Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Интеллектуальные автоматизированные системы управления технологическими объектами

Структуризация интеллектуальных систем управления с прогнозированием

Отличительная особенность интеллектуальных систем управления (ИнтСУ) состоит в том, что для выработки управляющих воздействий, в них используются различные формы и способы извлечения, хранения, обработки и представления знаний. Они должны обладать развитыми возможностями по анализу и распознаванию обстановки, формированию цели, планированию последовательности действий, а также выработке оперативных управляющих воздействий, соответствующих цели. При этом одной из основополагающих функций ИнтСУ является прогнозирование [57-77].

ИнтСУ сложными динамическими объектами на базе интеграции экспертных систем и искусственных нейронных сетей.

ИнтСУ, использующие в своем составе динамическую экспертную подсистему, относятся к классу управляющих систем, обладающих свойством «интеллектуальности в большом», если в них прогнозируются состояния объекта, его внешние и выходные воздействия, а также удовлетворяются принципы интегрированности, открытости, иерархичности, живучести [3, 4].

Схема такой ИнтСУ представлена на рисунке 8, где приняты следующие обозначения: w?(t), wJO), UD(t), Y°(t), SD(t) - действительные (D) значения векторов-функций контролируемых (К) и неконтролируемых (Н) внешних воздействий, управляющих и выходных воздействий, состояний технологического объекта управления в момент времени t; W^(t), UH(t), YM(t), SH(t) - измеренные (И) значения векторов внешних, управляющих и выходных воздействий, а также состояний объекта управления; Z(t) = {WK (t), u(t), Y(t), S(t)} - вектор оценок соответствующих переменных объекта управления; НИ - неинструментальная информация; ИБ - интерфейсный блок.

Структура ИнтСУ состоит из следующих подсистем:

  • 1) динамическая экспертная подсистема (ДЭП), представленная базой знаний (БЗ), подсистемой логического вывода, подсистемой объяснений, интеллектуальным решателем, планировщиком и интерфейсными блоками. Наиболее сложные функции по принятию решений с помощью подсистемы логического вывода, а также БЗ реализуются интеллектуальным решателем. Интеллектуальный планировщик составляет рациональную последовательность действий, необходимых для определения управлений U(t). Интеллектуальный интерфейс является средством связи ДЭП с экспертом через инженера по знаниям и используется для ее обучения посредством передачи знаний, а также для контроля за деятельностью автоматической части системы и оказания ей помощи, если она обращается к эксперту в нештатных ситуациях;
  • 2) подсистема моделирования, предназначенная для условного и безусловного прогнозирования (прогнозатор), ретроспективного анализа траекторий движения объекта (регнозатор), распознавания типовых ситуаций (распознаватель). Безусловное прогнозирование предлагается применять для получения оценок будущих контролируемых внешних воздействий, а также эффектов неконтролируемых возмущающих воздействий, приведенных к выходу объекта управления. Условное прогнозирование используется для оценки выходных воздействий и состояний объекта при фиксированных вариантах управляющих воздействий.
Обобщенная структура прогнозирующей ИнтСУ

Рисунок 8 - Обобщенная структура прогнозирующей ИнтСУ

Регнозатор осуществляет анализ траекторий движения объекта в рамках характерных ситуаций на интервале его динамической памяти (t-T°y;t). В результате анализа выделяются наилучшие (оптимальные по целевым критериям) и близкие к ним траектории входных и выходных воздействий объекта управления. Результаты прогнозирования и ретроспективного анализа используются ДЭП для выработки управляющих воздействий U(t). Распознаватель ситуаций решает задачу преобразования данных о входных и выходных воздействиях, поступающих из подсистемы оценивания, в заключение о том, к какому классу относится ситуация. По сути, он представляет собой модель интеллекта, состоящую из блока оценивания информативных признаков и классификатора. Классификатор на основе этих сведений относит ситуацию к одной из нескольких групп;

3) подсистема планирования состоит из блока формирования цели управления и программатора, определяющего оптимальные траектории движения системы к цели. Последняя описывается в терминах желаемых значений частных показателей работы объекта, при условии удовлетворения заданным ограничениям и стратегической цели, которая может быть задана в виде требуемых значений глобального критерия или в нечеткой форме. Программатор состоит из двух взаимодействующих блоков. Первый блок решает задачу стратегической оптимизации посредством выбора из БЗ программы управления, которая соответствует распознанной ситуации, а второй блок предназначен для оперативной корректировки программы.

ИнтСУ рекомендуется использовать в задачах, обладающих одной (или несколькими) из следующих характеристик: задачи не являются полностью формализованными (поставленными только в числовом виде); исходные данные и знания о предметной области обладают неоднозначностью, неточностью, частичной противоречивостью, зашумленностью, неполнотой и избыточностью; цели функционирования объекта управления нельзя выразить с помощью одного четко определенного критерия; отсутствует однозначно эффективное «простое» алгоритмическое решение «сложной» задачи, либо алгоритмическое решение существует, но его нельзя оперативно использовать по причине большой размерности пространства решений и ограничений на ресурсы; отсутствует описание внутренних закономерностей, присущих ТОУ, при наличии большого числа примеров его работы в различных ситуациях.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы