Stabilność systemów: koncepcja, kryteria i warunki

Spisu treści:

Stabilność systemów: koncepcja, kryteria i warunki
Stabilność systemów: koncepcja, kryteria i warunki
Anonim

Jednym z głównych zadań analizy dynamicznych układów sterowania jest rozwiązanie problemu ich stabilności. Ich stabilność jest jedną z najważniejszych cech koncepcji zarządzania. System jest uważany za niestabilny, jeśli nie powraca do swojej pierwotnej pozycji, ale nadal oscyluje po wprowadzeniu pewnych zmian na wejściu lub pod wpływem niepożądanych zakłóceń.

Definicja głównego pojęcia

Zgodnie z koncepcją stabilności systemu stan jego równowagi wynika z braku wpływu na niego czynników zakłócających. W tej sytuacji różnica między stanem nastawionym a rzeczywistym dąży do zera. Stabilność to jego zdolność do powrotu do pierwotnego stanu równowagi po zakończeniu perturbacji, która doprowadziła do jej naruszenia. Układ niestabilny pod wpływem zakłócenia oddala się od stanu równowagi lub oscyluje, którego amplituda stopnioworośnie.

stabilność i finanse
stabilność i finanse

Warunki stabilności

Dla stabilności systemu ze stałym czasem muszą być spełnione następujące dwa warunki:

  1. Ona utworzy ograniczone dane wyjściowe dla każdego wejścia; jeśli nie ma wejścia, wyjście musi wynosić zero, niezależnie od jakichkolwiek warunków początkowych.
  2. Stabilność systemu można nazwać stabilnością absolutną lub względną. Przedstawiony termin jest używany w odniesieniu do badania, w którym porównuje się określone wielkości, ich warunki pracy. Stabilność to wynik końcowy stworzony przez wynik.

Jeżeli dane wyjściowe systemu są nieskończone, nawet po zastosowaniu do nich skończonych danych wejściowych, mówi się, że system jest niestabilny, tj. z natury stabilny, ma ograniczone zakończenie, gdy zastosowany jest ograniczony start sam.

W tym przypadku wejście jest rozumiane jako różne punkty zastosowania wpływu środowiska zewnętrznego na system. Wyjście jest produktem końcowym jego działalności, który ma postać przekształconych danych wejściowych.

W ciągłym liniowym systemie czasu, warunek stabilności można zapisać dla określonej odpowiedzi impulsowej.

Gdy jest dyskretny, indeks stabilności można również zapisać dla określonej odpowiedzi impulsowej.

Dla niestabilnych warunków zarówno w systemach ciągłych, jak i ograniczonych, te wyrażenia będą nieskończone.

Rodzaje stabilności i zakłóceń

Pod statycznymStabilność systemu rozumiana jest jako jego zdolność do zapewnienia przywrócenia pierwotnego (lub zbliżonego) reżimu po niewielkich perturbacjach. W ramach koncepcji przedstawionej w tym kontekście rozważają fluktuację, która wpływa na jego zachowanie, niezależnie od tego, gdzie pojawia się fala lub spadek i jaka jest ich wielkość. Na tej podstawie te tryby, które są zbliżone do początkowego, pozwalają uznać go za liniowy.

Dynamiczna stabilność systemów to zdolność tych ostatnich do przywrócenia stanu początkowego po dużym zakłóceniu.

Pod dużą fluktuacją rozumiany jest taki ruch, którego charakter oddziaływania i odpowiadające mu zachowanie określają czas istnienia, wielkość i miejsce jego wystąpienia.

Na tej podstawie system w tym zakresie jest zdefiniowany jako nieliniowy.

zamknięty system
zamknięty system

Kryteria określające zrównoważony rozwój

Głównym warunkiem stabilności układu liniowego nie jest natura zaburzenia, ale jego struktura. Uważa się, że ta stabilność „w małym” jest określana, jeśli jej granice nie są ustalone. Stabilność „na dużą” określają granice i zgodność rzeczywistych odchyleń z tymi ustalonymi granicami.

W celu określenia stabilności systemu stosuje się następujące kryteria:

  • kryterium główne;
  • Kryterium Stodola;
  • Kryterium Hurwitza;
  • Kryterium Nyquista;
  • Kryterium Michajłowa i inne

Kryterium korzeniowe i technika oceny Stodoły służą do określenia stabilności poszczególnych linkówi systemy otwarte. Kryterium Hurwitza jest algebraiczne i umożliwia bezzwłoczne określenie stabilności układów zamkniętych. Kryteria Nyquista i Michajłowa to kryteria częstotliwości. Służą do określania stabilności systemów zamkniętych w oparciu o ich charakterystykę częstotliwościową.

Równowaga systemu
Równowaga systemu

Kryterium główne

Pozwala na określenie stabilności systemu na podstawie postaci transmitancji. Jego właściwości behawioralne są opisane przez charakterystyczny wielomian (mianownik transmitancji). Jeśli przyrównamy mianownik do zera, pierwiastki z otrzymanego równania pozwolą nam określić stopień stabilności.

Zgodnie z tym kryterium układ liniowy będzie stabilny, jeśli wszystkie pierwiastki równania znajdują się w lewej półpłaszczyźnie. Jeżeli co najmniej jeden z nich znajduje się na granicy stateczności, to również będzie na granicy. Jeśli przynajmniej jeden z nich znajduje się w prawej półpłaszczyźnie, system można uznać za niestabilny.

Kryterium Stodola

Wynika to z definicji głównej. Zgodnie z kryterium Stodoli układ liniowy można uznać za stabilny, jeśli wszystkie współczynniki wielomianu są dodatnie.

Kryterium Stodoły
Kryterium Stodoły

Kryterium Hurwitza

To kryterium jest używane dla charakterystycznego wielomianu systemu zamkniętego. Zgodnie z tą techniką wystarczającym warunkiem stabilności jest fakt, że wartość wyznacznika i wszystkich głównych przekątnych podrzędnych macierzy jest większa od zera. Jeśli przynajmniej jeden z nich jest równyzero, jest rozpatrywany na granicy stabilności. Jeśli istnieje co najmniej jeden negatywny wyznacznik, należy go uznać za niestabilny.

Kryterium Nyquista

Podstawą tej techniki jest konstrukcja krzywej łączącej końce wektora zmiennej, która wyświetla transmitancję. Sformułowanie kryterium jest następujące: układ zamknięty jest uważany za stabilny, jeśli krzywa funkcji nie obejmuje punktu o współrzędnych (-1, j0) na płaszczyźnie zespolonej.

Kryterium Nyquista
Kryterium Nyquista

System solidności finansowej

Odporność finansowa to stan, w którym system, tj. kluczowe rynki i instytucje, jest odporny na wstrząsy gospodarcze i gotowy do płynnego wykonywania swoich podstawowych funkcji, takich jak pośrednictwo w przepływach pieniężnych, zarządzanie ryzykiem i ustalenia dotyczące płatności.

Ze względu na wzajemną zależność tłumaczenia ustnego (zarówno wertykalnego, jak i poziomego) analiza musi objąć cały system pośrednictwa finansowego. Innymi słowy, oprócz sektora bankowego konieczna jest również analiza instytucji pozabankowych, które w takiej czy innej formie zajmują się pośredniczeniem. Należą do nich różnego rodzaju instytucje, w tym firmy maklerskie, fundusze inwestycyjne, ubezpieczyciele i inne (różne) podmioty. Analizując system stabilności finansowej badany jest stopień, w jakim cała struktura jest w stanie wytrzymać szoki zewnętrzne i wewnętrzne. Oczywiście szoki nie zawsze prowadzą do kryzysów, ale samo niestabilne otoczenie finansowesamo w sobie może utrudnić zdrowy rozwój gospodarki.

Różne teorie identyfikują przyczyny niestabilności finansowej. Ich znaczenie może się różnić w zależności od okresu i krajów objętych zakresem analizy. Wśród problematycznych czynników wpływających na cały system finansowy w literaturze najczęściej wymienia się:

  • szybka liberalizacja sektora finansowego;
  • nieodpowiednia polityka gospodarcza;
  • Mechanizm nieukierunkowanych kursów walut;
  • nieefektywna alokacja zasobów;
  • słaby nadzór;
  • Nieodpowiednia regulacja rachunkowości i audytu.

Możliwe przyczyny pojawiają się nie tylko zbiorowo, ale także pojedynczo lub w przypadkowej kombinacji, więc analiza stabilności finansowej jest zadaniem niezwykle trudnym. Skupienie się na poszczególnych branżach zniekształca ogólny obraz, dlatego w trakcie badania stabilności finansowej kwestie te należy rozważyć pod kątem ich złożoności.

stabilność systemu finansowego
stabilność systemu finansowego

Proces analizy stabilności systemu przedsiębiorstwa przebiega w kilku etapach.

Na początku oceniane i analizowane są bezwzględne i względne wskaźniki stabilności finansowej. W drugim etapie czynniki są rozkładane zgodnie z ich istotnością, ich wpływ jest oceniany jakościowo i ilościowo.

Wskaźniki siły finansowej przedsiębiorstw

Kondycja finansowa firmy, jej stabilność w dużej mierze zależy od optymalnej struktury źródeł kapitału, czyli relacji zadłużenia do zasobów własnych, od optymalnejstrukturę majątku firmy, a przede wszystkim stosunek majątku trwałego i obrotowego oraz stan środków i pasywów firmy.

Dlatego ważne jest zbadanie struktury źródeł kapitału podwyższonego ryzyka oraz ocena stopnia stabilności finansowej i ryzyka. W tym celu wykorzystywane są współczynniki stabilności systemu:

  • współczynnik autonomii (niezależności) - udział kapitału w bilansie;
  • współczynnik zależności - udział kapitału obcego w bilansie;
  • wskaźnik bieżącego zadłużenia - stosunek krótkoterminowych zobowiązań finansowych do bilansu;
  • wskaźnik stabilności finansowej (długoterminowa niezależność finansowa) - stosunek kapitału i zadłużenia długoterminowego do bilansu;
  • wskaźnik pokrycia zadłużenia (współczynnik wypłacalności) - stosunek kapitału do zadłużenia;
  • wskaźnik dźwigni finansowej (wskaźnik ryzyka finansowego) - stosunek zadłużenia do kapitału.
system finansowy
system finansowy

Im wyższy poziom wskaźników, takich jak autonomia, stabilność finansowa, pokrycie kapitału dłużnego, tym niższy poziom innej grupy wskaźników (zależność, bieżące zadłużenie, długoterminowe zobowiązania wobec inwestorów) i odpowiednio stabilność kondycji finansowej firmy. Dźwignia finansowa jest również nazywana dźwignią finansową.

Zalecana: