Výzkumný záměr.                                                                                     

Navrhovatel.:  Doc. Ing. Miroslav Barvíř CSc

Bývalé pracoviště:  VUT - FEI - ÚAMT Brno, Božetěchova 2

Název tematu:  Synergetika dynamických systémů.

Úvod.

            Při zpětném hodnocení dynamického pohybu v přírodě nás udivuje jednotný charakter chování v jednotlivých oborech. Je známo, že příroda ekonomizuje svoji činnost ve smyslu minima spotřeby energie. Fyzikální výklad této optimální úlohy není všeobecně znám a jsou obory, které se příčinnému výkladu dynamického chování neúprosně brání.

            Lidská přítomnost se do změny pohybu dynamiky promítá tím, že využívá energii, která je v okolí systému k dispozici. Tuto činnost nazýváme řízením. Množství energie v přírodě je omezeno a proto je žádoucí zbývající energie využívat velmi úsporně. Proto se rozvíjí syntéza optimálních systémů. Z globálního hlediska se tato problematika projevuje stále významněji při řízení zejména ekonomických a společenských systémů.

            Základní přístup lze sledovat u přírodovědných oborů. Pro pohyb dynamického systému je vždy k dispozici pouze omezená energie. Ta odráží okamžitý rozvoj vědy a techniky a přístupnost přírodních zdrojů.

            Návrh výzkumného záměru.

            V předloženém záměru bude sledována problematika chování dynamických systémů. Vycházet se bude z příznakových energetických funkcí, které vstupují do popisu chování založené na Lagrangeově diferenciální rovnici /1/. V podstatě filozofický přístup nám dovoluje studovat a objasňovat obecné souvislosti dynamického chování při potlačení speciálních oborových pohledů. Půjde o vytvoření synergetického přístupu k výkladu dynamiky chování. Chceme studovat podobný cíl, jako ke konci života sledoval Albert Einstein ve své unitární teorii /2/. Hodláme však přistupovat k řešení metodami, které jsou přístupnější pro inženýrské specializace. Půjde zejména o důkladnou analytickou znalost fyzikálního problému a následné vyšetření pomocí simulace na číslicových počítačích.

            Bylo by obzvláště povzbuzující, kdyby se podařilo zapojit do těchto prací odborníky různých oborů. Je reálná naděje inspirace vytvoření ústavu v Technologickém parku VUT v Brně, který by se dlouhodobě zabýval těmito problémy.

            Tematické záměry výzkumu.

            1. Pohyb systému při využití analyzy příznakových energetických funkcí.

            Vedle klasických Lagrangeových a Hamiltonových funkcí budou sledovány funkce, které dovolují řešit optimální pohyb na základě zadaných okrajových bodů a volbě zvoleného kriteria. V tomto případě se ukazuje možným snížit význam variačního počtu pro určování optimálních pohybových trajektorií.

            Fyzikálně správně popsaná úloha dovoluje na počítači snadno sledovat optimální trajektorie pro libovolnou změnu parametrů a vazeb na okolí.

            2. Analogie stavových parametrů pro získávání popisu dynamických

                systémů.

            Vzhledem k tomu, že se popis dynamiky opírá o Lagrangeovy a Hamiltonovy funkce je velmi snadné vytvářet analogie mezi jednotlivými obory. Lze snadno vysvětlit seriovou a paralelní analogii /3/.

            Lze vytvořit sobě si odpovídající parametry v jednotlivých fyzikálních i nefyzikálních oborech. Tímto se vytváří společný synergetický základ pro tvorbu nové dynamické teorie.

            3. Společný obecný výklad řízení systémů.

            Dlouholetý vývoj studia dynamiky systémů rozdělil tyto na lineární, nelineární, diskretní a statistické systémy. Tyto se studují zcela samostatně a návaznost je dána zvyšující se složitostí pro všechny obory. Jde o zpracování různých tvarů procházejících signálů při průchodu dynamickým systémem.

