Введение в кибернетику - Эшби У.Р.
Скачать (прямая ссылка):
24*
372 ГЛАВА 13. РЕГУЛИРОВАНИЕ ОЧЕНЬ БОЛЬШОЙ СИСТЕМЫ 13/23
Таким образом, мы можем ответить на вопрос этого параграфа, сказав, что регулятор может быть выбран из некоторого общего множества механизмов (многие из которых не являются регуляторами) только двумя путями: либо через выживание в результате какого-либо процесса естественного отбора, либо через изготовление (тоже процесс отбора) другим регулятором. 13/23. Не является ли расточительным это двухэтапное изготовление желаемого регулятора? Ведь двухэтапное изготовление его как будто предполагает, что проблема получения регулятора должна быть решена прежде, чем за нее можно будет взяться! С другой стороны, спросим: что отсюда вытекает в том случае, когда регулируемой очень большой системой является весь социально-экономический мир, а проектировщиком й, ответственным за создание регулятора, является некоторое множество (например, множество социологов), пропускная способность которого как регулятора ограничена пропускной способностью представителей вида Homo? Означает ли это, что никакой прогресс в регулировании невозможен (ибо регулятор должен строиться представителями этого вида)?
Нет, не означает. Ибо когда регулирование осуществляется по этапам, когда регулятор R\ действует так, чтобы создать регулятор #2, то мощность R2 не ограничена мощностью /?ь Появляется ВОЗМОЖНОСТЬ, ЧТО /?2 будет иметь большую мощность, чем Ru и что, таким образом, произойдет усиление регулирования. Эта возможность рассматривается в следующей главе, где мы увидим, что метод, поэтапного регулирования, отнюдь не будучи с необходимостью расточительным, открывает нам некоторые замечательные возможности,
ГЛАВА 14
Усиление регулирования
14/1. Что такое усилитель? Усилитель, вообще говоря, есть устройство, которое, получив что-нибудь в небольшом количестве, выдает затем это же самое в большом количестве. Усилитель звука, получив слабый звук (в микрофон), выдает сильный звук. Усилитель мощности (например, тот, что описан в § 12/21), получив небольшую мощность (достаточную для перемещения /,), выдает большую мощность (в Я). А усилителем денег было бы устройство, которое, получив немного денег, выдавало бы их много.
Такие устройства работают следующим образом: имея обильный резервуар того, что должно выдаваться, они используют вход для управления потоком, идущим от этого резервуара. Лишь изредка работа усилителя основывается на простом увеличении входа, как в линзе кинопроектора; обычно она основана на пополняющем дополнении. Так, усилитель мощности имеет некоторый источник, в изобилии доставляющий мощность (сжатый воздух в Л на рис. 12/21/1)* и именно этот источник обеспечивает большую часть мощности на выходе, тогда как вход не дает ничего или почти ничего. Аналогично усилие, прилагаемое машинистом подъемного крана к рукоятке управления, ничего не вкладывает непосредственно в поднятие основного груза, ибо все усилие машиниста тратится на передвижение электрического или другого переключателя.
374 ГЛАВА 14. УСИЛЕНИЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ 14/2
Нетрудно видеть, что в усилителе мощности (изображенном на рис. 12/21/1) весь процесс — поднятие тяжелого груза в Н посредством силы, приложенной к I,— осуществляется в два этапа, двумя соединенными системами. Именно это разделение на два этапа и делает возможным усиление мощности, ибо в противном случае, т. е. за один этап, закон сохранения энергии сделал бы невозможным любое простое и непосредственное усиление. На первом этапе оператор передвигает конец Ь, противодействуя трению в К и давлению в V; на этом этапе энергия или мощность строго сохраняется. Второй этап включает в себя движение сжатого воздуха в мехи В или из них и поднятие Р, О и Я, На этом этапе энергия также сохраняется, ибо энергия, используемая для поднятия груза в Я, получается за счет расширения сжатого воздуха. Таким образом, всю систему можно рассматривать как состоящую из двух систем, внутри каждой из которых энергия строго сохраняется и которые соединены так, что силам в 0, 1, 2,... дины в Ь отвечают соответственно силы в 0, 1000, 2000,... дин (или с другим коэффициентом) в Н. Именно разделение на два этапа дает возможность построить усилитель мощности, несмотря на закон сохранения энергии, и вся суть дела заключается в том, что энергия входа на первом этапе может дополняться (пополняться), давая выход на втором этапе.
Иногда пропорциональность является существенной, как в радиоусилителе. Тогда машина должна строиться так, чтобы коэффициент усиления был постоянным по всей шкале. В других случаях точное значение этого отношения не играет большой роли, как в случае подъемного крана, где главное требование состоит в том, чтобы все входные значения лежали внутри некоторых пределов (определяемых силой руки машиниста) и чтобы выход дополнялся (пополнялся) в изобилии, становясь тем самым намного больше входа.
Упр. Спроектируйте «усилитель воды», т. е, устройство, которое, если вода накачивается в него в количестве х мл/сек, выпускало бы на выходе воду в количестве 100 х мл/сек.
