【教学课件】第四章系统的概念与性质.ppt

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1、第四章 系统的概念与性质为了达到某种目的相互联系的部件的集合1 1概念的形成l l起源于起源于起源于起源于3030年代年代年代年代l l系统的一些固有性质与个别系统的特殊性无关系统的一些固有性质与个别系统的特殊性无关系统的一些固有性质与个别系统的特殊性无关系统的一些固有性质与个别系统的特殊性无关l l在二次世界大战前不久在二次世界大战前不久在二次世界大战前不久在二次世界大战前不久l l路德维希路德维希路德维希路德维希 冯冯冯冯 倍塔朗菲提出了一般系统概念和一般系统理倍塔朗菲提出了一般系统概念和一般系统理倍塔朗菲提出了一般系统概念和一般系统理倍塔朗菲提出了一般系统概念和一般系统理论论论论l l1

2、9541954年年年年l l建立了一般系统理论促进协会建立了一般系统理论促进协会建立了一般系统理论促进协会建立了一般系统理论促进协会l l19571957年年年年l l美国人古德写的美国人古德写的美国人古德写的美国人古德写的“系统工程系统工程系统工程系统工程”l l解决许多社会、经济、工程今的共同问题，如能观性、能测解决许多社会、经济、工程今的共同问题，如能观性、能测解决许多社会、经济、工程今的共同问题，如能观性、能测解决许多社会、经济、工程今的共同问题，如能观性、能测性、可控性、可靠性、稳定性最佳观察等。性、可控性、可靠性、稳定性最佳观察等。性、可控性、可靠性、稳定性最佳观察等。性、可控性、

3、可靠性、稳定性最佳观察等。l l7070年代年代年代年代l l计算机使其有了充分实现的可能性计算机使其有了充分实现的可能性计算机使其有了充分实现的可能性计算机使其有了充分实现的可能性2 2系统的定义3 3系统的特点l l系统是由部件组成的，部件处于运动状态系统是由部件组成的，部件处于运动状态l l部件之间存在着联系部件之间存在着联系l l系统行为的输出也就是对目标的贡献，系系统行为的输出也就是对目标的贡献，系统各主量和的贡献大于各主量贡献之和，统各主量和的贡献大于各主量贡献之和，即系统的观点即系统的观点1+12l l系统的状态是可以转换的，在某些情况下系统的状态是可以转换的，在某些情况下系统有

4、输入和输出，系统状态的转换是可系统有输入和输出，系统状态的转换是可以控制的。以控制的。4 4系统的分类(综合复杂程度)l l从系统的综合复杂程度方面考虑 三类九等5 5系统的分类(抽象程度)l l按照系统的抽象程度分类l l概念系统、逻辑系统和实在系统概念系统、逻辑系统和实在系统l l帮助我们在构造系统的时候从概念上由浅入深，条理清楚，步骤扼要6 6系统的分类(系统功能)l l按照系统功能来分类l l社会系统、经济系统、军事系统、企业管理系社会系统、经济系统、军事系统、企业管理系统等。统等。l l功能是系统的核心7 7系统的分类(和外界的关系)l l按系统和外界的关系分类l l封闭系统和开放系

5、统封闭系统和开放系统l l封闭式系统和开放式系统性质不一样l l可以互相转化8 8系统的分类(和外界的关系)l l按系统内部结构分l l开环系统开环系统(一般开环系统和前馈开环一般开环系统和前馈开环)l l闭环系统闭环系统(单闭环和多重闭环系统单闭环和多重闭环系统)9 9如何评价系统的性能？q目标明确目标明确目标明确目标明确评价系统性能好坏的第一个指标是系统目标是否明评价系统性能好坏的第一个指标是系统目标是否明确合适，系统运行后对系统目标能产生多大的贡献。确合适，系统运行后对系统目标能产生多大的贡献。q结构合理结构合理结构合理结构合理一个系统通常由若干个子系统组成，子系统的联接一个系统通常由若

6、干个子系统组成，子系统的联接方式组成系统的结构。实现系统目标要求有良好的方式组成系统的结构。实现系统目标要求有良好的系统结构：联接清晰、路径通畅，冗余少等。系统结构：联接清晰、路径通畅，冗余少等。q接口清楚接口清楚接口清楚接口清楚子系统之间的接口、系统和外部的接口应定义清楚。子系统之间的接口、系统和外部的接口应定义清楚。q能观能控能观能控能观能控能观能控通过接口，外界可以输入信息，控制系统的行为，通过接口，外界可以输入信息，控制系统的行为，并通过输出观测系统的行为。只有系统能观能控，并通过输出观测系统的行为。只有系统能观能控，系统才会有用，才会对目标作出贡献。系统才会有用，才会对目标作出贡献。

7、1010系统的计划与控制计划是一个预定的行动路线，它表示出目标和为计划是一个预定的行动路线，它表示出目标和为计划是一个预定的行动路线，它表示出目标和为计划是一个预定的行动路线，它表示出目标和为达到这些目标所必须的行动达到这些目标所必须的行动达到这些目标所必须的行动达到这些目标所必须的行动。任何组织都有计划，只不过这种计划是否正式而任何组织都有计划，只不过这种计划是否正式而已，非正式的计划容易造成不一致和不完全，正已，非正式的计划容易造成不一致和不完全，正式正式计划不仅可以作为行动的纲领，而且也是式正式计划不仅可以作为行动的纲领，而且也是执行结果的评价基础。执行结果的评价基础。计划是由远至近，由

8、面至点分层进行的，一个系计划是由远至近，由面至点分层进行的，一个系统的计划一般分为战略计划（年及以上）、策统的计划一般分为战略计划（年及以上）、策略计划（年）、运行计划（月）、略计划（年）、运行计划（月）、调度和发放（现时）几层。如调度和发放（现时）几层。如:三峡工程施工计划三峡工程施工计划也按上述分层制定和实施。也按上述分层制定和实施。1111系统的计划与控制系统计划是一项系统工程性的工作，有时也是耗时系统计划是一项系统工程性的工作，有时也是耗时耗资最多的工作耗资最多的工作 。由于计划的一些固有特性，使得。由于计划的一些固有特性，使得这项工作不能很好地进行，并且用手工制定及维护这项工作不能很

9、好地进行，并且用手工制定及维护一个计划非常困难，大型完善的计划需要管理信息一个计划非常困难，大型完善的计划需要管理信息系统的支持。系统的支持。计划是一项很困难的认识活动；计划是一项很困难的认识活动；计划是一项阐明未来不确定性的工作；计划是一项阐明未来不确定性的工作；计划减少了行动的自由，受约束者不愿要计划；计划减少了行动的自由，受约束者不愿要计划；计划在计算上是冗长乏味的。计划在计算上是冗长乏味的。计划有时不被重视，没有很好地实施。计划有时不被重视，没有很好地实施。1212计划2006032020060320l l21世纪是个计划的世纪，没有计划了做不到的事情，也没有没计划做到的事情l l计划

10、中的概念1313计划的层次1414当前设备运行的顺序是什么？当前设备运行的顺序是什么？社会主义市场经济条件下，仍然需要很好地重视管理社会主义市场经济条件下，仍然需要很好地重视管理社会主义市场经济条件下，仍然需要很好地重视管理社会主义市场经济条件下，仍然需要很好地重视管理中的计划工作，实际上，阿波罗登月的成功也是计划中的计划工作，实际上，阿波罗登月的成功也是计划中的计划工作，实际上，阿波罗登月的成功也是计划中的计划工作，实际上，阿波罗登月的成功也是计划技术的成功。技术的成功。技术的成功。技术的成功。系统计划的第一步是系统计划的第一步是系统计划的第一步是系统计划的第一步是设置目标设置目标设置目标设

11、置目标，应正确区分计划中常，应正确区分计划中常，应正确区分计划中常，应正确区分计划中常见的几个名词：见的几个名词：见的几个名词：见的几个名词：使命使命使命使命（总体目标）、（总体目标）、（总体目标）、（总体目标）、目的目的目的目的和和和和目标目标目标目标（什（什（什（什么目标，一般到具体）、么目标，一般到具体）、么目标，一般到具体）、么目标，一般到具体）、战略战略战略战略、计划计划计划计划和和和和预算预算预算预算（如何实（如何实（如何实（如何实现目标）等；接着要进行现目标）等；接着要进行现目标）等；接着要进行现目标）等；接着要进行概念分析概念分析概念分析概念分析，描述系统的主要，描述系统的主要

12、，描述系统的主要，描述系统的主要特征；然后在使命和要求分析的基础上，进行系统的特征；然后在使命和要求分析的基础上，进行系统的特征；然后在使命和要求分析的基础上，进行系统的特征；然后在使命和要求分析的基础上，进行系统的功能分析和要求分配功能分析和要求分配功能分析和要求分配功能分析和要求分配；紧接着是进行比较研究和有效；紧接着是进行比较研究和有效；紧接着是进行比较研究和有效；紧接着是进行比较研究和有效性分析，得到性分析，得到性分析，得到性分析，得到最佳的系统选择最佳的系统选择最佳的系统选择最佳的系统选择；最后是；最后是；最后是；最后是开发物理系统开发物理系统开发物理系统开发物理系统。1515系统计

13、划过程1616系统计划的困难l l计划是一项很困难的认识活动。计划是一项很困难的认识活动。l l计划是一项阐明未来不确定性的工作计划是一项阐明未来不确定性的工作l l计划减少了行动的自由受约束者不愿要计划。计划减少了行动的自由受约束者不愿要计划。l l计划是一项很紧张的工作。计划是一项很紧张的工作。l l计划在计算上是冗长乏味的。计划在计算上是冗长乏味的。l l计划做了，常常是放到一边无用。计划做了，常常是放到一边无用。1717系统的控制控制是测量实际和计划的偏差，并采取校正行动。控制是测量实际和计划的偏差，并采取校正行动。系统的控制过程如下图所示：系统的控制过程如下图所示：系统的典型环节有比

14、例环节、延迟环节、惯性环节和振荡环节。为了控制系统的性能，常常要对系统结构进行改变，有分解、归并和解耦等三种方法。解耦的办法有三种：缓冲库存、松弛资源和接口标准化。任何系统为实现其目标均要进行计划与控制。输入输出系统系统测量装置测量装置控制装置控制装置反馈1818l l不同的控制会产生不同的效果1919振荡环节的三种输出2020为了控制系统的性能，对系统结构进行为了控制系统的性能，对系统结构进行三种改变：三种改变：分解、归并和解耦l l分解就是把一个大系统按各种原则，把它分解为子系分解就是把一个大系统按各种原则，把它分解为子系统。统。l l归并是把联系密切的子系统合并到一起，减少子系统归并是把联系密切的子系统合并到一起，减少子系统之间的联系，使接口简化并且清楚。之间的联系，使接口简化并且清楚。l l解耦是相互联系很密切的子系统加进一些缓冲环节，解耦是相互联系很密切的子系统加进一些缓冲环节，使它们之间的联系减弱，相互依赖性减少。使它们之间的联系减弱，相互依赖性减少。2121解耦的方法l l应用缓冲l l松弛资源l l应用标准2222