Динамические системы
Динамическая система описывается состоянием и законом его изменения во времени.
Для дискретного времени:
Для непрерывного:
— состояние, — внешнее или управляющее воздействие, — случайное возмущение.
Состояние должно содержать достаточно информации для следующего шага модели. Например, для очереди недостаточно знать только текущую скорость прихода: нужны хотя бы длина очереди, число обработчиков и их занятость.
Движение и траектория
Движение — процесс изменения состояния. Траектория — последовательность состояний в пространстве состояний.
x0 -> x1 -> x2 -> ... -> xkПри одинаковых правилах разные начальные условия могут привести к разным траекториям.
Что проверяют
- равновесие: состояние, которое не меняется без возмущений;
- устойчивость: возвращается ли система в допустимую область;
- переходный процесс: как быстро проходит реакция;
- колебания: не поддерживает ли обратная связь постоянные скачки;
- чувствительность: насколько результат зависит от параметров и начальных условий.
Пример
Автомасштабирование по загрузке процессора — динамический контур. Если метрика запаздывает, а новые экземпляры запускаются долго, слишком агрессивный регулятор создаёт волны: масштабирование вверх и вниз будет происходить уже после изменения нагрузки.
Для описания режимов, состояний и правил перехода см. Логико-динамическая модель системы, для контуров воздействия — Положительная и отрицательная обратная связь.
Самопроверка
- Чем состояние отличается от наблюдаемого показателя?
- Почему задержка влияет на устойчивость?
- Когда дискретная модель полезнее непрерывной?