у звичайних фізико- хімічних системах, а також у холоднокровних тварин. Проте у теплокровних тварин зниження температури викликає протилежну дію, а саме збільшення швидкості метаболічного процесу, внаслідок чого підтримується стала температура тіла на рівні близько 37 °С. Це обумовлено дією механізму зворотного зв'язку. Зниження температури стимулює термогенічні центри в таламусі мозку, що (включають" терморегулювальні механізми. Подібну схему зворотного зв'язку можна знайти в різноманітних формах фізіологічних регуляцій. Регуляція стану і управління діями за цілеспрямованої активності тварин і людини так само здійснюється механізмом зворотного зв'язку.

Самонавчальні системи – це системи, що мають здатність засвоювати й запам'ятовувати минулий досвід і змінювати свою поведінку відповідно до набутих знань.

Самовідновлювальні системи – це системи, здатні відновлюватися повністю або частково. Живі організми та штучні системи, що відновлюються, здатні регенерувати певні органи, свої частини.

Самовідтворювальні – це системи, які можуть відтворювати подібні до себе системи, породжувати нові системи, аналогічні собі. Це всі живі організми, які можуть мати потомство. Деякі штучні системи можуть створювати системи такі самі, як вони, наприклад роботи.

Принцип ресурсної забезпеченості повністю належить до можливостей створення та реалізації моделі системи. Модель створюють для того, щоб відтворити роботу системи, вивчити процеси в ній, її розвиток. Вимагається, щоб модель дозволяла вирішити проблему за обмежений час. Для того щоб реалізувати таку модель, потрібні певні енергетичні, матеріальні й інформаційні ресурси. У реальних випадках виявляється, що наявні ресурси не завжди дозволяють створити потрібну модель. Класифікація систем за ступенем ресурсної забезпеченості показана в табл. 1.2.

Першим у цій таблиці є енергетичний ресурс, тобто затрати енергії, які потрібно витратити для побудови моделі системи. Для більшості систем побудова моделі не потребує значних енергетичних ресурсів, такі системи за ступенем еиергозабезпеченості відносять до звичайних. З обмеженістю енергетичних ресурсів ми стикаємося тоді, коли для побудови моделі системи потрібні значні витрати енергії. Прикладом таких систем є мікросвіт, системи елементарних частинок матерії. Для побудови їх моделі і вивчення потрібні велетенські прискорювачі, що споживають значну енергію. Такі системи відносять до класу енергокритичних.

Таблиця 1.2 – Класифікація систем за ступенем ресурсної забезпеченості

Характер ресурсу

Забезпеченість

Повна

Недостатня

Енергетичний

Звичайні

Енергокритичні

Матеріальний

Малі

Великі

Інформаційний

Прості

Складні

Наступний тип ресурсу – матеріальний. Залежно від матеріальних ресурсів, потрібних для створення моделі, системи поділяють на малі та великі. Великі системи – це системи, для створення моделі яких наявних матеріальних ресурсів недостатньо або потрібні більші ресурси, ніж є в наявності, наприклад система функціонування економіки країни, атмосфера землі та ін. У ході вирішення низки економічних, організаційно-управлінських, завдань екології, метеорології створення моделей потребує значного обсягу пам'яті ЕОМ, великих матеріальних затрат. Системи, моделювання яких обмежене внаслідок великих розмірів, необхідності значних матеріальних затрат класифікують як великі, на противагу малим системам, які таких матеріальних затрат не потребують.

У системному аналізі часто велику систему переводять у розряд малих, енергокритичну –: в розряд звичайних. Це можна здійснити, якщо розбити завдання, для вирішення якого недостатньо матеріальних ресурсів, на ряд окремих завдань, на завдання меншої складності й розв'язувати кожне окремо.

