Параметрическое исследование и факторный анализ систем управления

Понятие «параметрический анализ» объединяет несколько терминов, используемых при проектировании систем:

- анализ — определение свойств выходных параметров и характеристик проектируемого объекта при известных структуре объекта и числовых значениях параметров его элементов;

- одновариантный анализ — проектная процедура, заключающаяся в определении вектора выходных параметров исследуемого объекта и/или установившихся значений фазовых переменных или их зависимостей от времени при заданных значениях внутренних и внешних параметров;

- многовариантный анализ, — проектная процедура, сводящаяся к многократному выполнению одновариантного анализа;

- критерии оптимальности — правило, по которому осуществляется оценка качества сравниваемых альтернатив (в частности, проектных решений).

Исходя из вышеперечисленных определений, параметрический анализ системы можно определить как многовариантный анализ, направленный на изучение влияния внешних и внутренних параметров системы на качество ее функционирования, определяемое с помощью прямых и косвенных критериев качества, конечной целью которого является выявление областей в пространстве параметров, обеспечивающих приемлемое качество системы. При этом выдвигается требование вычислительной эффективности процедур реализации параметрического анализа.

Обзор оценок качества позволяет выделить две группы задач анализа качества систем:

- устойчивость системы — показатель, носящий качественный характер, который количественно оценивается с помощью запаса устойчивости;

- количественные прямые и косвенные оценки поведения динамической системы.

Параметрический анализ систем предполагает проведение исследований влияния параметров системы на указанные группы их свойств.

Он обобщает результаты структурного, функционального и информационного анализа и выполняется с целью оценки эффективности системы управления на основе определения количественных значений ее показателей. Объектами исследования параметрического анализа являются частные и обобщенные показатели системы, образующие иерархическую структуру.

Верхнему уровню такой структуры соответствуют показатели, определяющие внешние свойства анализируемой системы и позволяющие оценить ее влияние на эффективность решения задач надсистемой более высокого уровня, а нижним уровням будут соответствовать отдельные частные показатели элементов системы управления.

Общая процедура параметрического анализа включает следующие операции:

- определение объекта анализа;

- выделение показателей исходного и общесистемного уровней;

- разработку методов и средств для определения показателей;

- разработку методов оценки показателей;

- планирование анализа объекта исследования;

- предварительную оценку состояния объекта;

- измерение и оценка показателей всех уровней исследования объекта;

- оформление результатов анализа.

Под факторным анализом понимается методика комплексного и системного изучения и измерения воздействия факторов на величину результативных показателей.

В общем случае можно выделить следующие основные этапы факторного анализа: