Но, тем не менее, гомеостат будет поддерживать
на выходе постоянство значений Ys даже при действии на управляемый
объект относительно больших возмущений, которые проникают помимо входно-
го канала.
Односторонний паралич возникает при размыкании связи, идущей от Р1
или Р2 на объект регулирования, в этом случае соответственно либо u1
стремится к нулю, либо u2 стремится к нулю. Таким образом происходит
своего рода "гашение гомеостата", т.е. резкое снижение регулирующих
свойств.
В большинстве случаев односторонний паралич является компенсируемым,
и гомеостат продолжает выполнять свои функции.
Полный шок гомеостата возникает при разрыве основной обратной связи
y3. Это ведет к тому, что Ys стремится к U1max или к U2max, а в этом
случае гомеостат перестает выполнять функции управления (как выражаются
электрики - "зашкаливает" в одну или в другую сторону). В отличие от
полного односторонний шок, как правило, является компенсируемым и имити-
руется на модели разрывом u1 или u2 связей соответственно, тогда u1
стремится к U1max или u2 стремится к U2max.
Случай создания одностороннего (размыкание обратной связи к Р1) шока
представлен на рис. 3. Такой шок является компенсируемым, поскольку ре-
жим Ys=Xs быстро восстанавливается, однако гомеостат становится ущербным
- уменьшается его живучесть (предельное возмущение снижается до 20 еди-
ниц). В статике этот гомеостат работает достаточно устойчиво, и только
фактически при предельном входном сигнале (Xs = -50), имеющем противопо-
ложную направленность к регулятору, находящемуся в шоковом состоянии ( в
данном случае это Р1), гомеостаз начинает нарушаться из-за возникновения
небольших автоколебаний.
Разрыв основной обратной связи y3 вызывает полный шок гомеостаза с
катастрофическими последствиями для живучести системы.
Рис. 3. Переходные процессы: при t=10 сек развивается односторонний
шок Р1, при t=20 сек дополнительно создается скачкообразное возмущение,
при котором еще сохраняется гомеостаз.
Защитой от полного шока может служить создание запоминающего уст-
ройства ("устройство памяти прошлого") как системы запоминания y3, пред-
шествовавшего разрыву обратной связи. В этом случае гомеостат распадает-
ся как бы на две независимые части, регулируемые по разомкнутому принци-
пу со стороны входа. В какой-то степени такой гомеостат еще может ком-
пенсировать возмущения, если они действуют на систему в пределах, охва-
тываемых локальными обратными связями. Конечно, такая структура управле-
ния является патологической и длительное ее существование недопустимо,
но все же лучше, чем лавинообразное развитие полного шока, ведущего к
потере живучести.
Эффект "наркомана" как одна из форм патологического привыкания. Этот
эффект возникает при длительном повторении большого возмущающего воз-
действия. Адаптационный механизм гомеостата в результате привыкания де-
формирует соотношения между правым и левым каналами гомеостата (R2) так,
чтобы наилучшим образом противостоять ожидаемому возмущению. В итоге
вместо нормального баланса для симметричного гомеостата устанавливается
новое состояние равновесия, к которому стремится вернутся система после
снятия возмущающего воздействия (см. рис. 4.). Кроме того, гомеостат че-
рез какие-то опосредованные связи может посылать стимулирующие сигналы,
которые будут воздействовать в случае живого организма, на эмоциональную
и поведенческую сферу с тем, чтобы возмущение повторилось. Исследования
показали, что гомеостат, находящийся в состоянии наркомана, имеет в нес-
колько раз более низкий показатель живучести, т.е. становится неспособ-
ным противостоять большим возмущениям.
Рис. 4. Временная диаграмма привыкания к большому возмущению гомеос-
тата. "Эффект наркомана".
Эффект "заикания" как вид функциональной патологии. Этот эффект свя-
зан с временными нарушениями работы гомеостата из-за неадекватных воз-
действий со стороны регулятора-руководителя Р3. Возможны три основные
причины такого функционирования Р3:
- кратковременный разрыв обратной связи у Р3 или кратковременное из-
менение знака этой связи (с отрицательной на положительную), вызывающей
возбуждение, т.е. броски управляющего сигнала к регуляторам-исполните-
лям, в результате выход u1 и u2 на максимальные значения;
- перевозбуждение Р3 - кратковременное увеличение его коэффициента
усиления, влекущее неадекватность реакции Р3;
- задержка возвратом u1 или u2 из области насыщения, которая проявля-
ется в том случае, если текущему состоянию предшествовал режим работы на
потолке мощности одного или другого регулятора-исполнителя, в результате
чего возникает своего рода динамический гистерезис. Возможны комбинации
указанных причин. Во всех случаях "эффект заикания" нарушает поддержание
динамического гомеостаза и снижает живучесть системы.
Эффект "вируса" как один из видов паразитирования. Выше указывалось,
что феномен паразитирования основан на избыточном потреблении подсисте-
мой ресурсов на свое жизнеобеспечение в результате гипертрофированного
изменения "личных" целей в ущерб целям системы или окружающей среды.
Аналогом этого явления является "эффект вируса", под которым понимаются
различные патологии, вызванные вторжением вируса в гомеостатическую
структуру управления. Под вирусом понимаются различные агенты, которые,
вторгаясь в гомеостат, целенаправленно порождают в нем деградирующие
тенденции.
Рассмотрим наиболее типичные случаи:
- полный или частичный захват вирусом места регулятора-руководителя;
- полный или частичный захват вирусом места одного из регуляторов-ис-
полнителей;
- поражение прямых, обратных или перекрестных связей. Полный захват
вирусом соответствующего регулятора означает, что вместо, например Р3,
действует какой-то другой "вирусный регулятор" со своей передаточной
функцией, со своими прямыми, обратными и перекрестными связями и со сво-
им автономным заданием (Xsв), в котором отражаются как генетические
свойства вируса, так и ударная масса вторгшихся вирусов. Здесь можно
представить четыре основных варианта:
- гомеостат под действием вируса переходит в какое-то новое состоя-
ние, которое еще не приводит к потере живучести гомеостата-"хозяина";
- гомеостат теряет живучесть и устанавливается в одном из крайних
состояний U1max или U2max;
- гомеостат переходит в режим автоколебаний;
- гомеостат гасится, т.е. на его выходе устанавливается Ys=0.
Частичный захват вирусом одного из регуляторов означает, что вирус
внешне определенное время может не проявить себя, так как его действие
компенсируется соответствующими регуляторами. Это как бы "дремлющий" ви-
рус. При частичном захвате вирусом места регулятора-руководителя возмож-
ны три случая:
- вирус вызывает неограниченную и необратимую деградацию, т.е. "дрем-
лющий" вирус как бы просыпается - переходит в активное состояние;
- вирус вызывает ограниченную деградацию;
- деградация, вызываемая вирусом, обратима.
В первом случае вирус быстрее или медленнее (это зависит от соотноше-
ния передаточных функций вируса и регулятора-руководителя и других пара-
метров), но в конце концов обязательно приведет к нарушению гомеостаза
(полному захвату гомеостата-"хозяина").
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66
на выходе постоянство значений Ys даже при действии на управляемый
объект относительно больших возмущений, которые проникают помимо входно-
го канала.
Односторонний паралич возникает при размыкании связи, идущей от Р1
или Р2 на объект регулирования, в этом случае соответственно либо u1
стремится к нулю, либо u2 стремится к нулю. Таким образом происходит
своего рода "гашение гомеостата", т.е. резкое снижение регулирующих
свойств.
В большинстве случаев односторонний паралич является компенсируемым,
и гомеостат продолжает выполнять свои функции.
Полный шок гомеостата возникает при разрыве основной обратной связи
y3. Это ведет к тому, что Ys стремится к U1max или к U2max, а в этом
случае гомеостат перестает выполнять функции управления (как выражаются
электрики - "зашкаливает" в одну или в другую сторону). В отличие от
полного односторонний шок, как правило, является компенсируемым и имити-
руется на модели разрывом u1 или u2 связей соответственно, тогда u1
стремится к U1max или u2 стремится к U2max.
Случай создания одностороннего (размыкание обратной связи к Р1) шока
представлен на рис. 3. Такой шок является компенсируемым, поскольку ре-
жим Ys=Xs быстро восстанавливается, однако гомеостат становится ущербным
- уменьшается его живучесть (предельное возмущение снижается до 20 еди-
ниц). В статике этот гомеостат работает достаточно устойчиво, и только
фактически при предельном входном сигнале (Xs = -50), имеющем противопо-
ложную направленность к регулятору, находящемуся в шоковом состоянии ( в
данном случае это Р1), гомеостаз начинает нарушаться из-за возникновения
небольших автоколебаний.
Разрыв основной обратной связи y3 вызывает полный шок гомеостаза с
катастрофическими последствиями для живучести системы.
Рис. 3. Переходные процессы: при t=10 сек развивается односторонний
шок Р1, при t=20 сек дополнительно создается скачкообразное возмущение,
при котором еще сохраняется гомеостаз.
Защитой от полного шока может служить создание запоминающего уст-
ройства ("устройство памяти прошлого") как системы запоминания y3, пред-
шествовавшего разрыву обратной связи. В этом случае гомеостат распадает-
ся как бы на две независимые части, регулируемые по разомкнутому принци-
пу со стороны входа. В какой-то степени такой гомеостат еще может ком-
пенсировать возмущения, если они действуют на систему в пределах, охва-
тываемых локальными обратными связями. Конечно, такая структура управле-
ния является патологической и длительное ее существование недопустимо,
но все же лучше, чем лавинообразное развитие полного шока, ведущего к
потере живучести.