            Cílem je vytvoření obecného společného teoretického základu. Opírat se bude o znalost okamžitého vnitřního stavu, znalosti okrajových podmínek a znalosti zvoleného kriteria. Úloha je snadno řešitelná pomocí vyhodnocení energetického stavu.

            4. Optimalizace za přítomnosti konečné energie v systému.

            Současný přístup nebere při vyšetřování dynamiky ohled na konečnou energii, která je pro k dispozici pro pohyb. Zejména je tomu tak pro technicky realizovatelné systémy. Příznačné a dominantní je to však zejména pro ekonomické a společenské systémy, které jsou velmi rozsáhlé a energeticky náročné.

            Protože se nevysvětlují a nestudují rozvoje dynamických systémů při omezených podmínkách, vznikají zcela nové globalizační problémy. Zvyšuje se revoluční aktivita národů a širokých mas, kterým se nedostává informací o správném řízení společnosti.

            5. Průnik výzkumného záměru do pedagogické praxe.

            Průběžně je možné publikovat a tím přiblížit výsledky a průběh získávaných výsledků studia do pedagogické praxe. Velmi důležité je formování vědecké a pedagogické komunity.  

            Cílem výzkumného záměru je zpracování obecného přístupu k novému řešení optimalizačních úloh. Výklad je bezpodmínečně nutno dokládat praktickými simulačně řešenými příklady z různých oborů. Žádoucí je vytvoření kolektivu, který by se snažil zveřejňovat na počítacích tyto přístupy. Nejlépe pak v rámci internetových skript v českém a anglickém jazyce.

            Dále je nutné pro tento výzkumný záměr vytvořit internetovou stránku, kde by probíhal vzájemný korespondenční styk odborníků na toto téma. To by prospělo k rychlejšímu rozvoji tohoto záměru.

            Je nutné vytvořit přátelské a maximálně jednoduché programové počítačové vybavení. Mělo by umožňovat řešení problémů vzájemně propojených systémů do žádoucí volitelné hloubky. Programy zařadit do skupiny světově používaných řešení dynamických problémů.

            Význam projektu.

            Význam těchto prací spočívá v tom, že by měla vyhledat a soustředit spolupracovníky, kteří si v současné době programově kladou za cíl vysvětlit, sjednotit a zpřístupnit veřejnosti dynamiku fyzikálních a nefyzikálních systémů. Umožňovalo by to pak přistupovat k výkladu dynamického chování pomocí jednotné metodiky a terminologie. Formuloval by se tak nový synergetický přístup k řešení dynamických úloh a prohlubovala by se odborná komunikace mezi vědeckými pracovníky a studenty různých oborů.

            Zcela otevřeně se v řadě oborů hovoří o tom, že dosud nebyla vypracována obecná teorie dynamických systémů, která by dovolovala řešit dílčí problémy jednotlivých oborů. Pomoc při řešení těchto úloh je možné hledat v rozvoji stávajících metod z teoretické kybernetiky. Proto je nutné propracovat tyto metody tak, aby jej mohli úspěšně využívat pro syntézu optimálních systémů i pracovníci, kteří ukončili svá studia na bakalářském stupni vysoké školy.

Literatura:

            /1/  Barvíř M.: Provázanost ekonomické teorie s přístupy Tomáše Bati.

                                      Internet Explorer ----- www. pospolitost. cz

            /2/  Kuzněcov B.G.: Einstein, - život, -smrt, -nesmrtelnost

                                      Státní pedagogické nakladatelství, Praha 1986

            /3/  Barvíř M.: Modelování a identifikace

                                      Skripta VUT FE Brno,  1991

V Brně 16.4.2000.                                            Navrhovatel

                                                                        Doc. Ing. Barvíř Miroslav CSc

Předáno:   Prof. Ing. Petru Vavřínovi, DrSc, emeritní rektor VUT v Brně

                 (jako námět na studijní program  pro Univerzitu Třetího Věku  a dosud nebylo využito)