Teoria Sistemelor

CAPITOLUL 1

NOŢIUNI INTRODUCTIVE

1.1. SISTEME

În general putem definii un sistem ca fiind o colecţie de elemente materiale în interacţiune, realizată prin două tipuri de mărimi: mărimi cauză şi mărimi efect. Ca exemple pot fi enumerate aici: sistemul unui vehicul de transport, centrala electrică, un echipament de măsură digital, computerul, etc.

1.2. SUBSISTEM

Poate fi definit simplu ca un sistem ce este în acelaşi timp parte integrantă a altui sistem. Un exemplu poate fi considerat o placă de achiziţie componentă a unui sistem de prelucrare numerică (calculatorul PC).

1.3. ELEMENTUL (SISTEM ELEMENTAR)

Un sistem la care nu mai pot fi identificate subsisteme poate fi considerat un element (sau sistem elementar). Exemplu: un transistor bipolar component al unei scheme de amplificare. Conceptele enumerate mai sus sunt în general relative, depinzând în general de ceea ce reprezintă interes în abordarea problematicii în cauză (in exemplul de mai sus într-o abordare mai discretă tranzistorul bipolar poate fi considerat la rândul lui un sistem –prin structura joncţiunilor).

1.4. OBIECTUL DISCIPLINEI TEORIA SISTEMELOR

Evoluţia diferitelor ştiinţe a fost realizată în general în două etape: prima comportă studiul elementelor unor ansambluri (sisteme) ce prezentau interes (sisteme social culturale, social ecologice, tehnice, etc.). La un moment dat al dezvoltării ştiinţelor cercetarea s-a orientat spre întelegerea funcţionării acestor elemete în cadrul unui sistem mai larg. Aceste studii au relevant faptul că diferitelor sisteme, indiferent de demeniul ştiinţific de care aparţin le sunt proprii proprietăţi comune: legi structurale şi funcţionale. Concepută ca o filozofie a ştiinţei de către Ludwig von Bertalanffy în anul 1930, teoria sistemelor este o ştiinţă a caracteristicilor generale şi a modalităţilor de studiu a sistemelor indiferent de natura acestora din urmă. Sinteza de faţă se adresează în primul rând celor care vor lucra în domeniul automaticii şi al calculatoarelor.

1.5. PROBLEMELE CE SE CER REZOLVATE IN CADRUL TEORIEI SISTEMELOR

1. Studiul posibilităţilor de conexiune a elementelor în cadrul unui sistem şi modul de organizare a structurii sistemului – studiul structurii sistemelor.

2. Studiul modului de caracterizare a sistemului utilizând modele matamatice capabile a exprima relaţile cantitative sau calitative ce caracterizează funcţionarea – caracterizarea sistemului.

3. Studiul unor proprietăţi necesare în buna funcţionare a a sistemelor – stabilitate, repetabilitate, etc.

4. Analiza comportării sistemelor în regim dinamic- analiza sistemelor

5. Determinarea proprietăţilor de conducere (algoritmi, modele matematice, etc.) ale subsistemelor sau elementelor capabile să asigure o bună funcţionare globală-sinteza funcţională a sistemelor.

6. Determinarea şi realizarea structurilor capabile a asigura proprietăţile (algoritmi, modele matematice) subsistemelor sau elementelor componente deteminate în etapa sintezei funcţionale- sinteza structurală.

CAPITOLUL 2

ORGANIZAREA GENERALĂ A SISTEMELOR [1]

2.1. MĂRIMI DE CARACTERIZARE A ELEMENTELOR ŞI SISTEMELOR [1].

Funcţionarea elementelor şi sistemelor are la bază o serie de legii ce operează cu mărimi fizice: viteză, turaţie, temperatură, tensiune, etc. In general la orice element sau sistem putem deosebi două categorii de mărimi: a) mărimi de intrare care la rândul lor pot fi- de conducere dacă cu ajutorul lor este modificată controlat starea sistemului şi perturbatoare dacă ele modifică necontrolat şi nedorit starea sistemului şi b) mărimi de ieşire ce depind direct de starea sistemului (pot fi considerate ca un efect mărimilor de intrare). Schema convenţională de reprezentare a unui sistem este prezentată în fig.2.1.

fig.2.1.

unde: P=(P1,P2,..Pm) reprezintă vectorul mărimilor perturbatoare, X=(X1,X2,..Xn) reprezintă vectorul mărimilor de intrare (de control) şi Y=(Y1,Y2,..YK) reprezintă vectorul mărimilor de ieşire (efect al mărimilor de intrare).

2.2. REPREZENTAREA GRAFICĂ A SISTEMELOR

Pentru uşurarea reprezentării şi înţelegerii funcţionării unui sistem, convenţional este utilizată reprezentarea de tip schemă bloc în următorul fel: