Bài giảng Lý thuyết hệ thống và điều khiển học (Phần 1)

Bài giảng cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản về lý thuyết hệ

thống và điều khiển học. Nội dung bài giảng gồm năm chương:

Chương 1: Những khái niệm cơ bản về hệ thống

Chương 2: Tiếp cận các hệ thống phức tạp

Chương 3: Điều khiển và quản lý các hệ thống phức tạp

Chương 4: Một số bài toán điều khiển tối ưu quan trọng

Chương 5: Tổ chức xây dựng và quản lý hệ thống kinh tế

pdf 87 trang phuongnguyen 2700
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Lý thuyết hệ thống và điều khiển học (Phần 1)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Lý thuyết hệ thống và điều khiển học (Phần 1)

Bài giảng Lý thuyết hệ thống và điều khiển học (Phần 1)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG 
KHOA HỆ THỐNG THÔNG TIN KINH TẾ 
BÀI GIẢNG 
LÝTHUYẾT HỆ THỐNG VÀ ĐIỀU KHIỂN 
HỌC 
 Biên soạn: Nguyễn Văn Huân 
 Vũ Xuân Nam 
 Nguyễn Thu Hằng 
TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ - 2012 
 1
MỤC LỤC 
MỤC LỤC ......................................................................................................................... 1 
DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU .............................................................................. 5 
LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 7 
Chương 1 ........................................................................................................................... 8 
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ............................................................. 8 
1.1 Quan niệm về hệ thống ............................................................................................. 8 
1.2 Mô tả hệ thống ........................................................................................................ 11 
1.2.1 Phần tử của hệ thống ........................................................................................ 11 
1.2.2 Liên kết giữa các phần tử của hệ thống và tính trội của hệ thống ...................... 13 
1.2.3 Hệ thống con và sự phân cấp của hệ thống ....................................................... 14 
1.2.4 Môi trường và hệ thống .................................................................................... 15 
1.2.5 Mục tiêu và chức năng của hệ thống................................................................. 17 
1.2.6 Tính cưỡng bức của hệ thống và hệ thống bị cưỡng bức ................................... 18 
1.3 Các đặc trưng của hệ thống ..................................................................................... 19 
1.3.1 Cấu trúc của hệ thống ....................................................................................... 19 
1.3.2 Hành vi của hệ thống ...................................................................................... 22 
1.3.3 Quan hệ giữa cấu trúc và hành vi ..................................................................... 23 
1.4 Các bài toán cơ bản về hệ thống .............................................................................. 24 
1.4.1 Bài toán phân tích hệ thống .............................................................................. 24 
1.4.2 Bài toán tổng hợp hệ thống .............................................................................. 25 
1.4.3 Bái toán chiếc hộp đen ..................................................................................... 26 
1.5 Một số hệ thống quan trọng trong tin học và quản lý ............................................... 27 
1.5.1. Hệ thống máy móc .......................................................................................... 27 
1.5.2. Con người và xã hội ........................................................................................ 28 
1.5.3 Hệ thống kinh tế xã hội .................................................................................... 28 
1.5.4. Hệ thống thông tin quản lý .............................................................................. 28 
1.5.5. Hệ thống người máy ........................................................................................ 29 
1.5.6. Ôtômát hữu hạn .............................................................................................. 29 
1.5.7. Ngôn ngữ hình thức ........................................................................................ 30 
1.6. Kết luận ................................................................................................................. 31 
Chương 2 ......................................................................................................................... 33 
TIẾP CẬN CÁC HỆ THỐNG PHỨC TẠP ...................................................................... 33 
2.1 Đặt vấn đề .............................................................................................................. 33 
2.2 Thế nào là một hệ thống phức tạp ........................................................................... 34 
2.3 Tiếp cận các hệ thống phức tạp ............................................................................... 36 
2.3.1 Mục đích nghiên cứu ........................................................................................ 37 
 2
2.3.2 Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 37 
2.3.3 Mức độ nghiên cứu về hệ thống ....................................................................... 37 
