Stabilità dei sistemi: concetto, criteri e condizioni

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Stabilità dei sistemi: concetto, criteri e condizioni
Stabilità dei sistemi: concetto, criteri e condizioni
Anonim

Uno dei compiti principali dell'analisi dei sistemi di controllo dinamico è la soluzione del problema della loro stabilità. La loro stabilità è una delle caratteristiche più importanti del concetto di gestione. Il sistema è considerato instabile se non ritorna alla sua posizione originale, ma continua ad oscillare dopo aver subito alcune modifiche in ingresso, o è sotto l'influenza di una perturbazione indesiderata.

Definizione del concetto principale

Secondo il concetto di stabilità del sistema, lo stato del suo equilibrio è dovuto all'assenza dell'impatto di fattori di disturbo su di esso. In questa situazione, la differenza tra lo stato impostato e quello effettivo tende a zero. La stabilità è la sua capacità di tornare al suo stato di equilibrio originario dopo che è cessata la perturbazione che ha portato alla sua violazione. Un sistema instabile, a causa dell'impatto di un disturbo, si allontana dallo stato di equilibrio o oscilla, la cui ampiezza gradualmentein aumento.

stabilità e finanza
stabilità e finanza

Condizioni di stabilità

Per la stabilità di un sistema a tempo costante, devono essere soddisfatte le seguenti due condizioni:

  1. Creerà un output limitato per ogni input; in assenza di input, l'output deve essere zero, indipendentemente da eventuali condizioni iniziali.
  2. La stabilità del sistema può essere definita stabilità assoluta o relativa. Il termine presentato viene utilizzato in relazione a uno studio in cui vengono confrontate determinate quantità, le loro condizioni operative. La stabilità è il risultato finale creato dal risultato.

Se l'output di un sistema è infinito, anche quando gli viene applicato un input finito, si dirà che è instabile, cioè intrinsecamente stabile, ha una terminazione limitata quando viene applicato un inizio limitato a stesso.

In questo caso, l'input è inteso come vari punti di applicazione dell'influenza dell'ambiente esterno sul sistema. L'output è il prodotto finale della sua attività, che è sotto forma di dati di input trasformati.

In un sistema a tempo lineare continuo, la condizione di stabilità può essere scritta per una particolare risposta all'impulso.

Quando è discreto, l'indice di stabilità può anche essere scritto per una particolare risposta all'impulso.

Per una condizione instabile sia nei sistemi continui che limitati, queste espressioni saranno infinite.

Tipi di stabilità e disturbi

Sotto staticoLa stabilità del sistema è intesa come la sua capacità di assicurare il ripristino del regime originario (o prossimo all'originario) dopo una piccola perturbazione. Sotto il concetto presentato in questo contesto, considerano una fluttuazione che influisce sul suo comportamento, indipendentemente da dove appare l'impennata o dalla caduta e quale sia la loro entità. In base a ciò, queste modalità, vicine a quella iniziale, ci permettono di considerarla lineare.

La stabilità dinamica dei sistemi è la capacità di questi ultimi di ripristinare lo stato iniziale dopo un grande disturbo.

Sotto una grande fluttuazione si intende un tale movimento, la natura dell'influenza del quale e il suo comportamento corrispondente determinano il tempo di esistenza, l'entità e il luogo del suo verificarsi.

In base a ciò, il sistema in questo intervallo è definito come non lineare.

sistema chiuso
sistema chiuso

Criteri per la determinazione della sostenibilità

La condizione principale per la stabilità di un sistema lineare non è la natura della perturbazione, ma la sua struttura. Si ritiene che questa stabilità "nel piccolo" sia determinata se i suoi confini non sono stabiliti. La stabilità "in grande" è determinata dai limiti e dalla corrispondenza degli scostamenti reali a questi limiti stabiliti.

Per determinare la stabilità del sistema, vengono utilizzati i seguenti criteri:

  • criterio principale;
  • Criterio Stodola;
  • Criterio di Hurwitz;
  • Criterio di Nyquist;
  • Criterio Mikhailov e altri

Il criterio radice e la tecnica di valutazione di Stodola vengono utilizzati per determinare la stabilità dei singoli collegamentie sistemi aperti. Il criterio di Hurwitz è algebrico e consente di determinare la stabilità di sistemi chiusi senza indugio. I criteri di Nyquist e Mikhailov sono quelli di frequenza. Sono usati per determinare la stabilità dei sistemi chiusi in base alla loro risposta in frequenza.

Equilibrio del sistema
Equilibrio del sistema

Criterio radice

Ti permette di determinare la stabilità del sistema, in base alla forma della funzione di trasferimento. Le sue proprietà di comportamento sono descritte da un polinomio caratteristico (il denominatore della funzione di trasferimento). Se uguagliamo il denominatore a zero, le radici dell'equazione risultante ci permetteranno di determinare il grado di stabilità.

Secondo questo criterio, il sistema lineare sarà stabile se tutte le radici dell'equazione sono nel semipiano sinistro. Se almeno uno di essi si trova sul confine di stabilità, sarà anche al limite. Se almeno uno di essi si trova nel semipiano destro, il sistema può essere considerato instabile.

