Теория управления - Вектор целей

Прошлое и настоящее— наши средства, только будущее— наша цель (Блез Паскаль)

Понятие «управление» по его существу в самом общем смысле можно определить кратко так:
Управление это — выявление объективных возможностей, целеполагание и достижение избранных целей в практической деятельности. Это - определение управления, осуществляемого по полной функции (о ней речь пойдёт далее). Далее можно пояснять и детализировать различные аспекты управления как объективного процесса. И в зависимости от того, как это делается, получается та или иная версия теории управления.

В теории управления возможна постановка всего двух задач.

• Первая задача: мы хотим управлять объектом в процессе его функционирования сами непосредственно. Это задача управления.
• Вторая задача: мы не хотим управлять объектом в процессе его функционирования, но хотим, чтобы объект — без нашего непосредственного вмешательства в процесс — самоуправлялся в приемлемом для нас режиме. Это задача самоуправления.

Вектор целей управления, представляющий собой описание идеального режима функционирования (поведения) объекта. Вектор целей управления строится по субъективному произволу как иерархически упорядоченное множество частных целей управления, которые должны быть осуществлены в случае идеального (безошибочного) управления. Порядок следования частных целей в нём — обратный порядку последовательного вынужденного отказа от каждой из них в случае невозможности осуществления полной совокупности целей. Соответственно на первом приоритете вектора(1) целей стоит самая важная цель, на последнем — самая незначительная, отказ от которой допустим первым.

(1)В наиболее общем случае под термином «вектор» подразумевается — не отрезок со стрелочкой, указывающей направление, а упорядоченный перечень (т.е. с номерами) разнокачественной информации. В пределах же каждого качества должна быть определена хоть в каком-нибудь смысле мера качества. Благодаря этому сложение и вычитание векторов обладают некоторым смыслом, определяемым при построении векторного пространства параметров. Именно поэтому вектор целей — не дорожный указатель «туда», хотя смысл такого дорожного указателя и близок к понятию «вектора целей управления».

Одна и та же совокупность целей, подчинённых разным иерархиям приоритетов (разным порядкам значимости для управленца), образует разные вектора целей, что ведёт и к возможному различию в управлении. Потеря управления может быть вызвана и выпадением из вектора некоторых объективно необходимых для управления процессом целей, и выпадением всего вектора или каких-то его фрагментов из объективной матрицы возможных состояний объекта, появлением в векторе объективно и субъективно взаимно исключающих одна другие целей или неустойчивых в процессе управления целей (это всё - различные виды дефективности векторов целей). Образно говоря, вектор целей - это список, перечень того, чего желаем, с номерами, назначенными в порядке, обратном порядку вынужденного отказа от осуществления каждого из этих желаний.

Вектор (текущего) состояния контрольных параметров, описывающий реальное поведение объекта по параметрам, входящим в вектор целей. Эти два вектора образуют взаимосвязанную пару, в которой каждый из этих двух векторов представляет собой упорядоченное множество информационных модулей, описывающих те или иные параметры объекта, определённо соответствующие частным целям управления. Упорядоченность информационных модулей в векторе состояния повторяет иерархию вектора целей. Образно говоря, вектор состояния это — список, как и первый, но того, что воспринимается в качестве состояния объекта управления, реально имеющего место в действительности.
Поскольку восприятие субъектом состояния объекта не идеально, во-первых, — в силу искажения информации, исходящей от объекта, «шумами» среды, через которую проходят информационные потоки; носит характер, обусловленный особенностями субъекта в восприятии и переработке информации, то вектор состояния всегда содержит в себе некоторую ошибку в определении истинного состояния, которой соответствует некоторая объективная неопределённость для субъекта управления. Неопределённость объективна, т.е. в принципе не может быть устранена усилиями субъекта. Другое дело, что объективная неопределённость может быть как допустимой, так и недопустимой для осуществления целей конкретного процесса управления.

