Аннотация курса:

В последние годы наблюдается стремительный и бурный рост интереса к междисциплинарному научному направлению, получившему название «синергетика».

По Г. Хакену, синергетика занимается изучением систем, состоящих из большого числа частей, компонент или подсистем, сложным образом взаимодействующих между собой. Изначально под синергетикой понимали область научных исследований, целью которых было выявление общих закономерностей в процессах образования, устойчивого существования и разрушения упорядоченных временных и пространственных структур в сложных неравновесных системах различной природы: физических, химических, биологических, социальных и т. д. Экспансия синергетики охватывает не только различные области науки, но и проникает в другие сферы человеческой деятельности. Параллельно развиваются такие относительно новые научные направления как нелинейная динамика, теория самоорганизации, теория катастроф, физика открытых систем и др.

Появление указанных новых направлений обусловлено необходимостью описать и объяснить удивительные явления, обнаруженные в системах самой различной природы и не вписывающиеся в рамки классических подходов и существующей научной (парадигмы) картины мира. Методы и принципы, имеющие многовековую историю, грандиозный опыт и широкомасштабное техническое воплощение, были поставлены в тупик. Возникла необходимость в принципиально новом взгляде, новой идеологии, которые бы позволили науке двигаться вперед.

В курсе рассматриваются общие вопросы самоорганизации, приведены примеры самоорганизации в системах различной природы, излагаются основные принципы и методы теории самоорганизации.

Аннотация курса:

Окружающая нас среда: природная, социально-экономическая, технологическая – это мир сложных суперсистем разнообразной природы, которые представляют собой комплекс различных подсистем, выполняющих определенные функции и связанных между собой процессами интенсивного динамического взаимодействия и обмена энергией, веществом и информацией.

Указанные суперсистемы являются нелинейными, многомерными и многосвязными, в которых протекают сложные переходные процессы и возникают критические и хаотические режимы. Фундаментальная задача системного синтеза – задача поиска общих объективных законов единства процессов самоорганизации и управления – обратных связей, которая сводится к максимальному учету естественных свойств объекта соответствующей природы.

В данном курсе на основе последних достижений нелинейной науки – синергетики и теории самоорганизации, изложена нелинейная теория системного синтеза сложными системами различной природы.

Прикладная значимость проблемы системного синтеза определяется тем важным обстоятельством, что ключевыми технологиями, которые во многом определят развитие цивилизации XXI века, будут: биотехнологии; информационные технологии; нанотехнологии и когнитивные технологии. В этом ряду ключевых технологий особое место по своей значимости занимают когнитивные технологии, которые в интеллектуальном отношении охватывают, в целом, остальные технологии. Именно системный синтез является когнитивной основой для подготовки принципиально новой генерации специалистов по процессам управления.

Аннотация курса:

В свойстве самоуправляемости и направленной самоорганизации нелинейных систем проявляется новый взгляд на проблему системного синтеза, видна тенденция перехода от классических методов кибернетики к современным идеям синергетики.

Такой подход позволил создать новую синергетическую теорию управления (СТУ), имеющую глубокое естественно-научное обоснование как приложение принципов самоорганизации в проблемах управления. Основные особенности СТУ применительно к проблеме системного синтеза состоят, во-первых, в кардинальном изменении целей поведения синтезируемых систем; во-вторых, в непосредственном учете естественных свойств нелинейных объектов; и, в-третьих, в формировании нового механизма генерации обратных связей, т.е. законов управления.

При синергетическом подходе к синтезу систем целью функционирования замкнутой нелинейной системы, в отличие от классической теории регулирования и теории оптимального управления, является не только выполнение требований, выдвинутых к характеру переходного процесса, а, в первую очередь, обеспечение желаемого асимптотического поведения системы на аттракторе.

В курсе изложены методы и процедуры аналитического синтеза нелинейных законов управления – обратных связей, синтезируемых на основе наиболее полных нелинейных моделей динамических объектов с непосредственным учетом их естественных закономерностей, физических (химических и др.) критериев и ограничений, методы и процедуры построения нелинейных адаптивных систем, систем с наблюдателями состояния и возмущений.