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/ NetNews Usenet Archive 1992 #30 / NN_1992_30.iso / spool / bit / listserv / csgl / 1920 < prev    next >
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Text File  |  1992-12-21  |  9.3 KB  |  204 lines

  1. Comments: Gated by NETNEWS@AUVM.AMERICAN.EDU
  2. Path: sparky!uunet!uvaarpa!darwin.sura.net!paladin.american.edu!auvm!VAXF.COLORADO.EDU!POWERS_W
  3. X-Envelope-to: CSG-L@vmd.cso.uiuc.edu
  4. X-VMS-To: @GABRIEL,@CSG
  5. MIME-version: 1.0
  6. Content-transfer-encoding: 7BIT
  7. Message-ID: <01GSJMJAWT6A006MJF@VAXF.COLORADO.EDU>
  8. Newsgroups: bit.listserv.csg-l
  9. Date:         Sun, 20 Dec 1992 16:13:52 -0700
  10. Sender:       "Control Systems Group Network (CSGnet)" <CSG-L@UIUCVMD.BITNET>
  11. From:         "William T. Powers" <POWERS_W%FLC@VAXF.COLORADO.EDU>
  12. Subject:      Gabriel on control
  13. Lines: 189
  14.  
  15. [From Bill Powers (921220.1330)]
  16.  
  17. John Gabriel (921220.1001) --
  18.  
  19. I assume that Gary won't have unsubscribed you so quickly, but
  20. I'll copy this to you direct anyway.
  21.  
  22. >I'm going to avoid the word "Control" because it has so many
  23. >different meanings.
  24.  
  25. Control seems to have more different usages than it actually has.
  26. People use this term in what seem to be quite different ways, but
  27. when you examine the circumstances in which they use the word, I
  28. think you often, maybe always, find that they have an incomplete
  29. understanding of the situation to go with the incomplete
  30. understanding of what control means. They're really assuming a
  31. complete control loop, but paying attention only to part of it
  32. and taking the rest for granted.
  33.  
  34. To see how common usages are incomplete, just ask a few questions
  35. organized around PCT.
  36.  
  37. Control is used in the sense of restraining or limiting. Consider
  38. controlling a dog by leashing it. Clearly you need an action,
  39. pulling on the leash. But suppose you weren't allowed to perceive
  40. any consequence of this action: you can't feel any pull on the
  41. leash and you can't see any dog on the end of it. This would
  42. clearly be an unsatisfactory kind of "control." You want to
  43. perceive that the dog is in fact on the end of the leash: see the
  44. dog and feel the pull. If you chain a dog in the yard, you must
  45. be able to see that the chain is attached between a stake and the
  46. dog and that the dog remains on the end of the chain and the
  47. stake remains in the ground. If you can't perceive those things,
  48. you feel uneasy about claiming that the dog is under control.
  49.  
  50. Control is used in the sense of a "control experiment." You do a
  51. control experiment by duplicating every condition except the one
  52. you manipulate for the real experiment. Suppose you were allowed
  53. to do a control experiment, but were not allowed to see the
  54. results. Would you still think of it as a control experiment?
  55.  
  56. Control is used to describe the relationship between an authority
  57. and a subordinate. Would the authority feel that commanding a
  58. subordinate's  action amounted to control if there were never a
  59. report on or observation of the action or its effects?
  60.  
  61. Control is used in the sense of "determine." The temperature of
  62. reactants controls the rate of the reaction, because the reaction
  63. rate is a function of temperature. If you were not allowed to
  64. perceive either the temperature or the reaction rate, would you
  65. be able to claim that temperature was in fact controlling the
  66. reaction rate? More subtly, could you say that the reaction rate
  67. was controlled if you weren't both perceiving it and comparing it
  68. with some reference reaction rate?
  69.   A control is something like a steering wheel or a brake pedal.
  70. When a control is operated, it has an effect on something, like
  71. speed. But does the control by itself bring the speed to some
  72. specified value? Could you use the brake pedal as a control of
  73. the car's speed if you could not somehow perceive the car's
  74. speed?
  75.  
  76. I won't drag this out. In all the cases I find as synonyms of
  77. control in a thesaurus, the meaning would become irrelevant if
  78. perception of the consequences weren't allowed and if there
  79. weren't a preferred, expected, or desired state of the
  80. consequences. In all such situations, the speaker is taking for
  81. granted the perception and the reference level. Normal usages of
  82. control amount to synecdoche: referring to a whole by mentioning
  83. some part of it.
  84.  
  85. Even in the technical world, this sort of synecdoche happens. I
  86. have heard people talk about "open-loop control." But suppose you
  87. design an open-loop controller, and are allowed to see only the
  88. input that you give it, not its output effects. You would be
  89. unable to calibrate it, and while it was operating you would not
  90. know (perceive) whether it was having the effect it was supposed
  91. to have (i.e., the reference condition).
  92.  
