Избранное. Том 2

Смысл этого закона целиком определяется спецификой взаимосвязи системы и внешней среды. Регулятор как бы дифференцирует все «шумы» окружающей среды на полезную и бесполезную информацию и ограждает систему от излишнего разнообразия. Чем мощнее фильтр-регулятор, тем меньше неопределенности в системе, тем более она детерминирована. Но, чтобы выполнять эти функции, регулятор сам должен обладать необходимым разнообразием.

Необходимое разнообразие регулятора находится в прямой зависимости от разнообразия возмущений внешней среды и в обратной – от допустимого разнообразия самой кибернетической системы. Соотношение количества разнообразия во внешней среде, регуляторе и системе выражается следующей формулой:

где Н_m – разнообразие возмущений внешней среды, H_s – допустимое разнообразие системы, Н_с – разнообразие регулятора.

В реальных ситуациях чувствительность регулятора всегда имеет некоторый предел. Это в свою очередь накладывает определенные объективные ограничения на разнообразие системы. При заданном разнообразии внешней среды сумма логарифмов разнообразия регулятора и регулируемой системы есть величина постоянная. Следовательно, если регулятор использовал всю свою «пропускную способность» и она оказывается все равно меньшей, чем разнообразие внешней среды, система сама должна обладать необходимым разнообразием состояний, чтобы предохранить себя от разрушения.

Зачастую в сознательно регулируемых системах происходит переоценка возможностей управляющего органа. Создается идеальная модель регулятора с разнообразием, превышающим его реальные возможности. На величину этой переоценки «способностей» регулятора занижается допустимое разнообразие системы. Это вносит определенную дезорганизацию в процесс управления, ибо на практике управляющий орган не справляется со всем разнообразием возмущений, которое ему необходимо оценить при принятии решений. Переполнение регулятора избыточной для его возможностей информацией приводит к возникновению в ряде случаев феномена «псевдорегулирования», т. е. такого регулирования, которое на самом деле не уменьшает неопределенности в управляемой системе.

В отличие от модели управления с разомкнутым циклом модель управления с замкнутым циклом (с обратной связью) обеспечивает компенсацию всех возмущений, независимо оттого, определены ли их причины.

Механизм обратных связей начинает действовать, когда возмущение вызывает отклонение регулируемой величины от заданного значения. Для возникновения компенсирующего сигнала важен сам факт отклонения, а не его причина. Это в известной мере оберегает и управляемый объект, и управляющий орган от излишней информации в процессе конкретной реализации управляющих функций. В относительно простых системах компенсирующие реакции довольно однообразны и сама их мощность невелика, поскольку механизм обратных связей, как правило, используется здесь для компенсации так называемых малых возмущений. Возмущения высокой интенсивности требуют от системы специального анализа возникшей ситуации, а при необходимости и пересмотра всей стратегии поведения, включая режим работы механизма обратных связей.

Сопоставление моделей регулирования по разомкнутому циклу и по циклу с обратной связью показывает, что принципиальным моментом, позволяющим четко разграничить эти две модели решения проблемы стабилизации режима функционирования, является то обстоятельство, что в первой компенсирующие реакции вырабатываются на основе анализа факторов, воздействующих на вход системы, а во второй – оценивается выход системы. Иными словами, либо управляющий орган уделяет основное внимание построению модели в желаемых (по форме и интенсивности) входных параметрах и затем, сопоставляя эту модель с реальной ситуацией на входе, вырабатывает стратегию; либо строится идеальная модель выхода, и управление осуществляется по отклонению фактических результатов от конечной целевой установки.

В общем виде подход к управлению с позиций результатов управляющих воздействий (выхода системы) представляется более естественным. Тем не менее, в крайних ситуациях – при сильной неопределенности желаемых результатов (слишком общих представлениях управляющего устройства о модели выхода системы) или, наоборот, при возможности четко сформулировать цель системы и очевидности путей ее достижения – ориентация на управление входными параметрами системы может дать известный выигрыш. Такой подход к оценке различных схем управления позволяет, на наш взгляд, сделать два вывода.