2.3.4 Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 38 
2.4 Các nguyên lý tiếp cận hệ thống.............................................................................. 38 
2.4.1 Nguyên lý 1 ..................................................................................................... 38 
2.4.2 Nguyên lý 2 – Nguyên lý phân cấp ................................................................... 46 
2.4.3 Nguyên lý 3- Nguyên lý cân bằng nội .............................................................. 48 
2.4.4 Nguyên lý 4 – Nguyên lý bổ sung ngoài ........................................................... 53 
2.5 Kết luận .................................................................................................................. 55 
Chương 3 ......................................................................................................................... 57 
ĐIỀU KHIỂN VÀ QUẢN LÝ CÁC HỆ THỐNG PHỨC TẠP ......................................... 57 
3.1 Thông tin và điều khiển học .................................................................................... 57 
3.1.1 Thông tin là gì? ................................................................................................ 57 
3.1.2. Khái niệm về thông tin kinh tế ........................................................................ 60 
3.1.3. Phân loại thông tin kinh tế ............................................................................... 60 
3.1.4. Cách đánh giá thông tin kinh tế ....................................................................... 65 
3.1.5 Điều khiển học là gì? ....................................................................................... 66 
3.1.6 Nội dung của điều khiển học ............................................................................ 68 
3.1.7 Ứng dụng của điều khiển học ........................................................................... 68 
3.1.8 Điều khiển học kinh tế là gì? ............................................................................ 69 
3.1.9 Các hình thái của chủ thể quá trình kinh tế ....................................................... 70 
3.1.10 Các nguồn lực được sử dụng trong quá trình kinh tế ....................................... 71 
3.2 Hệ thống điều khiển ................................................................................................ 73 
3.2.1 Định nghĩa 1 .................................................................................................... 73 
3.2.2 Định nghĩa 2 .................................................................................................... 73 
3.3 Quá trình điều khiển ............................................................................................... 75 
3.3.1 Xác định mục tiêu điều khiển ........................................................................... 75 
3.3.2 Nghiên cứu các đặc trưng của đối tượng điều khiển ......................................... 75 
3.3.3 Chọn tác động điều khiển ................................................................................. 76 
3.3.4 Điều chỉnh ....................................................................................................... 77 
3.4 Các nguyên lý điều khiển hệ thống phức tạp ........................................................... 77 
3.4.1 Nguyên lý thông tin phản hồi ........................................................................... 77 
3.4.2 Nguyên lý đa dạng tương xứng ........................................................................ 78 
3.4.3 Nguyên lý phân cấp ......................................................................................... 79 
3.4.4 Nguyên lý dự trữ .............................................................................................. 80 
3.4.5. Nguyên lý bổ sung ngoài ................................................................................. 81 
3.5 Một số loại hình điều khiển ..................................................................................... 82 
3.5.1 Điều khiển theo mục tiêu cố định ..................................................................... 82 
3.5.2 Điều khiển theo chương trình ........................................................................... 82 
 3
3.5.3 Điều khiển săn đuổi ......................................................................................... 83 
3.5.4 Điều khiển tối ưu ............................................................................................. 84 
3.5.5 Điều khiển trực tiếp và gián tiếp ....................................................................... 84 
3.6 Kết luận .................................................................................................................. 85 
Chương 4 ......................................................................................................................... 87 
MỘT SỐ BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU QUAN TRỌNG ........................................ 87 
4.1 Đặt vấn đề .............................................................................................................. 87 
4.2 Điều khiển tối ưu của hệ động cỡ lớn nhiều bước .................................................... 89 
4.3 Điều khiển tối ưu mờ .............................................................................................. 92 
4.3.1 Vấn đề ............................................................................................................. 92 
4.3.2 Một số khái niệm cơ bản trong lý thuyết mờ..................................................... 92 
4.3.3 Bài toán tối ưu mờ ........................................................................................... 96 
4.4 Bài toán tối ưu mờ trong quản lý ........................................................................... 101 
4.4.1 Bài toán tối ưu đa mục tiêu............................................................................. 103 
4.4.2 Tìm tập Pareto ............................................................................................... 104 
4.4.3 Xử lý tập Pareto ............................................................................................. 104 
4.5 Tối ưu đa mục tiêu của một hệ phân cấp ............................................................... 106 
4.6 Kết luận ................................................................................................................ 107 
4.6.1 Về bài toán cỡ lớn và nhiều bước ................................................................... 108 
4.6.2 Về bài toán tối ưu mờ ..................................................................................... 108 
4.6.3 Về bài toán tối ưu đa mục tiêu ........................................................................ 109 
Chương 5 ....................................................................................................................... 110 
TỔ CHỨC XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG KINH TẾ ................................... 110 
5.1 Khái niệm về quản lý hệ thống .............................................................................. 110 
5.1.1 Đặc điểm chung nhất của các hệ thống quản lý .............................................. 111 
5.1.2 Quy trình quản lý ........................................................................................... 111 
5.2 Khái niệm hệ thống kinh tế ................................................................................... 112 
5.3. Mô hình tổng quát nền kinh tế quốc dân ............................................................... 113 
5.3.1. Mô tả về mô hình .......................................................................................... 113 
5.3.2. Mô tả tổng quát mô hình của Ezaki ............................................................... 115 
5.4. Thị trường cung và cầu ........................................................................................ 117 
5.4.1. Thị trường ..................................................................................................... 117 
5.4.2. Các yếu tố cơ bản của hệ thống thị trường ..................................................... 118 
5.4.4. Sự cạnh tranh trên thị trường ......................................................................... 121 
5.5. Quản lý kinh tế .................................................................................................... 123 
5.5.1. Các khái niệm cơ bản .................................................................................... 123 
5.5.2. Sơ đồ cấu trúc của hệ thống quản lý kinh tế ................................................... 123 
5.5.3. Nội dung quản lý - các nguyên tắc và phương pháp quản lý kinh tế ............... 124 
5.5.4. Kế hoạch hóa ................................................................................................ 128 
 4
5.5.5. Vận dụng các quy luật trong quản lý kinh tế .................................................. 132 
5.5.6. Vài nét về sự phát triển của nền kinh tế Việt Nam trong thời kỳ đổi mới(1986- 
2004) ...................................................................................................................... 135 
5.5.7 Chu trình phát triển dự án............................................................................... 137 
5.5.8 Chu trình và môi trường dự án ....................................................................... 138 
5.6 Hệ thống quản lý .................................................................................................. 139 
5.7 Hệ thống điều khiển tự động hóa........................................................................... 139 
5.8 Hệ thống kinh tế mở ............................................................................................. 140 
5.9 Hệ thống thông tin ................................................................................................ 140 
5.9.1 Hệ thống thông tin quản lý ............................................................................. 140 
5.9.2 Quản lý dự án phát triển một hệ thống thông tin ............................................. 142 
5.10 Kết luận .................................................................... ... động 
 điều khiển 
 Thông tin phản hồi 
 Thông tin phản hồi 
CQĐK ĐTĐK 
 79
- Về nhân lực: Phải tương xứng về số lượng, tương xứng về trình độ (hiểu biết 
về khoa học hệ thống, khoa học quản lý và điều khiển) và tương xứng về kinh 
nghiệm (tổ chức thực hiện). 
- Về phương tiện vật chất: phải tương xứng về số lượng, chất lượng và chủng 
loại. Phải có các hệ trợ giúp tương xứng nhất là các hệ trợ giúp về cung cấp và xử lý 
thông tin. 
Theo nguyên lý này, có 2 điều nên tránh trong quá trình quản lý: 
- Một là không nên giao nhiệm vụ cho một người mà không tạo các điều kiện 
tương xứng cho người ấy thực hiện nhiệm vụ được giao. 
