Ingeniería cibernética de Qian Xuesen. dirección gratuita.

Cibernética de ingeniería

Cibernética de ingeniería

Rama de la cibernética, es una teoría sobre el análisis, diseño y operación de sistemas de ingeniería controlados. El físico y matemático francés A.M. Ampère utilizó el término cibernética en 1834 para referirse a la ciencia que rige el país. Antes y después de la Segunda Guerra Mundial, la tecnología de control automático comenzó a aplicarse en equipos militares y equipos industriales, logrando el control automatizado de ciertos sistemas mecánicos y eléctricos. A finales de la década de 1930, científicos de Estados Unidos, Japón y la Unión Soviética crearon sucesivamente la teoría de un autómata lógico compuesto por relés con sólo dos estados de funcionamiento, y rápidamente se utilizó en la práctica de producción. En esta época aparecieron los métodos de medición y las teorías de transmisión de la información. Impulsado por estos logros científicos, el matemático estadounidense N. Wiener, que había participado personalmente en el desarrollo de sistemas automatizados de defensa aérea, aplicó estos conceptos y teorías al estudio de los procesos de regulación y control automáticos en animales en 1948, y combinó animales y máquinas. Los procesos de transmisión y control de información en la computadora se estudiaron como fenómenos con el mismo mecanismo y se estableció una nueva disciplina llamada cibernética. Este término fue adoptado inmediatamente por la comunidad científica mundial. En 1954, se publicó por primera vez la versión en inglés de "Engineering Cybernetics" escrita por Qian Xuesen, este término se utilizó para referirse a las teorías, conceptos y métodos de sistemas de ingeniería controlados que se pueden aplicar directamente en el diseño y experimentos de ingeniería. . Con la rápida difusión del libro (versión rusa en 1956, versión alemana en 1957, versión china en 1958), el significado dado a este tema y el alcance de la investigación en el libro fueron rápidamente aceptados por los círculos científicos y tecnológicos del mundo. El propósito de la cibernética de la ingeniería es organizar y resumir los principios de diseño y los métodos de prueba que se utilizan a menudo en la práctica de la ingeniería, seleccionar su esencia y mejorarlos para convertirlos en teorías científicas, de modo que el personal científico y técnico pueda obtener una visión más amplia y utilizar métodos más sistemáticos. métodos para observar problemas técnicos y guiar prácticas de ingeniería muy diversas.

Alcance teórico Los objetos de investigación y el alcance teórico de la ingeniería cibernética están en constante expansión. Ha habido grandes avances en todos los aspectos de este tema en los últimos 20 años. Hasta ahora, las principales teorías y métodos que contiene incluyen los siguientes seis aspectos.

Identificación del sistema y procesamiento de información Dado que todos los conceptos y métodos en la ingeniería cibernética se basan en la investigación cuantitativa, para controlar el sistema de ingeniería, su comportamiento y estructura se pueden describir de manera precisa y cuantitativa. Es de importancia decisiva. Encuentre todas las variables que puedan describir completamente el estado del sistema, divídalas en diferentes categorías, como cantidades de entrada, cantidades controladas y cantidades controladas, y separe las variables que aparecen en forma de diversas señales físicas de tipo mecánico, eléctrico, óptico y Acústica de varios Extraer factores aleatorios y ruido y determinar las reglas cambiantes de cada variable en diversas condiciones es la tarea de la teoría de identificación de sistemas. El uso de métodos como el filtrado, la predicción, el procesamiento de correlación y la aproximación para separar la información esencial del ruido y buscar la relación entre variables pertenece a la categoría de teoría y métodos de procesamiento de información. Las teorías y métodos de reconocimiento de patrones desarrollados en los últimos años pueden realizar análisis más detallados de las señales físicas extraídas para utilizar medios mecánicos para comprender su significado y mostrarlo en texto o gráficos para proporcionar a la gerencia y a los operadores información precisa. Logros en la teoría del procesamiento de la información.

Abstracción de modelos Para describir con precisión las características estáticas y dinámicas de los objetos controlados, se utiliza comúnmente el método de establecer modelos matemáticos. Un modelo matemático exitoso puede reflejar cuantitativamente las características esenciales del sistema controlado de una manera más profunda, concentrada y precisa. Con la ayuda de modelos matemáticos, los diseñadores de ingeniería pueden ver claramente la relación entre las variables de control y el estado del sistema, y ​​cómo cambiar las variables de control para que los parámetros del sistema alcancen el estado esperado y mantener el sistema funcionando de manera estable y confiable. Los modelos matemáticos también pueden ayudar a las personas a combatir las interferencias dañinas del mundo exterior y señalar las medidas que deben tomarse para eliminarlas. De acuerdo con las características de proyectos controlados específicos, se pueden utilizar herramientas matemáticas como ecuaciones algebraicas, ecuaciones diferenciales, ecuaciones integrales, expresiones algebraicas lógicas, teoría de la probabilidad y matemáticas difusas para establecer modelos matemáticos.

Por lo tanto, los sistemas de información centrados en computadoras son la base técnica de la ingeniería social y el requisito previo para que la ingeniería cibernética se utilice en categorías sociales. Además, en la abstracción de modelos y el análisis de optimización de políticas, las teorías matemáticas como la investigación de operaciones, la teoría de juegos, la teoría de la planificación, la teoría de colas, la teoría de inventarios, etc., que se han desarrollado en paralelo e independientemente de la teoría del control de ingeniería a lo largo de la historia, así como Teoría económica y sociológica relacionada. Gracias a la estrecha colaboración entre científicos naturales y sociales, se está formando una nueva disciplina: la ciencia de la decisión.