Эффект "наркомана" как одна из форм патологического привыкания. Этот
эффект возникает при длительном повторении большого возмущающего воз-
действия. Адаптационный механизм гомеостата в результате привыкания де-
формирует соотношения между правым и левым каналами гомеостата (R2) так,
чтобы наилучшим образом противостоять ожидаемому возмущению. В итоге
вместо нормального баланса для симметричного гомеостата устанавливается
новое состояние равновесия, к которому стремится вернутся система после
снятия возмущающего воздействия (см. рис. 4.). Кроме того, гомеостат че-
рез какие-то опосредованные связи может посылать стимулирующие сигналы,
которые будут воздействовать в случае живого организма, на эмоциональную
и поведенческую сферу с тем, чтобы возмущение повторилось. Исследования
показали, что гомеостат, находящийся в состоянии наркомана, имеет в нес-
колько раз более низкий показатель живучести, т.е. становится неспособ-
ным противостоять большим возмущениям.
Рис. 4. Временная диаграмма привыкания к большому возмущению гомеос-
тата. "Эффект наркомана".
Эффект "заикания" как вид функциональной патологии. Этот эффект свя-
зан с временными нарушениями работы гомеостата из-за неадекватных воз-
действий со стороны регулятора-руководителя Р3. Возможны три основные
причины такого функционирования Р3:
- кратковременный разрыв обратной связи у Р3 или кратковременное из-
менение знака этой связи (с отрицательной на положительную), вызывающей
возбуждение, т.е. броски управляющего сигнала к регуляторам-исполните-
лям, в результате выход u1 и u2 на максимальные значения;
- перевозбуждение Р3 - кратковременное увеличение его коэффициента
усиления, влекущее неадекватность реакции Р3;
- задержка возвратом u1 или u2 из области насыщения, которая проявля-
ется в том случае, если текущему состоянию предшествовал режим работы на
потолке мощности одного или другого регулятора-исполнителя, в результате
чего возникает своего рода динамический гистерезис. Возможны комбинации
указанных причин. Во всех случаях "эффект заикания" нарушает поддержание
динамического гомеостаза и снижает живучесть системы.
Эффект "вируса" как один из видов паразитирования. Выше указывалось,
что феномен паразитирования основан на избыточном потреблении подсисте-
мой ресурсов на свое жизнеобеспечение в результате гипертрофированного
изменения "личных" целей в ущерб целям системы или окружающей среды.
Аналогом этого явления является "эффект вируса", под которым понимаются
различные патологии, вызванные вторжением вируса в гомеостатическую
структуру управления. Под вирусом понимаются различные агенты, которые,
вторгаясь в гомеостат, целенаправленно порождают в нем деградирующие
тенденции.
Рассмотрим наиболее типичные случаи:
- полный или частичный захват вирусом места регулятора-руководителя;
- полный или частичный захват вирусом места одного из регуляторов-ис-
полнителей;
- поражение прямых, обратных или перекрестных связей. Полный захват
вирусом соответствующего регулятора означает, что вместо, например Р3,
действует какой-то другой "вирусный регулятор" со своей передаточной
функцией, со своими прямыми, обратными и перекрестными связями и со сво-
им автономным заданием (Xsв), в котором отражаются как генетические
свойства вируса, так и ударная масса вторгшихся вирусов. Здесь можно
представить четыре основных варианта:
- гомеостат под действием вируса переходит в какое-то новое состоя-
ние, которое еще не приводит к потере живучести гомеостата-"хозяина";
- гомеостат теряет живучесть и устанавливается в одном из крайних
состояний U1max или U2max;
- гомеостат переходит в режим автоколебаний;
- гомеостат гасится, т.е. на его выходе устанавливается Ys=0.
Частичный захват вирусом одного из регуляторов означает, что вирус
внешне определенное время может не проявить себя, так как его действие
компенсируется соответствующими регуляторами. Это как бы "дремлющий" ви-
рус. При частичном захвате вирусом места регулятора-руководителя возмож-
ны три случая:
- вирус вызывает неограниченную и необратимую деградацию, т.е. "дрем-
лющий" вирус как бы просыпается - переходит в активное состояние;
- вирус вызывает ограниченную деградацию;
- деградация, вызываемая вирусом, обратима.
В первом случае вирус быстрее или медленнее (это зависит от соотноше-
ния передаточных функций вируса и регулятора-руководителя и других пара-
метров), но в конце концов обязательно приведет к нарушению гомеостаза
(полному захвату гомеостата-"хозяина").
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66