- Hai là không thể giao nhiệm vụ cho một người mà trình độ, kinh nghiệm và 
trách nhiệm của họ không tương xứng với nhiệm vụ được giao. 
Những bức bối trong quản lý như cán bộ nhà nước lãng phí, tham nhũng, quan 
liêu, lạm dụng chức quyền; chánh án xử sai luật; luật sư tống tiền thân chủ, hải quan 
thông đồng buôn lậu,.v.v đều là những biểu hiện của sự vi phạm nguyên lý đa 
dạng tương xứng trong khâu “tổ chức cán bộ”, điều này làm cho cơ quan điều khiển 
không đủ khả năng thực hiện được nhiệm vụ và trức trách của mình. 
3.4.3 Nguyên lý phân cấp 
Muốn điều khiển tốt một hệ thống phức tạp có phân cấp thì cơ quan điều khiển 
cũng là một hệ phân cấp về tổ chức cũng như về các hoạt động trong quá trình điều 
khiển. 
Thực chất đây cũng là một sự vận dụng nguyên lý đa dạng tương xứng cho 
trường hợp đối tượng điều khiển là một hệ phân cấp. Cơ quan điều khiển phải có tổ 
chức phân cấp phù hợp sao cho đa dạng của cơ quan điều khiển cấp cao nhất tương 
ứng tương ứng với đa dạng của toàn bộ hệ thống bị điều khiển và đa dạng của cơ 
quan điều khiển ở mỗi cấp tương xứng với đa dạng của đối tượng điều khiển của 
cấp đó. Còn về hoạt động điều khiển thì khi lựa chọn mục tiêu của cả hệ thống lớn 
cùng với các mục tiêu của các cấp và phối hợp chúng sao cho sự đồng thuận càng 
nhiều càng tốt, sự mâu thuẫn càng ít càng tốt. Sự lựa chọn tác động điều khiển cũng 
đặt ra một cách tương tự. Điều này có nghĩa là hoạt động của cơ quan điều khiển 
cũng phải mang tính chất phân cấp.Việc phân cấp trong hoạt động quản lý và điều 
khiển vừa là khoa học, vừa là nghệ thuật nhằm làm sao cho cho hoạt động của các 
cấp không chồng chéo nhau và cản trở lẫn nhau, mà là sự phối hợp đồng bộ giữa 
 80
các cấp để tạo nên sự nhịp nhàng của toàn bộ hệ thống. Sai lầm thường thấy trong 
lĩnh vực này có 3 dạng: 
- Một là tập trung quá mức làm cho công việc của cơ quan điều khiển cấp cao 
bị quá tải nghĩa là đi dạng của cơ quan điều khiển không tương xứng với đa dạng 
của đối tượng điều khiển; dẫn đến tình trạng quan liêu và trì trệ trong quản lý . 
- Hai là phân cấp quá mức dẫn đến tình trạng quá nhiều quyền hành ở cấp dưới 
dễ sinh ra tình trạng vô tổ chức, làm suy yếu tính thống nhất của hệ thống, dần dần 
làm cho cơ quan điều khiển ở cấp cao không kiểm soát nổi các cơ quan điều khiển ở 
cấp dưới. 
- Ba là sự phân cấp chồng chéo, có những việc giao cho quá nhiều đơn vị làm, 
lại có những việc bỏ trống không giao cho ai làm. Điều này dẫn đến tình trạng nhiều 
đơn vị dẫm đạp lên nhau khi giải quyết một việc, và lại có những việc làm không 
giao cho ai quản lý nên ai muốn làm thế nào cũng được. 
Cả 3 tình trạng trên đều dẫn đến những rối loạn trong quản lý. 
3.4.4 Nguyên lý dự trữ 
Để đối phó với những đột biến của đối tượng điều khiển, cần phải có chiến 
lược dự trữ thích hợp. 
Năm 1972 René Thom đề ra lý thuyết tai biến của các hệ động trọng đó nêu 
lên một nhận định rằng, trong quá trình phát triển của 1 hệ động, có những giai đoạn 
phát triển tuần tự (có nghĩa là biến đổi không nhiều theo thời gian) nhưng cũng có 
những giai đoạn cùng với những biến đổi của môi trường, có thể xảy ra đột biến; 
theo cả 2 nghĩa: tốt hoặc xấu. Đột biến tốt có nghĩa là làm nảy sinh những thời cơ 
mới cho sự phát triển của hệ thống, đột biến xấu nghĩa là xảy ra những rủi ro có thể 
làm cho hệ thống lâm vào khủng hoảng. Ví dụ như: Biến đổi của các lớp địa tầng 
thường là nhỏ, nhưng cũng có những giai đoạn đột biến trở thành động đất hoặc 
xuất hiện núi lửa. Đối với nền kinh tế xã hội của một nước, nếu đột nhiên phát hiện 
thấy mỏ dầu với trữ lượng lớn thì đó là đột biến tốt tạo ra thời cơ để phát triển kinh 
tế, nếu gặp thiên tai bão lụt thì đó là đột biến xấu. Cơ quan điều khiển phải dự kiến 
được những đột biến đó để có một chiến lược đối phó thích hợp. Chiến lược đó 
chính là dự trữ các phương tiện vật chất. Vấn đề đặt ra là dự trữ các phương tiện vật 
chất thuộc chủng loại nào, với số lượng bao nhiêu không phải là bài toán dễ. Nếu dự 
trữ các phương tiện không đúng chủng loại thì có dự trữ cũng như không, ví dụ như 
ta dự trữ phương tiện vận tải đường thủy mà lại xảy ra hạn hán. Còn nếu dự trữ ít thì 
khi đột biến xảy ra, ta không đủ phương tiện để đối phó; chẳng hạn lũ lụt xày ra trên 
 81
một diện lớn mà ta chỉ dự phòng và chiếc suồng máy thì không đủ khả năng cứu hộ 
và bào vệ tài sàn của dân. Một đặc điểm nữa là nếu đột biến không xày ra thì số vốn 
dành cho dự trữ có “hiệu quả âm” bởi vì nó không được sử dụng mà lại còn bị hao 
mòn vô hình nữa; nhưng nếu đột biến xày ra, vốn này được sử dụng thì hiệu quả rất 
cao; giống như các thiết bị phòng và chữa cháy. Nếu đám cháy không xày ra thì 
thiết bị này không đem lại hiệu quả gì mà còn bị hao mòn vô hình đến một mức nào 
đó thì phài thay thế - vậy chúng có hiệu quả âm. Nếu đám cháy xảy ra mà ta có đầy 
đủ ngay các phương tiện để kịp thời dập tắt thì sẽ đem lại hiệu quả rật lớn. Trong 
toán học có cả một lớp bài toán về dự trữ tối ưu mà chúng ta sẽ đề cập đến trong 
một cuốn sách khác. 
3.4.5. Nguyên lý bổ sung ngoài 
Trong tiếp cận hệ thống, nguyên lý bổ sung ngoài đã nêu lên phương pháp 
nghiên cứu để nhận thức và lý giải những vấn đề “bất khả quyết”. Còn trong quá 
trình điều khiển hệ thống, nguyên lý bồ sung ngoài nêu lên phương pháp giái quyết 
những vấn đề không thể giải quyết được từ bên trong hệ thống. Cụ thể là: “Nếu 
trong quá trình quản lý hoặc điều khiển hệ thống mà chúng ta gặp phải những vấn 
đề không giả quyết được từ bên trong hệ thống thì phải tìm giải pháp tử bên ngoài 
hệ thống hoặc đặt nó vào một hệ thống lớn hơn để tìm kiếm giải pháp”. 
Một số ví dụ về những trường hợp chúng ta đã vận dụng thành công nguyên lý 
này: 
- Trong thời kỳ kháng chiến chống Mỹ, chúng ta không thể giải quyết được 
vấn đề vũ khí và quân trang, quân dụng, chúng ta đã thành công việc khai thác 
nguồn lực này từ nước ngoài. 