Третій тип ресурсів – інформаційні. Відповідно до класифікації системи можуть бути простими чи складними. Ознакою простоти системи є достатність інформації для успішного керування нею. Коли наявна інформація не дозволяє успішно здійснювати керування системою, то систему вважають складною. Наприклад, економіка країни є складною системою, оскільки інформації для успішного керування нею недостатньо. Кодовий замок зі складною системою шифрів є складним для того, хто не знає шифрів і простим для того, хто знає шифри замка. Рідна мова для кожного є простою системою, а іноземна, якою він не володіє, є складною. Комп'ютер для того, хто уміє з ним працювати, є простою системою, а для того, хто не володіє комп'ютерною грамотністю, – складною системою.

Отже, за ресурсною забезпеченістю ми маємо три види ресурсів і система класифікується за кожним видом ресурсу окремо. У класифікації системи зазначають, наприклад: система мала, енергокритична, проста. Це означає, що під час її моделювання ми повністю забезпечені матеріальними ресурсами, відчуваємо недостатність енергетичних ресурсів і досить добре можемо керувати поведінкою системи. Під час класифікації систем за ресурсною забезпеченістю можливі різні комбінації ознак.

За характером цілей системи прийнято класифікувати як системи, призначені для певної мети, так і системи, здатні самостійно обирати мету і прагнути до неї (рос. целенаправленные и целеустремленные).

Системи, призначені для певної мети, – це такі системи, які мають певну мету свого існування, створені для певної мети і функціонують завжди так, щоб виконати цю мету. Наприклад, холодильник, пральна машина, телевізор, електродвигун служать для певних цілей, які обумовлені під час їх створення.

Системи, здатні обирати ціль і прагнути до неї, – це системи, які самостійно обирають мету і прагнуть до неї. Наприклад, людина, трудовий колектив можуть самостійно обирати мету своєї діяльності.

Класифікація за описом змінних здійснюється залежно від ступеня складності системи, наших знань про неї і від того, як ми описуємо функціонування системи. Змінними системи є вхідні величини х(і), вихідні y(t) та внутрішні параметри системи ζ(ι). Відповідно до типу цих величин розрізняють системи з кількісним описом змінних, системи з якісним описом та системи зі змішаним (частково з кількісним, а частково з якісним) описом.

Системи, функціонування яких повністю відоме і можна кількісно встановити значення змінних, відносять до систем із кількісним описом змінних. На другому рівні класифікації такі системи можуть бути класифіковані за характером змінних як дискретні, або неперервні, за кількістю змінних: одно- чи багатовимірні та за іншими параметрами.

Системи з якісним описом – це системи, в яких вхідні й вихідні величини описуються якісно. На другому рівні вони можуть бути класифіковані як системи зі змістовним описом, із формалізованим описом та зі змішаним описом. Системи зі змістовним описом мають лише загальний словесний опис змінних, виконаний мовою, близькою до розмовної. Системи з формалізованим описом – це вже системи, в яких більш докладно вивчені змінні, що підлягають певним формальним правилам і можуть бути описані на деякій формальній мові.

Системи зі змішаним описом змінних – це системи, в яких деякі змінні набувають числових значень, які можна виміряти й виразити числом, а інші описані лише якісно.

Якщо класифікація систем за типом змінних обумовлює, якими є вхідні, вихідні й внутрішні змінні системи, то класифікація за типом операторів відображає зв'язок між цими змінними в системі, тобто вона несе інформацію про те, які процеси відбуваються в системі, динаміку системи. Змінні системи, її вхідні й вихідні величини між собою завжди зв'язані певними залежностями, співвідношеннями. Ці залежності можуть бути описані певними операторами системи, які визначають перетворення вхідних величин у вихідні.

Системи, в яких внутрішні процеси зовсім невідомі й оператори явно не можуть бути записані, відносять до класу систем ".чорний ящик". Для таких систем відомі лише вхідні й вихідні величини і зовсім не відомі процеси перетворення вхідних величин у вихідні.

Системи, в яких частково відомі процеси перетворення вхідних величин у вихідні, оператори системи можуть бути записані у вигляді певних правил, відносять до непараметризованого класу.