Criterio Stodola

Segue dalla definizione radice. Secondo il criterio di Stodola, un sistema lineare può essere considerato stabile se tutti i coefficienti del polinomio sono positivi.

Criterio Stodola
Criterio Stodola

Criterio di Hurwitz

Questo criterio viene utilizzato per il polinomio caratteristico di un sistema chiuso. Secondo questa tecnica, condizione sufficiente per la stabilità è il fatto che il valore del determinante e di tutte le principali diagonali minori della matrice sia maggiore di zero. Se almeno uno di loro è ugualezero, è considerato sul confine di stabilità. Se c'è almeno un determinante negativo, dovrebbe essere considerato instabile.

Criterio di Nyquist

La base di questa tecnica è la costruzione di una curva che collega gli estremi di un vettore di una variabile che visualizza la funzione di trasferimento. La formulazione del criterio è la seguente: un sistema chiuso è considerato stabile se la curva della funzione non racchiude un punto di coordinate (-1, j0) sul piano complesso.

Criterio di Nyquist
Criterio di Nyquist

Sistema di solidità finanziaria

La resilienza finanziaria è lo stato in cui il sistema, ovvero i mercati e le istituzioni chiave, è resiliente agli shock economici e pronto a svolgere senza problemi le sue funzioni principali di intermediazione dei flussi di cassa, gestione del rischio e modalità di pagamento.

A causa del rapporto di dipendenza reciproca del fornire interpretazione (sia in verticale che in orizzontale), l'analisi deve coprire l'intero sistema di intermediazione finanziaria. In altre parole, oltre al settore bancario, è necessario analizzare anche gli istituti non bancari coinvolti nell'intermediazione in una forma o nell' altra. Questi includono numerosi tipi di istituzioni, comprese società di intermediazione, fondi di investimento, assicuratori e altre (varie) entità. Quando si analizza un sistema di stabilità finanziaria, si studia il grado in cui l'intera struttura è in grado di resistere a shock esterni e interni. Naturalmente, gli shock non sempre portano a crisi, ma lo stesso ambiente finanziario instabileda solo può ostacolare il sano sviluppo dell'economia.

Diverse teorie identificano le cause dell'instabilità finanziaria. La loro rilevanza può variare a seconda del periodo e dei paesi coinvolti nell'ambito dell'analisi. Tra i fattori problematici che interessano l'intero sistema finanziario, la letteratura individua solitamente i seguenti:

  • liberalizzazione rapida del settore finanziario;
  • politica economica inadeguata;
  • Meccanismo di cambio non mirato;
  • allocazione inefficiente delle risorse;
  • svista debole;
  • Regolamentazione inadeguata della contabilità e della revisione contabile.

Le possibili cause compaiono non solo collettivamente, ma anche individualmente o in una combinazione casuale, quindi l'analisi della stabilità finanziaria è un compito estremamente difficile. L'attenzione ai singoli settori distorce il quadro generale, quindi le questioni devono essere considerate nella loro complessità nel corso dello studio della stabilità finanziaria.

stabilità del sistema finanziario
stabilità del sistema finanziario

Il processo di analisi della stabilità del sistema aziendale si svolge in più fasi.

Inizialmente vengono valutati e analizzati gli indicatori assoluti e relativi della stabilità finanziaria. Nella seconda fase, i fattori sono distribuiti in base alla loro significatività, la loro influenza è valutata qualitativamente e quantitativamente.

Rapporto di forza finanziaria delle imprese

La condizione finanziaria dell'impresa, la sua stabilità, dipendono in gran parte dalla struttura ottimale delle fonti di capitale, ovvero dal rapporto tra debito e risorse proprie, dall'ottimalela struttura del patrimonio aziendale e, in primo luogo, il rapporto tra attività fisse e correnti, nonché il saldo dei fondi e delle passività della società.

Pertanto, è importante studiare la struttura delle fonti di capitale di rischio e valutare il grado di stabilità finanziaria e di rischio. A tale scopo vengono utilizzati i coefficienti di stabilità del sistema:

  • coefficiente di autonomia (indipendenza) - la quota di capitale in bilancio;
  • rapporto di dipendenza - la quota di capitale preso in prestito nel bilancio;
  • rapporto di indebitamento corrente - il rapporto tra le passività finanziarie a breve termine e lo stato patrimoniale;
  • indice di stabilità finanziaria (indipendenza finanziaria a lungo termine) - il rapporto tra capitale e debito a lungo termine rispetto al bilancio;
  • rapporto di copertura del debito (indice di solvibilità) - il rapporto tra capitale e debito;
  • indice di leva finanziaria (indice di rischio finanziario) - il rapporto tra debito e capitale.
sistema finanziario
sistema finanziario

Maggiore è il livello di indicatori quali autonomia, stabilità finanziaria, copertura del capitale di debito, minore è il livello di un altro gruppo di coefficienti (dipendenza, debito corrente, obbligazioni a lungo termine verso gli investitori) e, di conseguenza, il stabilità della situazione finanziaria della società. La leva finanziaria è anche chiamata leva finanziaria.

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