CC BY
2
Макеева О.В., к.техн.н.
доцент
кафедра «Естественнонаучных дисциплин и инженерных технологий» Кузьмин О.В., к.техн.н.
доцент
кафедра «Естественнонаучных дисциплин и инженерных технологий»
Московский областной казачий институт
технологий и управления (филиал) ФГБОУВО «МГУТУ им. К.Г. Разумовского (ПКУ)»
Россия, г. Волоколамск
АНАЛИЗ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННО-КИБЕРНЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Статья посвящена рассмотрению положений структурно-функционального анализа информационно-кибернетических систем. Рассмотрены типы систем, базовые принципы структурообразования и представление характеристик дифференциальными уравнениями.
Ключевые слова: информационно-кибернетические системы, нелинейные дифференциальные уравнения.
The Article is dedicated to consideration of the positions structured-functional analysis information-cybernetic systems. The Considered types of the systems, base principles of the structurization and presentation of the features by differential equations.
Анализ информационно-кибернетических систем предполагает выявление свойств эмерджентности и эффективности функционирования. Анализу, обычно, подвергают реально существующие системы или системы, полученные в результате их синтеза по определенным критериям. В последнем случае анализ называют послеоптимизационным [1].
Каждая задача анализа и синтеза задается множеством исходных данных в М-мерном математическом пространстве D c подмножествами Dm (область определения системы, ограничения, показатели эффективности, критерии оптимальности, методы решения задач анализа и т.п.) мощностью Nm каждое. При этом полная мощность множества D (общее количество возможных комбинаций исходных данных) будет определять числом:
Nd =П Nm =vM, m = 1,.M, (1)
где v- геометрическое среднее мощностей подмножеств Dm.
Очевидно, что число ND очень быстро растет с увеличением размерности М пространства, существенно затрудняя решения задач анализа и синтеза.
ИК-систему называют линейной (линеаризованной), если все ее элементы и система в целом описываются линейными уравнениями. Любая
линейная система в непрерывном времени может быть математически представлена во временной области - весовой функцией кв комплексной области - передаточной функцией Ж(р) и в частотной области - частотной передаточной функцией С использованием прямых (Ь, Р) и обратных
(Ь-1, Р-1) преобразований Лапласа и Фурье названные функции можно однозначно преобразовывать друг в друга.
Определяющим при линейном анализе ИК-систем является понятие передаточной функции - отношение выхода у(р) системы к ее входу х(р), представленное в операторной форме:
ж (р)=^
Ар). (2)
Передаточные функции линейных систем образуются составом и способом взаимодействия элементов/частей системы.
Линейная система может быть создана с применением следующих основных типовых линейных звеньев:
- усилительного с Жу (р) К, где К - коэффициент усиления звена;
- дифференцирующего с Ж (р) = р;
Ж (р) = -
- интегрирующего с р ;
- форсирующего (так называемого реального дифференцирующего звена) с ж (р) = (0р + 1, где в - постоянная времени звена;
- апериодического (так называемого реального интегрирующего звена)
Жа (р) = (Тр+1) т с J, где Т - постоянная времени звена.
- колебательного (так называемого апериодического второго прядка) с
Жк (р) = 2 2 1-
(Т2р + Т1р +1), где Т2 и Т1 - постоянные времени звена.
Практическое создание модульной конструкции линейной системы из типовых звеньев предполагает использование базовых принципов структурообразования:
- на основе принципа последовательности действий образуются ИК-системы с последовательной структурой, передаточная функция которых находится как произведение передаточных функций последовательно соединенных звеньев:
Жш (р) = №(р), п е1,...,N; (3)
- реализация принципа одновременности действий позволяет создавать системы с параллельной структурой, передаточная функция которых образуется суммой входящих звеньев:
(р) = £К(р), п е 1,...,N; (4)
- с использованием принципа обратной связи создаются замкнутые (следящие) системы с передаточной функцией:
(р)=
Щв (р)
1 ± щв (р)шш (р)
где Wпр(p), Wобр(p) - передаточные функции прямой и обратной цепей в структуре системы, причем знак «+» соответствует отрицательной, а знак «-» - положительной обратной связи в ИК системе.
В практических ситуациях на этапах обоснования целесообразности и разработки систем, как правило, для структурообразования используют комбинации названных принципов, соответствующих конкретной задаче создания и применения линейной системы в определенной предметной области.
Использование нелинейных дифференциальных уравнений для описания реальных систем и элементов определяется необходимостью более адекватного представления нелинейностей реальных характеристик элементов ИК-систем. Опыт теоретического и экспериментального исследования нелинейностей позволяет классифицировать и типизировать нелинейные звенья для удобства и простоты применения математических методов нелинейного анализа ИК-систем.
Типовые статические характеристики нелинейных звеньев принято представлять следующими группами.
Звенья с линейно - однозначными характеристиками:
- звено типа «зона нечувствительности» со статической характеристикой вида
0, где |х| < х0,
У( х) =
к(х - х0) где х > х0, к(х + х0) где |х| < -х0.
(6)
- звено типа «ограничение» (или «насыщение») со статической характеристикой вида
кхгде |х| < х0,
У( х):
у0 где |х| > х0.
(7)
Характеристика этого типа может быть дополнена зоной нечувствительности, как у предыдущего звена. В результате такого дополнения образуется звено типа «ограничение с зоной нечувствительности».
Динамические характеристики нелинейных звеньев математически представляются дифференциальными уравнениями, в которых переменными могут быть параметры, например,
- постоянная времени апериодического звена:
У( Р) =
х(Р)
Т (р) р +1
(8)
где
а
р = ~Г.
а _
оператор Лапласа и дифференцирования;
- запаздывание т(х): y(p x(pP)e ;
- смещение частоты П(х): ЯЛ®"«)) = ■
- смещение фазы 9(х): Л'= '@)e'1в"" и комбинации такого рода возможностей.
Результаты решения нелинейных уравнений графически представляют в информационно-фазовых пространствах состояний и переходов.
Использованные источники:
1. Глазов Б.И. Системология информационных отношений в сфере управления. Монография. Издание 2-е, дополненное и переработанное. М.: ВА РВСН им. Петра Великого, 2010 г., 365 с.
2. Глазов Б.И. Теория информации. Учебное пособие. М.: ВА РВСН им. Петра Великого, 2011 г., 222 с.
Малышева О.О. магистрант 2 курса экономический факультет ФГБОУВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва» Российская Федерация, г. Саранск ЭТНОТУРИЗМ КАК ФАКТОР ИНТЕНСИВНОГО СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ РЕГИОНА И ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЖИЗНИ НАСЕЛЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ РЕСПУБЛИКИ
МОРДОВИЯ)
Аннотация. Этнокультурный туризм представляет собой заманчивое для многих стран мира направление культурно-познавательного туризма. Обладая поистине уникальным этническим богатством, Республика Мордовия, как полагает автор, в силах достичь больших успехов в развитии туристической сферы, превратив свои конкурентные преимущества в импульсы интенсивного экономического роста. В статье рассмотрены основные показатели деятельности туристских фирм, перспективные туристические направления региона, а также пути совершенствования государственной политики в данной области.
Ключевые слова: этнотуризм, финно-угры, туристская фирма, туроператор, инфраструктура, меры государственного регулирования.
Malysheva O. O,
2th year master's courses' student of the Economics Faculty, Ogarev
Mordovian State University, Russia, Saransk ETHNOTOURISM AS A FACTOR OF INTENSIVE REGION'S SOCIAL AND ECONOMIC DEVELOPMENT AND OF IMPROVING THE QUALITY OF LIFE (ON THE EXAMPLE OF THE REPUBLIC
OF MORDOVIA)