Системи, для яких співвідношення між вхідними й вихідними величинами повністю відомі, можуть бути записані у явному вигляді з точністю до певних числових параметрів, відносять до параметризованого класу.

Для деяких систем параметризованого класу співвідношення між вхідними й вихідними величинами можуть бути описані в операторній формі, наприклад, у вигляді

(1.8)

де R – певний оператор.

Такі системи відносять до класу "білий ящик". Під цим терміном розуміють, що повністю відома внутрішня будова системи, закономірності її функціонування.

На другому рівні класифікації системи класифікують залежно від типу операторів. Класифікація виконується для систем параметризованого класу та класу "білий ящик". Зрозуміло, що для систем типу "чорний ящик" подальша класифікація неможлива, а для систем непараметризованого класу на другому рівні загальну класифікацію виконати важко, оскільки вона залежить від інформації про систему, яка відома лише частково. Операторами системи можуть бути звичайні й диференціальні рівняння, більш складні матричні співвідношення та ін. Залежно від характеру рівнянь системи можуть бути: лінійними й нелінійними; від того, який тип рівнянь – дискретними та неперервними; залежно від зміни величин у часі – інерційними й безінерційними, з пам'яттю; залежно від зміни параметрів системи в часі – стаціонарними й нестаціонарними.

Перший рівень класифікації за способом керування визначає, входить блок керування у саму систему чи знаходиться поза нею. Самокеровані системи мають власний блок керування, у систем, керованих зовні, блок керування відсутній й існує лише зовнішнє керування. Системи з комбінованим керуванням – це такі системи, в яких є блок керування у самій системі, за допомогою якого здійснюється керування певними параметрами, але система підлягає також зовнішньому керуванню. Другий рівень класифікації поділяє системи за ознакою, як саме здійснюється керування. Для всіх систем підкласи другого рівня мають певні спільні ознаки.

Системи з керуванням без зворотного зв'язку – це такі системи, як, наприклад, велосипед, пилосос, автомобіль, у яких відсутні механізми зворотного зв'язку і режими роботи строго обумовлені керуючою дією. До цього підкласу належать також верстати з програмним керуванням, що мають одну чи декілька жорстких програм роботи і не здатні змінювати їх при зміні зовнішніх умов.

Системи наступного підкласу відрізняються наявністю зворотного зв'язку. Зворотний зв'язок забезпечує автоматичне регулювання системи, підтримання параметрів системи при змінах характеристик зовнішнього середовища. До таких систем належать, наприклад, холодильник, генератор електростанції із системою автоматичного [Іідтримання постійної напруги й частоти. До таких систем частково можна віднести й автомобіль оскільки в нього є механізми зворотного зв'язку, наприклад підтримання автоматичної роботи двигуна в режимі холостого ходу, телевізори, які автоматично настроюються на частоту радіостанції, мають автоматичне регулювання яскравості екрана, автоматичне регулювання коефіцієнта підсилення тощо.

Системи з керуванням за параметрами – це такі системи, в яких не лише здійснюється зворотний зв'язок за вихідною величиною, а й можлива зміна параметрів самої системи. Прикладами таких систем є адаптивні автоматизовані системи керування, адаптація живих організмів до зміни умов життя, робота пілотів на різних типах літаків, робота водіїв на різних автомобілях за різних умов руху та інші системи.

Найбільш складними є системи керування, що здійснюються шляхом зміни структури самої системи. Такі системи працюють у надзвичайно складних умовах і зміна структури системи дозволяє їм пристосуватися до нових умов. До таких систем потрібно віднести гнучкі автоматизовані системи сучасних виробництв, що дозволяють переходити з випуску однієї продукції на іншу, живі організми, в яких відбуваються зміни під час еволюції та природного відбору, державу та органи державного управління, в яких відбуваються організаційні зміни в процесі розвитку країни.

 
<<   ЗМІСТ   >>