Метод логического сетевого оператора для синтеза управления динамической технической системой

• Автор: Алновайни Гази Хассан Али
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 117 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Задача синтеза логического управления динамической системой

1.2. Вычислительные методы синтеза систем управления

1.2.1. Метод генетического программирования.

1.2.2. Метод сетевого оператора.

1.3. Выводы.

2. МЕТОД ЛОГИЧЕСКОГО СЕТЕВОГО ОПЕРАТОРА.

2.1. Конструктивные множества логических операций.

2.2. Дискретизация вект ора состояния.

2.3. Метод вариации базисного решения.
2.4. Генетический алгоритм на основе метода вариаций
2.5. Выводы.
3. ЗАДАЧА УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМИ ПОТОКАМИ
3.1. Постановка задачи синтеза управления.
3.1.1. Обзор математических моделей т ранспортных потоков.
3.1.2. Математическая модель на основе метода управляемых сетей.
3.1.3. Пример расчета величины потока.
3.1.4. Векторная модель управления транспортным потоком.
3.1.5. Использование информации о маршрутах движения потоков
3.2. Критерии качества управления.
3.3. Оценка величины транспортного потока.
3.4. Виды управления транспортными потоками.
3.5. Выводы.
4. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Математическая модель транспортного потока, управляемая с помощью фаз светофора должна описывать поведение транспорта с точностью до группы автомобилей, совершающих одинаковый маневр на перекрестке. Для построения математической модели объекта управления в работе используется метод управляемых сетей [,], который позволяет представить сеть автомобильных дорог с помощью ориентированного графа с переменной конфигурацией. Каждая конфигурация графа соответствует одному значению вектора управления или одному состоянию светофоров на всех регулируемых перекрестках сети. Математическая модель на основе метода управляемых сетей использовалась ранее для построения оптимальных программных законов управления [-] транспортными потоками в сети городских дорог. Программные законы управления осуществляют переключение 'фаз светофоров на перекрестках не зависимо от величии транспортных потоков в сети, поэтому они могут сохранить оптимальное значение критериев качества управления только в случае, когда величины транспортных потоков близки к значениям, использованных при поиске этих оптимальных программ управления. Метод сетевого оператора использовался для синтеза различных оптимальных систем управления. Особенностью применения рассматриваемой работе задачи синтеза управления заключается в том, что компоненты вектора управления, которые описывают фазы светофоров, могут принимать значения из небольшого множества целых чисел, соответствующего количеству рабочих фаз светофора. В подавляющем большинстве случаев это множества из двух или трех чисел. В результате решения задачи синтеза необходимо получить многомерную целочисленную функцию вещественного аргумента. Для построения синтезирующей функции на основе сетевого оператора в работе применяются конструктивные множества унарных и бинарных операций, построенные на основе функций многозначной логики [7,,,]. Для решения задачи синтеза управления используется разработанный ранее численный метод на основе сетевого оператора. Применение известного метода синтеза для объекта нового типа требует дополнительных исследований и оригинальных решений, учитывающих особенности объекта управления. Полученный в работе метод синтеза системы управления транспортным потоком в сети городских дорог на основе сетевого оператора является новым научным результатом. Известные подходы и методы управления транспортными потоками направлены на построение программы управления, не зависящей от текущих значений параметров потока. Аналитические методы синтеза системы управления, направленные на получение математического выражения, описывающего зависимость управления от состояния объекта, не могут быть использованы из-за сложности и нелинейности математической модели объекта управления. Для решения задачи синтеза в работе конструируется численный метод синтеза системы управления транспортным потоком на основе последних научных результатов в области алгоритмизации, метода сетевого оператора и эволюционного программирования. Проблема управления транспортными потоками давно является предметом научных исследований [6]. При увеличении количества транспорта в мегаполисах актуальность исследований задачи управления транспортными потоками резко возросла. Одно из основных направлений исследования при решении проблемы управления транспортными потоками направлено на получение адекватных и удобных для вычислений математических моделей [] управления транспортными потоками. Сегодня при получении математических моделей в зависимости от поставленной задачи исследователи используют модели, которые можно разделить на три основные группы: макромодели, микромодели и модели групп транспорта. Одной из основных целей исследований является возможность компьютерного моделирования транспортных потоков. Моделирование широко используется при проектировании расположения дорог, развязок, перекрестков и т. С помощью моделирования исследователями и проектировщиками дорожного движения подбираются длительности рабочих фаз светофоров или планы координаций в зависимости от времени суток и дней недели. Планы координаций в аспекте решаемой в работе проблемы можно считать программным управлением транспортных потоков, полученным на основании экспертного заключения.