安全系统工程基本概念.docx
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1、平安系统工程基本概念系统工程(Systems!ngineering)系统工程是组织和管理系统的规划、讨论、设计、制造、试验和使用的科学方法, 对全部系统都具有普遍意义。这里要明确的是,系统工程属于技术范畴,应用的对象是系统,它被用来组织管理 系统,使系统具有我们盼望的功能,这项技术不同于其它技术的最明显特点,在于 它是软技术。系统工程用搞工程的方法搞组织管理,把要组织和管理的事物,用概率、统计、运 筹和模拟等方法,经过分析、推理和综合,建成某种系统模型,进而以最优化的方 法,求得系统最佳结果。亦即经过工程的过程,使系统达到技术经济指标先进、能 协调运转的最优效果。1 掌握论(Cyberneti
2、cs)机器的自动掌握或动物在自然界的活动,都可以看成是其本身各组成部分之间信息 的传递过程,掌握论就是讨论动物、人类、机器等各种系统内部的掌握和通信的一 般规律的学科。它讨论掌握过程的数学关系,而不涉及过程内在的物理、化学、生 物或其它方面的现象。掌握论完全撇开了对象的物质和能量的详细形态,着眼于以 信息概念作为分析和处理各种简单问题的基础,并以此来讨论整个系统的掌握与信 息功能。目前,在系统工程中应用的掌握论主要指工程掌握论,通常,掌握论可以分为古典 掌握论和现代掌握论。现在,有人把大系统理论称做第三代掌握论。应用掌握论的目的,主要是运用数学方法合理设计系统,使其满意各项目标要求, 达到最优
3、化。2 线性系统(Linearsystem)可用线性微分方程来描述的系统,称为线性掌握系统,简称线性系统,线性系统的 一个最重要的性质就是可以应用迭加原理,即几个扰动或掌握信号同时作用于系统 上时、其总效果等于每个信号单独作用所引起的效果之总和。自然界中真正的线性 系统是不存在的,即便对所谓的线性系统来说,也只是在肯定的工作范围内才保持 真正的线性关系。线性系统一般可通过系统的线性规划模型来优化。3 非线性系统(Non-1 inearsystem)包含有本质非线性元件的系统叫做非线性系统。迭加原理对这种系统不适用。很多机电系统、液压系统、气动系统等,在变量之间都包含着非线性关系。为获得 解析解
4、,首先略去某些对系统影响不大的因素,将系统的非线性模型在肯定的工作 范围内用近似的线性数学模型来代替,并用线性解析方法分析和设计系统。4 概率统计方法(Probabilitystatisticsmethod)从数量方面讨论对象的偶然性与必定性关系,并应用概率论的结果,通过样本了解和推断总体的统计特性。这两种方法统称为概率统计方法。概率论方法是从数量角度来讨论大量的随机现象,并从中获得这些现象所听从的规 律。也就是采用数学的方法描述某个大事发生的可能性,从而进行合理的掌握。统计方法是用以讨论猎取数据、分析数据和归纳数据的一种方法。主要是用来讨论 如何支配试验和抽样,才能进行更有效的统计分析;如何
5、依据观看和试验所得数据, 获得反映对象进展规律在详细时间、地点和条件下的数量表现。5 最优掌握理论(Optimizationcontroltheory)最优掌握理论是讨论什么是最优化掌握和最优化掌握方法的理论和方法。最优掌握是掌握论的核心,就是自动地有目的地把掌握对象的状态导致最优状态, 用以实现系统功能的掌握。在最优掌握中,系统受到掌握,使评价系统指数达到极 大或微小。动态系统中,以系统对干扰的响应时间和超调量为评价指数,也有以自 乘平均误差为评价指数的。生产管理系统则以成本、产品质量和效率为评价指数。最优掌握方法大体上有试行法和模型法两种。前者,直接采用掌握对象的输出以试 行的方式进行最优
6、化;后者,采用掌握对象的数学模型预先计算最优值,然后依据 这个最优值给定掌握对象的操作变量,实现最优化。6 自适应掌握系统(Adaptivecontrolsystem)适应是生物的一个基本特征,由于生物总是企图在变化着的自然环境条件下维持生 理上的平衡。自适应掌握是指,能在外界条件变化和有干扰的环境中,参考生物的 适应力量建立一种能同样行动的掌握。此系统能连续自动地测量对象的动态特性, 依此与盼望的动态特性进行比较,并采用差值来转变系统的可调参数或产生一个掌 握信号,从而保持环境不论如何变化,系统性能都是最佳的。自适应掌握系统具有 自行组织的特性,包括三个基本动作:识别对象的动态特性;在识别对
7、象的基础上 实行决策;依据决策指令转变系统动作。目前,把凡是能自动调整掌握系统中掌握 器参数或掌握规律的系统均称为自适应掌握系统。7 模糊理论(Fuzzytheory)从数量上对模糊不清的概念进行讨论,通过定量分析推断其性质,从而使模糊概念 清楚化。这种方法称做模糊数学方法,又称模糊理论。数学和模糊原来是不能相容 的。数学始终是排斥模糊性的科学,数学中的概念必需有明晰的内涵和外延,推理 要严谨,结论和推断不能模棱两可,不能含混不清。可是,在社会生产中,有大量 模糊不清的概念存在着,如高、矮、胖、瘦等,都没有确定的界限。问题在于人们 熟悉和推断事物的概念往往不是确定的确定或确定的否定,就是说概念
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