  93. I think that when people use the word control, there is ALWAYS a
  94. closed loop involved or implied even when it's not mentioned. In
  95. the background there is always someone perceiving the result and
  96. comparing it with an intended or desired result.
  97. --------------------------------------
  98. >The term "Reference Signal" is replaced by "Desired State (of
  99. >the observed environment)" for similar reasons. The term
  100. >"Reference" has Rock of Gibraltar like connotations, but I
  101. >think we can all agree it's possible to change our desires from
  102. >time to time, just as the BCP signal topology allows and
  103. >encourages - i.e. the "desire" comes from within, not from
  104. >without.
  105.  
  106. Reference signals in the HPCT model are continuously adjustable;
  107. they are the means by which higher systems act to control their
  108. perceptions. A reference signal is not supposed to connote
  109. something fixed. It is simply the momentary target toward which
  110. perceptions are being adjusted. We often say "desired state".
  111. ---------------------------------------------------
  112. >Thus we begin with two states of the external environment,
  113. >Desired (D), and Perceived (P).
  114.  
  115. This is right in terms of commonsense usage, but in the model we
  116. explicitly recognize that all the system knows about its
  117. environment is represented by its internal perceptual signals. So
  118. we would say that we begin with two states of perception, not of
  119. the environment: the actual perception, and the reference
  120. perception embodied as an adjustable reference signal.
  121.  
  122. You say that for the unified theory it is sufficient for D and P
  123. to have "representations" in the mathematical sense, as points  in a "metric
  124.  space". This presumes that we know what D and P
  125. "really are" outside the perceptual system -- that is, it assumes
  126. that we know how to take the inverse of the perceptual functions
  127. that lie between our perceptions and the world from which they
  128. are drawn. My view is that D and P are ALREADY representations in
  129. a metricized perceptual space at the time we become aware of
  130. them. The problem of perception is not to translate from real-
  131. world or objective variables to the perceptions that we assume to
  132. represent them in the brain, but to translate from the
  133. perceptions that we experience BACK to the hypothetical objective
  134. world which we assume to underlie the phenomena -- the world we
  135. imagine in terms of physical models. The real world is the
  136. inverse of an unknown function of the variables we experience.
  137.  
  138. Skipping ahead:
  139.  
  140. >Now the central thesis of BCP can be stated.
  141.  
  142. >        People behave to move P closer to D, where this is
  143. >        possible at an acceptable cost.
  144.  
  145. The term "acceptable cost" hides the rest of the story: cost in
  146. terms of what variables, and relative to what reference states,
  147. and in whom?
  148.  
  149. I would generalize it more or less this way:
  150.  
  151.         People behave to move P[i] closer to D[i], where this is
  152. does not cause the set of all P[k] to move significantly away
  153. from D[k], k <> i.
  154.  
  155. If you like, you can let k range over people as well as within
  156. people.
  157.  
  158. "Significance" of a deviation of P[k] from D[k] is evaluated in
  159. terms of error sensitivity: how much corrective action results
  160. from a unit of deviation. Thus we don't count a deviation as a
  161. cost if a person makes no effort to correct it.
  162.  
  163. In this way we get rid of the quasi-objective connotations of
  164. "cost," and cast the whole process in terms of the system's own
  165. operations and internal goals.
  166.  
  167. >Notice this is a constrained minimisation process. Also unlike
  168. >the error P-R of BCP, DP is always positive, and may not always
  169. >attain the desired minimum of zero.
  170.  
  171. "Minimization" of DP is not an effective mode of control, because
  172. a departure from minimum doesn't contain the information needed
  173. to direct action the right way. A system that simply "minimizes
  174. error" without regard to its sign would have to use some sort of
  175. hill-climbing strategy to get the sign of the output right. The
  176. error signal in BCP is signed for a good reason.
  177.  
  178. Furthermore, to say that DP is minimized doesn't pin down the
  179. state of D or of P at which this happens. In fact, during control  it is
  180.  normally not minimized. If I desire to be eating 3 units of
  181. ice cream and perceive myself eating 3 units of ice cream, the
  182. error becomes 0 but DP becomes 9. Actually the minimum of DP
  183. would occur in a state of large error: e.g., D = 3 and P = 0, or
  184. P = 3 and D = 0. Somehow I don't think that the system tries to
  185. minimize DP. Why would it try to do that?
  186.  
  187. >But the version of control theory used in BCP does in fact
  188. >minimise DP for the cases considered in practice.
  189.  
  190. No, it minimizes |D - P|, which is not at all the same thing as
  191. minimizing DP. And it doesn't "minimize" anyway; that's a side-
  192. effect. The response of a control system to D - P is SIGNED, so
  193. there is no need for hill-climbing or other such ways of
  194. achieving minima. Naturally, if you make P approach D, then
  195. |D-P| is in fact minimized even though the system does not
  196. calculate that absolute value. But I can't think of any case in
  197. which DP would be minimized unless D = 0.
  198.  
  199. Enough for one post. Take a nap.
  200.  
  201. Best,
  202.  
  203. Bill P.
  204.