Указания к разделу «Ситуационные системы управления»

 

Ситуационное управление – метод управления сложными техническими и организационными системами, основанный на идеях теории искусственного интеллекта: представлении знаний об объекте управления и способах управления им на уровне логико-лингвистических моделей, использовании обучения и обобщения в качестве основных процедур при построении процедур управления по текущим ситуациям, использовании дедуктивных систем для построения многошаговых решений.

Ситуационное управление основано на построении обобщенной семиотической модели структуры и законов функционирования систем, для которых точная математическая модель либо отсутствует, либо ее использование из-за громоздкости практически нецелесообразно.

Ситуационное управление вытекает из модельной теории мышления, в соответствии с принципами которой управление большой системой рассматривается как процесс создания в памяти вычислительной машины семиотической системы задач управления, позволяющей предвидеть последствия принятия тех или иных решений и выбрать оптимальное решение в соответствии с заданным критерием управления.

В основе ситуационного управления лежит ситуационная модель технологического объекта, для построения которой вводят предметные переменные, обозначающие элементы моделируемого объекта, а также бинарные отношения между ними. Число возможных ситуаций гораздо больше числа решений по управлению, поэтому ситуации необходимо объединять в классы по числу решений. Задача выработки решения по управлению технологическим объектом является задачей распознания класса ситуаций.

Построение ситуационной модели управления технологическим комплексом производится в следующем порядке:

1. Принимаются базовые понятия или понятия нулевого порядка x ₁⁰ … x_n ⁰, обозначающие оборудование объекта и технологические параметры объекта, которые учитываются в модели.

2. Принимаются базовые отношения, отражающие отношения между базовыми понятиями:

r ₁ – иметь параметры;

r ₂ – иметь значения;

r ₃ – находиться в состоянии (исправности или неисправности);

r ₄ – иметь имя.

3. Составляется микроописание ситуации на объекте в виде конъюнкции ситуаций каждого элемента модели.

4. Задаются диапазоны изменения каждого параметра, учитываемого в модели.

 

Параметр	Значения параметров
минимальное	номинальное	максимальное
xi 0	Aimin	AiN	Aimax
…	…	…	…
…	…	…	…

 

Номинальное значение принимается в соответствии с технологическим регламентом комплекса (качественно-количественной схемой), а минимальные и максимальные значения принимаются в пределах ± 5 % от номинального значения.

5. Вводятся обобщенные понятия первого порядка:

x ₁´ - параметр, имеющий допустимое значение;

x ₂´ - параметр ниже нормы;

x ₃´ - параметр выше нормы;

x ₄´ - состояние механизма исправное;

x ₅´ - состояние механизма неисправное (задается соответствующим предикатом).

 

5.1. x ₁´ - параметр, имеющий допустимое значение. Он задается предикатом:

 

Р [(x_{i 1}⁰ r ₂ а_{i 2}) ^ (а_{i 2} є [ A_i^min, A_i^max ])] = 1.

 

Предикат истинен, когда соблюдаются условия, заключенные в наружные скобки выражения.

 

5.2. Параметр ниже нормы x ₂´ задается предикатом:

 

Р [(x_{i 1}⁰ r ₂ а_{i 2}) ^ (а_{i 2} ≤ A_i^min)] = 1.

5.3. Параметр выше нормы x ₃´ задается предикатом:

Р [(x_{i 1}⁰ r ₂ а_{i 2}) ^ (а_{i 2} > A_i^max)] = 1.

 

5.4. Состояние механизма – исправный x ₄´ задается предикатом:

Р [(x_{i 1}⁰ r ₄ b_{j 2}) ^ (b_{j 2} = 1)] = 1.

 

5.5. Состояние механизма – неисправный x ₅´ задается предикатом:

Р [(x_{i 1}⁰ r ₄ b_{j 2}) ^ (b_{j 2} = 0)] = 1.

6. Записывают ситуацию на первом уровне обобщения.

7. В полученном описании ситуации выделяют элементы, существенные с точки зрения управления. Выделение осуществляется на основе правил корреляции, задаваемых соответствующими предикатами.

8. Обозначают конъюнктивные элементы выражения через R_k, тогда:

 

 

9. Предикат корреляции для рассматриваемого случая имеет вид:

P [ R_k ^ (x_k ∩{ x ₂¹, x ₃¹, x ₅¹} ≠ 0)] = 1,

 

где x_k – множество понятий первого порядка, входящих в элемент R_k.

Если предикат истинен, т. е. если в соответствующем элементе присутствуют понятия, описывающие нарушения, то этот элемент включается в описание ситуации на втором уровне обобщения.

10. Записывают ситуацию на втором уровне обобщения.

11. Составляют таблицу нарушений и мероприятий по их устранению.

КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ

3.1. Выбор вариантов выполнения контрольных работ

 

Контрольные работы выполняют до экзаменационной сессии или во время приезда студента на сессию (заочники). Работы можно выполнять в обычных школьных тетрадях черными или синими чернилами (пастой) или на листах белой писчей бумаги формата А4. Применение красных чернил (пасты) не допускается.

Допуском к экзаменам являются правильно выполненные контрольные работы и защищенные лабораторные работы.

Вариант контрольной работы выбирается преподавателем индивидуально для каждого студента.

При выполнении контрольных работ студент должен указать вариант своего задания и технологический процесс, который необходимо автоматизировать.