
Systèmes de contrôle à rétroaction

En 1824, le cycle de Carnot posait un défi d'ingénierie : comment maintenir les températures de fonctionnement des fluides chauds et froids de l' installation mécanique ? En 1868, James Clerk Maxwell présenta un cadre et une solution partielle au problème du contrôle de la vitesse de rotation d'une installation mécanique. La solution de Maxwell reprenait celle du modérateur centrifuge de James Watt (1784) (noté élément Q ) permettant de maintenir (mais non d'imposer) la vitesse constante d'une installation mécanique (c'est-à-dire que, selon la définition de Maxwell, Q représente un modérateur, mais pas un régulateur).
L'approche de Maxwell, qui linéarisait les équations du mouvement du système, a permis d'obtenir une méthode de résolution efficace. Norbert Wiener a identifié cette approche comme une influence sur ses études de cybernétique pendant la Seconde Guerre mondiale et a même proposé de traiter certains sous-systèmes étudiés comme des boîtes noires . Les méthodes de résolution des systèmes d'équations deviennent alors l'objet d'études, comme dans les systèmes de commande par rétroaction , la théorie de la stabilité , les problèmes de satisfaction de contraintes , l' algorithme d'unification , l'inférence de types , etc.
La pensée systémique, née des contributions visionnaires du biologiste théoricien Ludwig von Bertalanffy , de l’informaticien Jay Forrester et de leurs contemporains, a atteint son apogée dans les années 1990 avec la publication de l’ouvrage fondamental de Peter Senge , La Cinquième Discipline , un jalon dans l’exploration intellectuelle.
Applications
- « Alors, comment modifier la structure des systèmes pour produire davantage de ce que l’on souhaite et moins de ce qui est indésirable ?… Jay Forrester, du MIT , aime à dire que le manager moyen peut… deviner avec une grande précision où chercher les points d’action — les endroits du système où un petit changement pourrait entraîner un changement important de comportement. » — Donella Meadows , (2008) Thinking In Systems: A Primer p. 145
Caractéristiques


-Walls & Flach (2025)
- Les sous-systèmes font partie d'un système plus vaste, mais chacun constitue un système à part entière. Chacun peut souvent être décrit de manière réductrice, avec des propriétés obéissant à ses propres lois, comme le Système du Monde de Newton, dans lequel des planètes entières , des étoiles et leurs satellites peuvent être traités, parfois de manière scientifique, comme des systèmes dynamiques, entièrement mathématiques, comme le démontre l'équation de Johannes Kepler (1619) pour l'orbite de Mars avant la parution des Principia de Newton en 1687.
- Les boîtes noires sont des sous-systèmes dont le fonctionnement peut être caractérisé par leurs entrées et sorties, sans autre détail .
Systèmes particuliers
- Des systèmes politiques ont été identifiés dès les millénaires précédant notre ère.
- Des systèmes biologiques ont été identifiés dans la lagune d'Aristote vers 350 av. J.-C.
- Les systèmes économiques ont été reconnus dès 1776.
- Les systèmes sociaux ont été reconnus aux XIXe et XXe siècles de notre ère.
- Les systèmes radar ont été développés pendant la Seconde Guerre mondiale sous forme de sous-systèmes ; ils étaient composés de sous-systèmes d'émetteur , de récepteur , d'alimentation et de traitement du signal , pour se défendre contre les attaques aériennes.
- Il a été démontré par Aleksandr Lyapunov en 1892 que les systèmes dynamiques d' équations différentielles ordinaires présentaient un comportement stable étant donné une fonction de contrôle de Lyapunov appropriée .
- Les systèmes thermodynamiques ont été étudiés dès le XVIIIe siècle, époque à laquelle on a découvert que la chaleur pouvait être créée sans limite, mais que, pour les systèmes fermés , les lois de la thermodynamique pouvaient être formulées. Ilya Prigogine (1980) a identifié des situations dans lesquelles des systèmes loin de l'équilibre peuvent présenter un comportement stable ; une fois qu'une fonction de Lyapunov a été identifiée, le futur et le passé peuvent être distingués, et l'activité scientifique peut commencer.
Systèmes loin de l'équilibre
[ sont loin d'être en équilibre . L'homéostasie est l'analogue de l'équilibre pour un système vivant ; le concept a été décrit en 1849 et le terme a été inventé en 1926.
s'auto-organisent ;
hiérarchique .
Cadres et méthodologies
Les cadres et méthodologies de la pensée systémique comprennent :
- Heuristiques des systèmes critiques : en particulier, il peut y avoir douze catégories limites pour les systèmes lors de l'organisation de sa pensée et de ses actions.
- La pensée systémique critique , y compris l' approche EPIC .
- DSRP , un cadre de pensée systémique qui tente de généraliser toutes les autres approches.
- Ingénierie ontologique de la représentation, dénomination formelle et définition des catégories, et des propriétés et relations entre les concepts, les données et les entités.
- Méthodologie des systèmes souples , incluant l' approche CATWOE et les représentations visuelles riches .
- Conception systémique , par exemple en utilisant l' approche du double diamant .
- Dynamique systémique des stocks, des flux et des boucles de rétroaction internes .
- Modèle de système viable : utilise 5 sous-systèmes.