Terminologie
Systém

Pod pojmem systém je nutné rozumět soubor určitých prvků, jejich vztahů a vlastností, schématický náčrtek je na obrázku č. 2.1. Definicí systému rozumíme ucelenou množinu „S“, která se skládá z množiny prvků a množiny jejich vzájemných relací. Na systém „S“ působí množina vstupů a množina poruch. Systém „S“ zase na vnější okolí působí množinou výstupů. Pokud systém „S“ má nějaké předepsané chování působí v něm množina žádaných veličin a množina regulačních odchylek.

Obr. 2.1: Schéma systému

Přiblížení obecné definice čtenářům je možné uskutečnit na technickém příkladu letícího letadla. Samotný stroj je složen ze stovek součástek, kde každá má svou specifickou funkci. Dále jsou v letadle lidé, posádka i cestující. Protože se letadlo pohybuje v prostoru a čase, působí na něj vnější vlivy, jako jsou teplota, síla a směr větru aj. Jiné vlivy, které je možno označit jako poruchové, mohou být náhlé turbulence, úder blesku i poruchy zařízení letadla. Některé z těchto poruch mohou mít velký vliv na hlavní činnost letadla – let, například porucha motoru. Jiné, například porucha toalety, silně ovlivní nálady mezi cestujícími, ale hlavní činnost není ohrožena. Mezi jednotlivými prvky jsou vytvořeny vztahy, a to buď na základě fyzikálních zákonů, společenského postavení, sympatií nebo antipatií. Všechny tyto prvky, stavy, vztahy, vnější veličiny i poruchy ovlivňují výsledek, kterým je bezpečný, spokojený let a dosažení cíle.

Z uvedeného příkladu je zřejmé, že systém nemusí být pouze nějaký stroj, ale že lze rozlišit systémy technické, fyzikální, sociální, výchovné, matematické, historické, společenské, živočišné a jiné, ale také jejich vzájemné kombinace. Tato rozmanitost systémů ukazuje, že není jednoduché tyto systémy nějakým způsobem rozdělit a popsat.

Může se tedy jednat o strojní systémy, elektronické systémy, společenské systémy, botanické systémy, zoologické systémy a samozřejmě jejich kombinace. Jako příklad technického systému může být uveden automobil. Pokud bude popisováno letící dopravní letadlo jako celek, může být chápáno jako technicko-sociální systém, uzavřený skleník je botanickým systémem apod.

Systémy mohou být rozděleny podle relací mezi vstupními a výstupními veličinami na: statický a dynamický; lineární a nelineární; jednorozměrný a vícerozměrný atd.

Podle počtu vstupních a výstupních veličin rozdělujeme systémy na:

Z časového hlediska a podle relací jsou systémy děleny:

Příkladem statického sytému může být například napěťový dělič. Výstupní napětí je dáno velikostí rezistorů a vstupního napětí. Tento vztah je popsán vzorcem (001). V tomto vztahu není žádná časová závislost a je popsán pouze závislostí na vstupním napětí. Naproti tomu elektrický proud procházející fotoodporem závisí nejen na napájecím napětí, ale také na intenzitě dopadajícího světla. To znamená, že v průběhu 24 hodin se relace mění a systém je dynamický.

Lineární systémy jsou systémy, v nichž všechny členy pracují s lineární závislostí výstupu na vstupu, například síla hydraulického lisu v závislosti na pohybu řídicího pístu. Nelineární systém má aspoň jeden člen s nelineární závislostí mezi vstupem a výstupem. Příkladem nelineární relace je odpor vzduchu jedoucího automobilu.

Systém s jedním vstupem a jedním výstupem je možno si představit jako lednici. Vstupní hodnotou je veličina, která reprezentuje ztráty tepla v chladícím prostoru. Výstupní veličinou je skutečná teplota v chladicím prostoru. Naproti tomu letící letadlo má několik vstupů: rychlost a směr větru, venkovní teplota vzduchu, hmotnost nákladu apod. Výstupy jsou: úhel směrových a výškových klapek, tah motoru apod.

V tabulce č. 1 jsou používané symboly množin, jejich veličiny jsou pak označovány malým písmenem.

Tabulka 1: Používané symboly

S = {P;R;U;Y;V}

P – množina prvků

R – množina relací

U – množina vstupů

Y – množina výstupů

W – množina žádaných hodnot.

E – množina regulačních odchylek

V – množina poruch

Veličiny systému jsou: vstupní (akční) veličiny „u(t)“; výstupní veličiny „y(t)“; stavové veličiny „x(t)“; regulační odchylka „e(t)“; poruchová veličina „v(t)“ a žádaná veličina „w(t)“.