Estabilidade de sistemas: conceito, critérios e condições

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Estabilidade de sistemas: conceito, critérios e condições
Estabilidade de sistemas: conceito, critérios e condições
Anonim

Uma das principais tarefas da análise de sistemas de controle dinâmico é a solução do problema de sua estabilidade. A sua estabilidade é uma das características mais importantes do conceito de gestão. O sistema é considerado instável se não retornar à sua posição original, mas continuar a oscilar após sofrer algumas alterações na entrada ou estiver sob a influência de uma perturbação indesejada.

Definição do conceito principal

Segundo o conceito de estabilidade do sistema, o estado de seu equilíbrio é devido à ausência do impacto de fatores perturbadores sobre ele. Nesta situação, a diferença entre o estado ajustado e o estado real tende a zero. A estabilidade é a capacidade de retornar ao seu estado original de equilíbrio após o término da perturbação que levou à sua violação. Um sistema instável, devido ao impacto de uma perturbação, afasta-se do estado de equilíbrio ou oscila, cuja amplitude gradualmentesubindo.

estabilidade e finanças
estabilidade e finanças

Condições de estabilidade

Para a estabilidade de um sistema com tempo constante, as duas condições a seguir devem ser atendidas:

  1. Ela criará uma saída limitada para cada entrada; se não houver entrada, a saída deve ser zero, independentemente de quaisquer condições iniciais.
  2. A estabilidade do sistema pode ser chamada de estabilidade absoluta ou relativa. O termo apresentado é utilizado em relação a um estudo no qual são comparadas determinadas grandezas, suas condições de operação. A estabilidade é o resultado final criado pelo resultado.

Se a saída de um sistema for infinita, mesmo quando uma entrada finita for aplicada a ele, então ele será dito instável, ou seja, inerentemente estável, ele tem uma terminação limitada quando um início limitado é aplicado a próprio.

Neste caso, a entrada é entendida como vários pontos de aplicação da influência do ambiente externo no sistema. A saída é o produto final de sua atividade, que está na forma de dados de entrada transformados.

Em um sistema de tempo linear contínuo, a condição de estabilidade pode ser escrita para uma resposta de impulso particular.

Quando é discreto, o índice de estabilidade também pode ser escrito para uma determinada resposta ao impulso.

Para uma condição instável em sistemas contínuos e limitados, essas expressões serão infinitas.

Tipos de estabilidade e distúrbios

Sob estáticoA estabilidade do sistema é entendida como sua capacidade de garantir a restauração do regime original (ou próximo ao original) após uma pequena perturbação. Sob o conceito apresentado neste contexto, eles consideram uma flutuação que afeta seu comportamento, independentemente de onde o aumento ou queda apareça e qual seja sua magnitude. Com base nisso, esses modos, próximos ao inicial, permitem considerá-lo linear.

A estabilidade dinâmica dos sistemas é a capacidade deste último de restaurar o estado inicial após uma grande perturbação.

Sob uma grande flutuação entende-se tal movimento, cuja natureza da influência e seu comportamento correspondente determinam o tempo de existência, a magnitude e o local de sua ocorrência.

Com base nisso, o sistema neste intervalo é definido como não linear.

Sistema fechado
Sistema fechado

Critérios para determinar a sustentabilidade

A principal condição para a estabilidade de um sistema linear não é a natureza da perturbação, mas sua estrutura. Acredita-se que essa estabilidade "no pequeno" seja determinada se seus limites não forem estabelecidos. A estabilidade "no grande" é determinada pelos limites e pela correspondência dos desvios reais a esses limites estabelecidos.

Para determinar a estabilidade do sistema, são utilizados os seguintes critérios:

  • critério raiz;
  • Stodolacritério;
  • Critério de Hurwitz;
  • Critério de Nyquist;
  • Critério Mikhailov e outros

O critério raiz e a técnica de avaliação de Stodola são usados para determinar a estabilidade de links individuaise sistemas abertos. O critério de Hurwitz é algébrico e permite determinar sem demora a estabilidade de sistemas fechados. Os critérios de Nyquist e Mikhailov são de frequência. Eles são usados para determinar a estabilidade de sistemas fechados com base em sua resposta de frequência.

Equilíbrio do sistema
Equilíbrio do sistema

Critério raiz

Permite determinar a estabilidade do sistema, com base na forma da função de transferência. Suas propriedades de comportamento são descritas por um polinômio característico (o denominador da função de transferência). Se igualarmos o denominador a zero, as raízes da equação resultante nos permitirão determinar o grau de estabilidade.

Segundo este critério, o sistema linear será estável se todas as raízes da equação estiverem no semiplano esquerdo. Se pelo menos um deles estiver localizado no limite de estabilidade, também estará no limite. Se pelo menos um deles estiver no semiplano certo, o sistema pode ser considerado instável.

Stodola Critério

Decorre da definição da raiz. De acordo com o critério Stodola, um sistema linear pode ser considerado estável se todos os coeficientes do polinômio forem positivos.

Critério Stodola
Critério Stodola

Critério de Hurwitz

Este critério é usado para o polinômio característico de um sistema fechado. De acordo com essa técnica, uma condição suficiente para a estabilidade é o fato de o valor do determinante e de todas as diagonais principais menores da matriz ser maior que zero. Se pelo menos um deles for igualzero, é considerado no limite de estabilidade. Se houver pelo menos um determinante negativo, ele deve ser considerado instável.

Critério Nyquist

A base desta técnica é a construção de uma curva conectando as extremidades de um vetor de uma variável que apresenta a função de transferência. A formulação do critério é a seguinte: um sistema fechado é considerado estável se a curva da função não incluir um ponto com coordenadas (-1, j0) no plano complexo.

Critério de Nyquist
Critério de Nyquist

Sistema de Solidez Financeira

Resiliência financeira é o estado em que o sistema, ou seja, os principais mercados e instituições, é resiliente a choques econômicos e está pronto para desempenhar suas funções principais de intermediação de fluxo de caixa, gestão de risco e acordos de pagamento.

Por causa da relação de dependência mútua do fornecimento de interpretação (tanto vertical quanto horizontalmente), a análise deve abranger todo o sistema de intermediação financeira. Ou seja, além do setor bancário, também é necessário analisar as instituições não bancárias que estão envolvidas na intermediação de uma forma ou de outra. Estes incluem vários tipos de instituições, incluindo corretoras, fundos de investimento, seguradoras e outras (várias) entidades. Ao analisar um sistema de estabilidade financeira, estuda-se o grau em que toda a estrutura é capaz de resistir a choques externos e internos. É claro que os choques nem sempre levam a crises, mas o próprio ambiente financeiro instávelpor si só pode atrapalhar o desenvolvimento saudável da economia.

Várias teorias identificam as causas da instabilidade financeira. Sua relevância pode variar dependendo do período e dos países envolvidos no escopo da análise. Entre os fatores problemáticos que afetam todo o sistema financeiro, a literatura costuma identificar os seguintes:

  • liberalização rápida do setor financeiro;
  • política econômica inadequada;
  • Mecanismo de taxa de câmbio não direcionada;
  • alocação ineficiente de recursos;
  • supervisão fraca;
  • Regulamentação inadequada da contabilidade e auditoria.

As causas possíveis aparecem não apenas coletivamente, mas também individualmente ou em uma combinação aleatória, por isso a análise da estabilidade financeira é uma tarefa extremamente difícil. O foco em indústrias individuais distorce o quadro geral, portanto, as questões devem ser consideradas em sua complexidade no curso do estudo da estabilidade financeira.

estabilidade do sistema financeiro
estabilidade do sistema financeiro

O processo de análise da estabilidade do sistema empresarial ocorre em várias etapas.

Inicialmente, são avaliados e analisados indicadores absolutos e relativos de estabilidade financeira. Na segunda etapa, os fatores são distribuídos de acordo com sua significância, sua influência é avaliada qualitativa e quantitativamente.

Rácios de solidez financeira das empresas

A condição financeira da empresa, sua estabilidade depende em grande parte da estrutura ótima das fontes de capital, ou seja, da relação dívida/recursos próprios, naa estrutura do patrimônio da empresa e, em primeiro lugar, sobre a relação entre ativos fixos e circulantes, bem como o saldo de fundos e passivos da empresa.

Portanto, é importante estudar a estrutura das fontes de capital de risco e avaliar o grau de estabilidade financeira e risco. Para isso, são utilizados os coeficientes de estabilidade do sistema:

  • coeficiente de autonomia (independência) - a participação do capital no balanço;
  • relação de dependência - a parcela do capital emprestado no balanço patrimonial;
  • índice de endividamento corrente - o índice de passivos financeiros de curto prazo em relação ao balanço patrimonial;
  • índice de estabilidade financeira (independência financeira de longo prazo) - o índice de capital e dívida de longo prazo em relação ao balanço patrimonial;
  • índice de cobertura da dívida (índice de solvência) - a razão entre capital e dívida;
  • índice de alavancagem financeira (rácio de risco financeiro) - o rácio entre dívida e capital.
sistema financeiro
sistema financeiro

Quanto maior o nível de indicadores como autonomia, estabilidade financeira, cobertura do capital da dívida, menor o nível de outro grupo de coeficientes (dependência, dívida atual, obrigações de longo prazo com investidores) e, consequentemente, o estabilidade da situação financeira da empresa. A alavancagem financeira também é chamada de alavancagem financeira.

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