第一章管理系统工程概论2

1、3 控制论：研究系统调节与控制规律 一、产生背景 二战期间伦敦地面防空高射炮部队抱怨德国飞机性能越来越好，速度越来越快，高射炮很难准确击落只能增加数量建立炮火屏障，不加瞄准向天空发炮，让敌机自己撞上炮弹。 美国数学家维纳通过对大炮一雷达一收音机系统与鹰兔系统比较轮研究中创立控制理论。 1948年维纳发表了控制论的奠基性著作“控制论”，副标题是“关于在动物和机器中控制和通讯的科学” 火炮用牛顿力学思想和方法：发射前精确计算炮弹轨道，准确控制方向。对固体目标有效，对活动目标，就无能为力突然急转守，俯冲、炮弹是“瞎子”，只能按牛顿力学规则，沿预定轨道飞行。 经典力学方法缺陷暴露无遗要精确有效击落敌机

2、、需要新科学理念方法。“老鹰捉小呜”游戏启迪：鹰连奔跑迅速、反映敏捷的兔于也不能逃脱。不可能计算自己和目标运动轨迹飞行的。而是发现目标后先估计与兔子距离和相对位置以及方向，然后，眼睹盯住兔子不断向大脑投合兔子方位和距离，通过翅胳动作调整飞行方向和速度，缩小鹰与免子方位和距离羞、当距离羞为零时，兔子在劫难迹。 首先、鹰擒兔子是不断修正目标、接近日标动态过程，而不建立在初始条件下的轨道运行过程； 其次，通过系统的反馈控制，使目标的可能性空间缩小。通过眼睛、大脑和翅膀构成了控制反馈两个互联互动的系统，经典力学火炮没有自我调节机制。 第三，建立信息流是实现控制基础。对目标信息识别、传递、比较，对系统行

3、为调节、引导、控制都离不开信息 。 要使炮弹能准确击落高速灵活战斗机，要给炮弹装上“眼睛”，配上“大脑”，插上“趋膀”，经典科学家难以想象。 电脑高速发展，控制能力大大增强。现代化客机从起飞到降落做到全自动控制(无人驾驶)。飞机控制反馈回路已不是十几个，布满驾驶舱内上百个仪表显示器都是系统信息反馈通道，形成信息反馈多回路、多通道、多结点网络系统，对飞机整体状况、各子系统状态都有即时的、准确的把握。任何一个系统状态偏离正常许可范围、反馈回路反应和提示，控制和调节。重要反馈回路一旦失效、备用反馈回路就自动替代确保安全可靠。驾驶员充当配角或助手，人成了系统反馈第二通道，一道保险、应付突发事件或情况海

4、湾和科索沃战争期间， 多国部队轰炸机在激光的准确制导下实施准确轰炸，美国“爱国者”导弹在短短十几分钟里成功地拦截“飞毛腿导弹，美国“战斧式”导弹从遥远的海湾舰艇上发射从伊拉充首都巴格达某个重点目标窗口“钻进。已不是“老魔捉小鸡”，控制理念和方法没有变，但技术手段和装各有了巨大的发展。 目前，已扩展到化学控制论、生物控制论、社会控制论，以及智能控制(人工智能)。控制论与系统沦和信各论渗遭、交又和融合，为现代科学的整体化综合化和一体化提供了新的思维方法，并取得了令人注目的成果。维纳：1894年生在美国密苏里州犹太家庭。父亲是哈佛大学语言教授。维纳18岁获哈佛大学数学和哲学两个博士学位，“控制论”闻

5、名。1940年发现计算机大脑相似性。计算机是信息处理转换系统，只要能得到数据，能做任何事情。计算机不一定用齿轮，导线，轴，电机制成。麻省理工学院教授用石块和卫生纸卷制造一台简单计算机证实。1940年提出现代计算机设计原则：（1）不是模拟式，而是数字式；（2）由电子元件构成，减少机械部件；（3）采用二进制，不是十进制；（4）内部存放计算表；（5）在计算机内部存贮数据。1948年控制论出版，宣告科学诞生。自动控制系统：自动机器，神经系统、生命系统，经济社会系统。调节装置控制系统运转，维持自身稳定和系统目的。控制机构发出指令，控制信息传递到各部分（即控制对象），按指令执行后再把执行情况反馈回来，作为

6、下一步调整控制依据。 二 发展： 经典时期经典时期：50年代；代表作有钱学森45年美国发表工程控制论 研究单输出入线性控制系统规律，建立系统、信息、调节、控制、反馈、稳定性等概念。 重点：反馈控制，核心装置：自动调节器。 现代：现代：60年代。导弹、人造卫星，生物系统研究，使重点从单变量到多变量控制，从自动调节向最优控制，由线性系统向非线性系统转变。形成系统测辨、最优控制、自组织、自适应等现代控制理论 大系统理论大系统理论：70年代后。由工程控制论、生物控制论向经济控制论、社会控制论发展 (如宏观经济、资源分配、生态和环境、能源等)， 重点：大系统多级控制、分解协调原理、分散最优控制和大系统模

7、型降阶理论。三、概念 （1）控制：施控主体对受控客体能动作用，使受控客体根据施控主体预定目标动作，最终达到目标 （2）控制系统：施控主体、客体以及作用传递者组成的具有控制功能与行为的系统。正反馈：偏差趋大负反馈：经纠正，偏差趋小 控制系统分类： 反馈： 前馈反馈：未到扰动影响到输出量时，就预测，通过前馈装置送到系统调节，使输出量变化前就克服或减小扰动的影响尽可能在系统发生偏差前，根据预测信息，采取措施 A 自适应控制:系统外部环境和内部工作上条件发生不确定变化时,为达到预期控制目的，系统自动修止其原定策略的控制方法。 特点：只改变原定策略及其某些变量而不改变策略结构。 功能：能够自动地测量和分

8、析环境、对象和特性 根据测得的信息作出决策，改变调节规律以便保持系统的稳定与最促控制。 主要形式：变增益自适应轻制系统、模型参考自适应护制系统、自纠正控制系统、直接优化目标函数自适应摔制系统， 应用：预测 加权移动平均法：Y3估w1Y1+w2Y2 调整权重，降低误差 wi=wi+2ket+1Yt-i+1 K: 学习常数max121niiyk预测于实际误差预测值有时间数列为1、2，3，4，5；，预测公式如上设初始权数为w10.6 w20.4 i=1,2 k1/42+52=0.024时间数列为1、2，3，4，5； Y3估w1Y2+w2Y1 设初始权数为w10.6 w20.4 i=1,2 k0;故，

9、欲ds 0， 必须dse2。成立集团后,生产要素的集中,形成规模效益。 (4)信息协同。企业集团内的信息协同,不仅仅是指集团企业内部的信息共享,而且还存在着信息互补的效应,这里的信息涉及面较宽,如市场信息、产品开发信息、生产计划信息、库存信息、产品销售信息等等。 (5)管理协同。管理协同主要是指如下几个方面,一是管理方法、管理手段的共享;二是集团内管理的统一性、一致性等等;三是涉及企业文化等其它方面的交流、协同。企业集团的协同效应 (6)业务协同。这里的业务主要是指企业的供应(包括物流及零部件的供应)和销售业务,集团内部企业可以共享原有各企业的业务通道,这样可降低各企业的生产成本。 (7)技术协同。一般来讲,集团内部每个成员企业在技术上都有自己的特长,这些特长构成各自的核心竞争力。但在单个企业时,其技术特长是局部的,其核心竞争力是有限的。组建企业集团后,就可以协同大家的技术特长,综合各自的核心竞争力,形成合力。 (8)其它协同。除了上述协同外,还有很多其它方面的协同效应,如:无形资产方面还有很多协同,比如品牌的协同等。在有形资产方面还有企业地理位置的协同等。 第七节突变理论：系统量变到质变规律 1972年法国数学家托姆 在某连续变化因素作用下，会导致非连续的突变行为的发生。 在参与管理项目实施过程中，某些人员的行为