Адаптивная система в кибернетике — система, которая в процессе эволюции и функционирования демонстрирует способность к целенаправленному приспосабливающемуся поведению в сложных средах. Адаптивная система может приспосабливаться к изменениям как внутренних, так и внешних условий.

Основные сведения

Адаптивные системы — системы, способные к адаптации. Различают пассивную адаптацию (реагирование системы на изменение окружающей среды) и активную (воздействие системы на окружающую среду).

Адаптивные системы подразделяются на самонастраивающиеся и самоорганизующиеся системы. В первом случае в соответствии с изменениями внешней среды меняются значения параметров системы, а во втором — меняется структура, организация системы.

Формы поведения и динамики адаптивных систем весьма разнообразны. В частности, они проявляются в изменении поведения системы в условиях флуктуаций среды с целью поддержания существенных переменных в определенных границах или сохранения основных свойств и т. д. (то есть осуществляют гомеостаз).

Наиболее простые формы адаптивного поведения обнаруживаются у регуляторов в технических системах с обратной связью, если объект регулирования (управляемую систему) рассматривать как (окружающую) среду функционирования регулятора. Система в целом при этом может быть и неадаптивной.

Самоорганизующиеся и высокоорганизованные адаптивные системы обладают, кроме того, способностью так изменять внешнюю среду, чтобы изменение собственного поведения системы не являлось необходимым. Они в состоянии изменять (адаптировать) внешние условия для достижения собственных целей.

Если управляемая система и (окружающая) среда стационарны, то адаптивная управляющая система по истечении определенного периода времени накапливает необходимую информацию, устраняет неопределенность, и качество адаптивного управления приближается к качеству оптимального управления в условиях полной информации.

В самоорганизующихся системах характеристики объекта управления меняются во времени и устранить неопределенность полностью не удается. Однако в тех случаях, когда процесс адаптации быстро сходится к оптимальному процессу, качество адаптивного управления может мало отличаться от оптимального.

Поведение адаптивных систем является дуальным. С одной стороны, невозможно осуществить эффективное управление, не зная характеристик управляемой системы, с другой — можно изучать эти характеристики в процессе управления и тем самым улучшать управление, стремясь к оптимальному. В этом случае управляющие воздействия носят двойственный характер: они служат средством как активного изучения, познания управляемой системы для будущего, так и непосредственного управления в текущий момент. В адаптивных системах (управления) всегда существует известное противоречие между познавательной и направляющей функциями управляющих воздействий.

Адаптация в кибернетике — процесс накопления и использования информации в системе, направленный на достижение определенного, обычно оптимального в некотором смысле, состояния или поведения системы при начальной неопределенности и изменяющихся внешних условиях. При этом могут изменяться параметры и структура системы, алгоритм функционирования, управляющие воздействия и т. п. Адаптация применяется в тех случаях, когда воздействующие на систему факторы являются полностью или частично неизвестными. В процессе адаптации система накапливает данные об этих факторах и определяет их характеристики. А реализуется в адаптивных системах управления, частным случаем которых являются самонастраивающиеся системы.

См. также Адаптивная система Адаптация (кибернетика) Адаптация (биология) Адаптивное управление Самонастраивающаяся система Самоорганизующаяся система Саморазвивающаяся система Цель (кибернетика) Гомеостаз

Примечания

Литература Александров А. Г. Оптимальные и адаптивные системы. М.: Высшая школа, 1989. 263 с. ISBN 5-06-000037-0 Деревицкий Д. П., Фрадков А. Л. Прикладная теория дискретных адаптивных систем управления. М.: Наука, 1981. 216 с. Куликовский Р. Оптимальные и адаптивные процессы в системах автоматического регулирования. Пер. с польск. М.: Наука, 1967. 380 с. Мирошник И. В., Никифоров В. О., Фрадков А. Л. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами. СПб.: Наука, 2000. 550 c. Мишкин Э., Браун Л. Приспосабливающиеся автоматические системы. Пер. с англ. М.: ИИЛ, 1963. 672 с.

Срагович В. Г. Адаптивное управление. М.: Наука, 1981. 384 с. Тюкин И. Ю., Терехов В. А. Адаптация в нелинейных динамических системах М.: ЛКИ, 2008. 384 с. ISBN 978-5-382-00487-7 Управление молекулярными и квантовыми системами. Перевод с английского И. А. Макарова. Под редакцией А. Л. Фрадкова и О. А. Якубовского. Сборник статей. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. 416 с. Фомин В. Н., Фрадков А. Л., Якубович В. А. Адаптивное управление динамическими объектами. М.: Наука, 1981. 448 c. Фрадков А. Л. Кибернетическая физика: принципы и примеры. С.-Петербург: Наука, 2003. 208 c. Фрадков А. Л. Адаптивное управление в сложных системах: беспоисковые методы. М.: Наука, 1990. 296 с. Цыпкин Я. З. Адаптация и обучение в автоматических системах. М.: Наука, 1968. 400 с. Fradkov, A. L., Miroshnik, I. V., Nikiforov, V. O. Nonlinear and Adaptive Control of Complex Systems. (Series: Mathematics and Its Applications. Vol. 491.) Dordrecht: Kluwer, 1999. 528 p. ISBN 978-0-7923-5892-3

Категория:Кибернетика