Кібернетика технічна
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Кібернетика технічна

Кібернетика технічна, науковий напрям, зв'язаний із застосуванням єдиних для кібернетики ідей і методів при вивченні технічних систем управління. До. т. — наукова основа комплексної автоматизації виробництва, розробки і створення систем управління на транспорті, іригаційних і газорозподільних системах, на атомних електростанціях, космічних кораблях і т.п. Проблема «чоловік — машина», що охоплює питання раціонального розподілу функцій між людиною і пристроями, що автоматично діють, в складних системах управління (у яких чоловік бере безпосередню участь як обов'язкову ланку системи), є одній з головних в До. т. Найбільше об'єднання функцій людини і автомата досягається в так званих кіборгах («кібернетичних організмах»), тобто пристроях з високою мірою симбіозу  у фізичних і інтелектуальних діях людини і технічних засобів автоматики. Кіборги, так само як і роботи-маніпулятори, знаходять усе більш широке вживання при управлінні об'єктами в недоступних або небезпечних для життя людини умовах. Участь людини в роботі автоматизованих систем управління привела до того, що, окрім фізіологічних особливостей людини-оператора, істотне значення стало набувати його психологічного стану. Так виник новий напрям наукових досліджень, найтіснішим чином пов'язане з До. т., — інженерна психологія, найважливішим завданням якої є розробка методів використання психофізіологічних особливостей людини при проектуванні і експлуатації складних людино-машинних систем управління.

загрузка...

  При вирішенні багатьох завдань (таких, наприклад, як навігація судів і літальних апаратів, створення вимірювальних і контрольних пристроїв, розробка автоматів, що читають, і ін.) фахівці в області До. т. прагнуть використовувати стосовно техніки управління дороги і прийоми, вироблені природою; це привело до формування великого самостійного напряму, пересічного з До. т., — біоніки .

  Одним з напрямів До. т. є розпізнавання образів . Системи, що розпізнають, застосовують не лише при створенні автоматів, що читають, але і при розпізнаванні і аналізі ситуацій, що характеризують стан технологічних процесів або фізичних експериментів, а також при розробці медичних автоматичних засобів діагностики і пр. ДО ДО. т. відноситься і ідентифікація об'єктів управління, тобто визначення динамічних характеристик керованих об'єктів на основі спостереження і виміру деяких їх параметрів і зовнішніх обурюючих дій. Розробка і дослідження різних методів ідентифікації є самостійним напрямом в До. т. ДО ДО. т. можна віднести також і дослідження в області теорії прогнозування і розробки автоматичних прогнозуючих пристроїв.

  Характерною особливістю розвитку До. т. в кінці 1960—начале 70-х рр. є широке використання обчислювальної техніки в технічних системах управління і у тому числі автоматизованих системах управління підприємством (АСУП). Створення таких систем — завдання складне і багатогранне; її науковою базою служить До. т., системотехніка, інформації теорія, кібернетика економічна, причому часто неможливо вказати грань між цими науковими напрямами. До. т. проводить дослідження і вирішує завдання, що відносяться головним чином до нижніх рівнів управління виробництвом (агрегатом, технологічним процесом і цеховою системою), а системотехніку робить упор на середні рівні управління (адміністративно-організаційне управління підприємством, комбінатом або галуззю), а також на автоматизацію процесів проектування і автоматизацію складних науково-експериментальних робіт (наприклад, при геофизичних і гідрофізичних дослідженнях і т.п.). Всі рівні управління тісно взаємозв'язані. Тому до створення автоматизованої системи управління личать як до єдиної цілісної проблеми, комплексно вирішуючи завдання проектування, розробки, виготовлення, випробування, наладки і експлуатації. При цьому беруть до уваги як чисто технічні, так і адміністративно-організаційні, економічні, соціальні, правові і етичні аспекти цієї цілісної проблеми. Створення АСУП вимагає великої попередньої організаційної і технічної підготовки. Організаційна підготовка — це перш за все алгоритмізація процесів і складання алгоритмів управління підсистемами і системою в цілому. Технічна підготовка полягає у виборі стандартних або (при необхідності) розробки нових технічних засобів (обчислювальних машин, пристроїв зображення інформації, пультів управління і т.д.), необхідних для ефективного функціонування АСУП.

  Унаслідок великої насиченості систем управління різнорідними технічними засобами зросло значення автоматичного контролю як засоби підвищення надійності функціонування систем. Рішення цієї задачі, так само як і загального завдання підвищення ефективності АСУП, значною мірою пов'язано з наданням людині-операторові необхідної узагальненої візуальної інформації. Для цієї мети створені різні засоби відображення інформації (знакові індикатори, мнемосхеми, світлові табло, установка промислового телебачення і спеціальні екрани, дія яких заснована на використанні оптоелектроніки, голографії і т.д.) з врахуванням психофізіологічних особливостей людини, що надають йому можливість брати активну участь в процесі управління.

  В більшості технічних систем управління відсутня апріорна інформація, необхідна для оптимального управління, і людина-оператор повинні нагромаджувати її в процесі експлуатації системи. Що тому вивчалися в теорії автоматичного управління різні адаптивні системи мають не менше значення і при розробці АСУП. У цьому виявляється спадкоємність і навіть деякий збіг завдань теорії автоматичного управління і К. т. Це ж твердження відноситься до дослідження динамічних властивостей АСУП (стійкості, точності управління і т.д.), тобто до проблематики, що визначає науковий вміст як До. т., так і теорії автоматичного управління.

  Наявність людини в системі управління зажадала вирішення багатьох нових завдань, які при вивченні систем автоматичного управління (САУ) не виникали. Зокрема, з'явилася необхідність вивчити інтелектуальну діяльність людини в процесі управління (логічний опис його функціонування, методи опису цілеспрямованої поведінки, процесу вчення і пр.) У зв'язку з різноманіттям завдань, що виникають при вивченні людино-машинних систем управління, потрібно було знайти узагальнювальні методи дослідження, з єдиної туги зору що охоплюють багато з цих завдань. Тому в 70-х рр. До. т. стала розвиватися у напрямі побудови і вивчення абстрактних моделей складних систем управління.

  Велике значення в До. т. набувають методи вирішення завдань стійкості, оптимальності, розпізнавання образів, дослідження кінцевих автоматів, а також економіко-математичних завдань, основна трудність яких полягає в наявності дуже великого числа взаємодіючих елементів (підсистем), що входять у відповідну складну систему. Основні дороги подолання цієї скрути — методи декомпозиції і методи агрегатування. Велике значення в До. т. має також проблема багатьох критеріїв, що полягає у виборі таких значень дій, що управляють, при яких всяке оптимальне значення, знайдене для кожної з підсистем, було б оптимальним (або субоптимальним) і для системи в цілому. Аналітичні методи вивчення складних систем мають велике значення для дослідження реальних систем управління виробництвом транспортом і т.д., але доки їх практичне вживання неможливе із-за надмірної складності завдань, і більш універсальними для детального вивчення складних технічних систем управління є (на 1972) методи моделювання. На відміну від традиційних методів моделювання — аналогового, цифрового або гібридного (цифро-аналогового), широко поширених при дослідженні систем автоматичного управління, при моделюванні систем «чоловік — машина» створюються спеціальні моделюючі комплекси і навіть моделюючі центри. У їх склад, окрім аналогових і цифрових обчислювальних машин, входять різні пристрої відображення інформації, спеціалізовані пульти, засоби зв'язку і ін., що дозволяють створити

для людини-оператора умови функціонування, найбільш наближені до реальних.

  Літ.: Івахненко А. Р., Технічна кібернетика, До., 1962; Теорія автоматичного регулювання, кн. 1 — 3, М., 1967 — 69; Технічна кібернетика в СРСР, М., 1968; Кібернетика і обчислювальна техніка, ст 1— Складні системи управління, До., 1969; Воронів А. А., Основи теорії автоматичного управління, ч. 3, М. — Л., 1970; Цянь Сюе-сень, Технічна кібернетика, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1956; Загальна теорія систем, пер.(переведення) з англ.(англійський) М., 1968; Дослідження по обший теорії систем, М., 1969.

  А. І. Кухтенко.