Вектор ошибки управления, представляющий собой “разность” (в кавычках потому, что разность не обязательно привычная алгебраическая): «вектор целей» — «вектор состояния».
Он описывает отклонение реального процесса от предписанного вектором целей идеального режима и также несёт в себе некоторую неопределённость, унаследованную им от вектора состояния. Образно говоря, вектор ошибки управления это — перечень неудовлетворённых желаний соответственно перечню вектора целей с какими-то оценками степени неудовлетворённости каждого из них.
внями.
Вектор ошибки — основа для формирования оценки качества управления субъекта управленцем. Оценка качества управления не является самостоятельной категорией, поскольку на основе одного и того же вектора ошибки возможно построение множества оценок качества управления, далеко не всегда взаимозаменяемых.

Опишем самый простой пример данных векторов (в очень простом приближении).

Собираемся в магазин за большим количеством покупок. Чтобы всё не держать в голове, пишем себе список необходимых покупок. Список начинается, чаще всего, с самых необходимых вещей, и дальше по убыванию надобности - это и будет наш вектор целей.

Пришли домой с магазина, и начинаем сверять наш итог в виде пакетов покупок с тем списком, который писали ранее. Итог - это будет наш вектор текущего состояния системы.

Разница в виде отсутствия некоторых продуктов из нашего списка и есть вектор ошибки.

Анализируя этот очень простой пример можно будет делать вывод о произволе управленца, устойчивости системы управления, предсказуемость реакции на давление среды (окружающее информационное поле) и т.д.

Вот тут ещё описаны примеры немного другого плана.

Помимо исходного различия вектора целей и вектора состояния в момент начала управления источниками ошибок управления реально являются:

1. алгоритмика выработки управляющего воздействия системой управления, которая в принципе не может гарантировать идеального управления с нулевыми компонентами вектора ошибки;
2. собственные шумы в замкнутой системе(2);
3. помехи извне, включая и попытки перехвата управления иными субъектами.

(2)Замкнутая система — объект управления и система управления им, связанные друг с другом каналами обмена информацией.

На рисунке показан простейший контур замкнутой системы управления, осуществляющий управление по одному из элементов вектора целей (по одной цели, по одному контрольному параметру). Про обратные связи, формирование управляющего воздействия в следующих статьях.

Задача управления в своём существе — достичь целей, а равно — обнулить вектор ошибки управления.
Реально вектор ошибки не может быть сделан идеально нулевым как вследствие объективных причин, так и вследствие разного рода неточностей и запаздываний в процессе управления, которые обусловлены субъективными причинами в ходе организации управления. Соответственно этому обстоятельству реальное управление может протекать в одном из трёх режимов:

1. Нормальное управление - в нём реально ненулевые значения компонент вектора ошибки управления оцениваются как вполне приемлемые (они могут при этом находиться в пределах погрешности измерений - в этом случае достигаются значения так называемого «технического нуля» либо могут считаться приближённо равными нулю);
2. Допустимое управление - в нём реально ненулевые значения компонент вектора ошибки находятся в пределах, признаваемых допустимыми, но допустимое управление по своим характеристикам хуже, чем нормальное;
3. Аварийное управление — в нём те или иные компоненты вектора ошибки выходят за допустимые пределы, но катастрофа управления (необратимая потеря управления, повреждения, разрушение объекта управления или нанесением им ущерба элементам внешней среды) ещё не наступила. В режиме аварийного управления главной целью управления становится возвращение объекта хотя бы в режим допустимого управления.

Используемая литература:

Достаточно общая теория управления – Внутренний Предиктор СССР – Санкт-Петербург, 2011 – 464 с.

Мёртвая вода - Внутренний предиктор СССР - Китеж, 2004 - 492 с.

https://wiki-kob.ru/Замкнутая_система

https://wiki-kob.ru/Вектор целей управления

https://studopedia.org/Достаточно общая теория управления и прочие элементы КОБ