- Trong giai đoạn phát triển kinh tế hiện nay, chúng ta không thể tự giải quyết 
được những khoản vốn đầu tư lớn, và đã thành công trong việc khai thác nguồn vốn 
này từ nước ngoài. 
Ngược lại có những vấn đề tiêu cực trong quản lý như nạn lãng phí và tham 
nhũng trong phát triển tràn lan trong xã hội, có thể tìm thấy lý do trong việc chúng 
ta chưa vận dụng nguyên lý bổ sung ngoài. 
Qua đó thấy rằng nguyên lý bổ sung ngoài có ý nghĩa như là một phương pháp 
luận trong khoa học quản lý; còn trên thực tế nó diễn ra như một quy luật của tự 
nhiên và xã hội. Chẳng hạn như các loài chim sống ở miền bắc, không thể tồn tại ở 
đây trong băng giá mùa đông phải di cư xuống miền nam như là một quy luật của tự 
nhiên. Tương tự, không ít người không thể có cuộc sống bình thường trong một 
 82
nước nghèo nàn lạc hậu hoặc chiến tranh liên miên, họ phải di cư sang nước khác. 
Sự kiện này diễn ra như là một quy luật về xã hội. 
3.5 Một số loại hình điều khiển 
3.5.1 Điều khiển theo mục tiêu cố định 
Bài toán đặt ra như sau: Ký hiệu x(t) là trạng thái của đối tượng điều khiển ở 
thời điểm t ; y* là mục tiêu cố định, đó là trạng thái ra mong muốn. Ta phải điều 
khiển hệ thống như thế nào để cho x(N)= y*, trong đó N là số nguyên dương gọi là 
một hệ có cấu trúc chặt chẽ mà ta xác định được phương trình trạng thái: 
x(t+1)=F[x(t), u(t) , v(t)] 
t={0,1,2,..., N-1} 
Trong đó: 
u(t) là tác động điều khiển ở thời điểm t 
v(t) là tác động của môi trường ở thời điểm t, còn gọi là nhiễu. 
Ta phải chọn dãy tác động điều khiển u0, u1,..., uN-1 sao cho x(N) = y*. 
Nếu đối tượng điều khiển là hệ có cấu trúc hoặc phi cấu trúc thì ta chọn tác 
động điều khiển u(t) theo nguyên tắc: 
*)1( ytx *)( ytx 
Nếu ở một bước điều khiển nào đó mà điều kiện trên không thỏa mãn thì ở 
bước sau ta điều chỉnh tác động điều khiển u(t) theo hướng ngược lại. 
3.5.2 Điều khiển theo chương trình 
Ký hiệu yt {t=1,2,...,N} là dãy các trạng thái mong muốn và giả sử phương 
trình trạng thái của đối tượng điều khiển là 
x(t+1) = F[x(t) , u(t), v(t)] 
Vấn đề đặt ra là phải chọn dãy tác động điều khiển 
u0, u1, ,uN sao cho 
x(t+1) = y t+1 (t=1,2,...N-1) 
Dãy yt gọi là chương trình điều khiển và bài toán trên gọi là bài toán điều 
khiển theo chương trình. 
 83
Như vậy là ta phải giải một hệ N phương trình trạng thái và bài toán trở nên 
phức tạp hơn rất nhiều so với bài toán điều khiển theo mục tiêu. Bài toán điều khiển 
theo chương trình thường chỉ áp dụng đối với các hệ có cấu trúc chặt chẽ, còn đối 
với những hệ có cấu trúc yếu hoặc phi cấu trúc thì ta phải áp dụng một loại hình 
điều khiển khác. 
3.5.3 Điều khiển săn đuổi 
Có một đối tượng săn đuổi mà quỹ đạo của nó là y(t) cho trước hoặc ta phải dự 
đoán và một đối tượng điều khiển có phương trình trạng thái là: 
x(t+1)= F[x(t) , u(t), v(t)] 
trong đó u(t) là tác động điều khiển và v(t) là nhiễu như đã biết. 
Bài toán săn đuổi có thể đặt ra theo 2 tình huống sau đây: 
a)Điều khiển áp sát mục tiêu 
Tại mỗi thời điểm t, sau khi xác định vị trí của đối tượng săn đuổi y(t) và nhiễu 
v(t) ta phải lựa chọn u(t) sao cho 
)1()1( tytx k )()( tytx 
Trong đó k là một số 0<k<1 
Nghĩa là sau mỗi bước đối tượng điều khiển phải gần đối tượng, săn đuổi hơn 
bước trước, k là hệ số giảm khoảng cách ở mỗi bước. 
Từ đây suy ra )1()1( tytx kt+1 )0()0( yx 
Trong đó )0()0( yx là khoảng cách ban đầu giữa đối tượng điều khiển và đối 
tượng săn đuổi . 
Có thể mô tả quá trình săn đuổi bằng hình 3.4 
y(t+1) 
 y(t) 
 y(0) 
 x(t) x(t+1) 
 x(0) 
Hình 3.4: Quá trình săn đuổi 
 84
b) Điều khiển đón đầu 
Người ta không quan tâm đến các trạng thái trung gian của đối tượng điều 
khiển mà chỉ yêu cầu sau một khoảng thời gian T ta phải đạt được: 
x(T) =y(T) 
tức là sau khoảng thời gian T đối tượng điều khiển phải tóm được đối tượng 
săn đuổi, giống như là tên lửa phải tiêu diệt được máy bay của đối phương. Quá 
trình điều khiển săn đuổi đón đầu có thể mô tả như hình 3.5. 
 x(T-1) 
x(T)=y(T) 
 x(1) y(T-1) 
x(0) y(1) 
 y(0) 
Hình 3.5: Điều khiển đón đầu 
3.5.4 Điều khiển tối ưu 
Đây là một lớp khá rộng các bài toán quan trọng điều khiển học, chương 4 sẽ 
nghiên cứu cụ thể các bài toán này. 
3.5.5 Điều khiển trực tiếp và gián tiếp 
Nếu trong quá trình điều khiển cơ quan điều khiển tác động vào input của đối 
tượng điều khiển thì ta gọi đó là điều khiển trực tiếp. Các loại hình điều khiển như 
điều khiển theo mục tiêu, điều khiển theo chương trình và điều khiển săn đuổi đều 
là điều khiển trực tiếp. 
Đối với các đối tượng điều khiển như hệ thống kinh tế quốc dân người ta dùng 
một loại hình điều khiển khác, gọi là điều khiển gián tiếp. Trong loại hình điều 
khiển này cơ quan điều khiển tác động vào output của đối tượng điều khiển. Đối với 
các hệ thống có tính hướng đích cao thì những tác động này rất có ý nghĩa. Ví dụ 
như trong quản lý kinh tế xã hội thì quản lý bằng kế hoạch đó là điều khiển trực 
tiếp; còn chính sách về giá cả tiền lương, tiền thưởng và phúc lợi xã hội, đó là 
 85
những tác động điều khiển gián tiếp. Thông thường, biện pháp tối ưu chính là kết 
hợp một cách hài hòa cả 2 loại điều khiển trên. 
3.6 Kết luận 
Trong lý thuyết hệ thống có 2 từ luôn nhắc đến; đó là điều khiển và quản lý. 
Có gì khác nhau và có gì giống nhau giữa 2 khái niệm này. Trong hầu hết các ngôn 
ngữ thông dụng trên thế giới thì điều khiển và quản lý là 2 từ khác nhau; nhưng 
trong tiếng Nga lại chỉ có một từ “Y PABΛEHUE“ để chỉ cả hai khái niệm này. 
Trong thực tế có những trường hợp người ta dùng cả hai từ để chỉ cùng 1 nội dung; 
ví dụ như “quản lý xí nghiệp“ được coi là đồng nghĩa với “điều khiển xí nghiệp“. 
Nhưng cũng có nhiều trường hợp người ta chỉ dùng một từ mà không dùng từ kia; 
ví dụ như người ta thường nói “điều khiển con tàu vũ trụ“ mà không nói “quản lý 
con tàu vũ trụ“ hoặc thường nói “quản lý hồ sơ“ mà không nói “điều khiển hồ sơ“. 
Vậy là giữa 2 từ này có những nội dung giống nhau, nhưng cũng có những khía 
cạnh khác nhau. Ở đây chỉ xét một vấn đề cụ thể: Quá trình quản lý nền kinh tế 
quốc dân và quá trình điều khiển nền kinh tế quốc dân có gì giống nhau và khác 
nhau. Ta đã xét quá trình điều khiển, chỉ còn xét ở đây quá trình quản lý để so sánh 
xem chúng có gì giống và khác nhau. 
Trong khoa học quản lý thì quá trình quản lý là quá trình lặp đi lặp lại 5 công 
đoạn sau đây: 
1. Công tác kế hoạch hóa (Planification) tương ứng với công đoạn xác định 
mục tiêu và khả năng của hệ thống trong quá trình điều khiển. 
2. Tổ chức bộ máy (Oraganization) bao gồm việc bố trí nhân lực và phương 
tiện để thực hiện kế hoạch, tương ứng với công đoạn lựa chọn tác động điều khiển. 
3. Tổ chức thực hiện (Realization) tương ứng với việc thực hiện các tác động 
điều khiển. 
4. Kiểm tra việc thực hiện kế hoạch (Controlization) tương ứng với khâu tạo 
luồng thông tin phản hồi từ đối tượng điều khiển về cơ quan điều khiển. 
5. Tổng kết kỳ kế hoạch (Summarization) nhằm đánh giá kết quả thực hiện kế 
hoạch và dự thảo kế hoạch cho thời kỳ mới tương ứng với khâu “điều chỉnh tác 
động“ trong quá trình điều khiển. 
Như vậy xét về đại thể thì quá trình điều khiển và quá trình quản lý về cơ bản 
là giống nhau. Tuy nhiên trong khoa học quản lý, người ta nhấn mạnh hai vấn đề 
sau đây: 
 86
- Một là: Sau khi đã xác định kế hoạch thì “Tổ chức bộ máy’’ là công việc 
hàng đầu và quan trọng nhất, quyết định sự thành công của việc thực hiện kế hoạch. 
Nếu coi đây là “ hoạt động điều khiển’’ thì cơ quan quản lý đã tác động vào cấu trúc 
của đối tượng quản lý, làm thay đổi cấu trúc của nó có nghĩa là làm thay đổi các 
hành vi của nó. Còn trong quá trình điều khiển người ta quan tâm nhiều hơn đến 
việc tác động vào đối tượng điều khiển để làm thay đổi trạng thái của nó mà thôi; đó 
là một khía cạnh khác nhau giữa điều khiển và quản lý. 
- Hai là: Trong quá trình tổ chức thực hiện, khoa học quản lý rất coi trọng các 
biện pháp tác động gián tiếp như giáo dục tư tưởng nâng cao nhận thức, tổ chức các 
phong trào thi đua cùng với các chính sách về tiền lương, tiền thưởng và phúc lợi xã 
hội nhằm tạo ra sự đồng thuận trong toàn bộ hệ thống, đó là một khía cạnh khác 
nhau thứ hai giữa hai khái niệm này. 
Tuy nhiên những nguyên lý nêu trên trong điều khiển học có tầm khái quát rất 
cao, rất cần thiết cho tư duy những vấn đề chiến lược. Điều kết luận muốn nêu lên ở 
đây chính là những kiến thức về khoa học hệ thống và điều khiển rất bổ ích và thiết 
thực cho các cán bộ quản lý nhất là cán bộ quản lý cấp cao có tầm chiến lược. 

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_ly_thuyet_he_thong_va_dieu_khien_hoc.pdf