Оптимальные методы построения и управления мультиструктурными системами автоматизации технологических процессов и производства на основе вероятностных критериев качества

• Автор: Пищухин, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 336 с. : ил

Содержание
Введение

1 Состояние проблемы и задачи исследования

1.1 Управление сложными системами.

1.2 Системы случайной структуры.

1.3 Системы координирующего управления

1.4 Постановка проблемы.

1.5 Цель и задачи исследования

2 Общесистемные аспекты достижения точности.

2.1 Концепция двух процессов при функционировании метасистемы.

2.2 Классификация матричных систем управления

2.3 Подсистема распознавания образов.
2.4 Конечноавтоматная модель матричной системы.
2.3 Мультиструктурность матричных систем
Выводы по второй главе
3 Оптимизация набора структур в метасистеме.
3.1 Постановка задачи.
3.2 Выявление ограничений.
3.3 Исследование альтернативы параллельности и последовательности
3.4 Алгоритм синтеза мультиструктурной системы
3.5 Согласованность составляющих системы и методы ее достижения
3.5.1 Локальная согласованность.
3.5.2 Глобальная согласованность
3.5.3 Оптимизация согласованности.
3.5.4 Адаптивная согласованность
3.5.5 Селекция согласованных систем.
Выводы по третьей главе.
4 Оптимизация управления в мультиструктурных системах.
4.1 Обсуждение критериев оптимального управления
4.2 Согласование процессов случайной структуры
4.3 Экспериментальное исследование последовательной мультиструктурной системы.
4.4 Координация мультиструктурной системы управления
4.5 Экспериментальное исследование параллельной мультиструктурной системы
Выводы но четвертой главе.
5 Автоматизация кон троля качества ткани
5.1 Синтез подсистемы управления качеством ткани
5.2 Синтез подсистемы автоматического контроля качества готовой ткани.
5.2.1 Исследование и синтез схемы ввода информации
5.2.2 Постановка задачи оптимизации взаиморасположения осветителя и телекамеры с учетом сминаемости нитей
5.2.3 Определение оптимальных углов хода лучей
5.2.4 Фильтрация изображений дефектов ткани.
5.2.5 Исследование и выбор признаков для классификации дефектов ткани
5.2.6 Обоснование выбора двумерных признаков классификации дефектов
5.2.7 Классификация дефектов ткани
5.2.8 Оценка техникоэкономических показателей системы контроля качества.
5.2.9 Методика сравнения систем контроля качества по точности
Выводы по пятой главе.
6 Автоматизация, обусловленная социальным эффектом.
6.1 Общие соображения о синтезе системы.
6.2 Характеристика нехирургических методов лечения близорукости.
6.3 Параметры, характеризующие состояние глаза при близорукости
6.4 Материал и методы исследования
6.5 Критерии выбора методов лечения.
6.6 Автоматизация процесса назначения метода лечения
6.7 Периметрические исследования
Выводы по шестой главе
7 Автоматизация процесса бурения скважины.
7.1 Синтез системы управления процессом бурения.
7.2 Приборы для реологических измерений.
7.3 Постановка и решение некоторых реологических задач бурения.
7.3.1 Вибровоздействие на тиксотропную систему
7.3.2 Течение линейнонаследственной жидкости по трубе.
7.3.3 Течение линейнонаследственной жидкости по кольцевому зазору.
7.3.4 Винтовое движение цилиндра в неньютоновской жидкости
Выводы по седьмой главе.
Заключение
Список использованных источников


У- множество выходных значений объекта управления. Модель функционирования элементов ? С{: Б{хК -> Ми Я =Я! Я2х. Я1х. Я,„ (1. Я - множество информационных сигналов. Ср: 8рхКр+1-^р^1; К=Я,хЯ2х. Я,х. Яп, (1. Со: К}—>3}. М,х{2хУ—>Я,; / = 1,2,. ЯхМ->К. Функция g(m) является глобальной целевой функцией. G,(mu uj=Gl[mi, Pi(Ui, т,)]; т, єМ, (1. Принципы координации являются центральным звеном при построении иерархических систем управления. Имеются два способа воздействия на локальные задачи оптимизации со стороны верхнего уровня: через локальную целевую функцию (координация путем изменения целей) или через изменение параметров множеств связей в выделенном классе подпроцессов (координация путем изменения ограничений). Последний способ, в свою очередь, делится на два вида в соответствии с используемым принципом: развязывания взаимодействий или прогнозирования взаимодействий. При таком рассмотрении иерархических систем не акцентируется внимание на вертикальных структурах. При этом теряется матричность системы (есть только строки, нет столбцов), которая вносит в систему управления дополнительную упорядоченность, совершенно необходимую для автоматизации. К тому же иерархичность призвана решать задачи распознавания управленческой ситуации и принятия решения по выбору функционирующих на данном отрезке времени структур (то есть опосредованные функции управления). Непосредственный же процесс управления, от которого зависят все технико-экономические показатели системы автоматизации, будет протекать в выбранных структурах. Исходя из этого, большая часть исследований должна быть посвящена мультиструктурности. Дж. Клир //, наоборот, рассмотрел метасистемы, в которых не акцентируется внимание на иерархичности (хотя она и присутствует), зато отчетливо выделены переключаемые структуры. Для последних введена даже специальная процедура замены. Метасистемы вводятся как некоторая совокупность систем того или иного типа. Системы, включенные в метасистему, называют ее элементами. Они сопоставимы в том смысле, что имеют один и гот же тип базовых параметров (время, пространство, группа), на которых рассматриваются изменения тех или иных свойств систем или метасистемы в целом. Например, МРд, и М$П - это метасистемы, элементами которых являются соответственно нейтральные системы с поведением, направленные системы с изменяющимся состояниями или йТ- системы и структурированные системы данных (нейтральные). X є /5. Символы в порядке их расположения обозначают нейтральные исходные системы, системы данных, системы с поведением, БТ - системы (то есть системы с изменяющимся состоянием), структурированные исходные системы, структурированные системы данных, структурированные системы с поведением и структурированные БТ - системы, а также их направленные аналоги во второй строке формулы. Такие метасистемы можно назвать гомогенными. С другой стороны, в общем случае имеются системы управления с наличием комбинации различных систем, которые по логике можно назвать гетерогенными. Кроме того, любой уровень может быть разбит па подуровни (подзадачи, методики, команды и операции, подфункции и уставки более низких уровней), и тогда метасистема станет структурированной на этом уровне. Ее обозначение - для систем с поведением в качестве элементов метасистем, являющихся подсистемами в данной структурированной системе. Дальнейшие рассуждения ігри водят к выводу, что такие метасистемы могут быть многоуровневыми при наличии дополнительных возможностей выбора на нижних уровнях иерархии. Такая схема требует наличия более высокого уровня управления (метаси-стемного), реализующего алгоритм замены. Его проще всего реализовать в виде конечного автомата. Математическим описанием смены его состояния может служить теория стохастических марковских процессов с уравнением Фоккера-Планка-Колмогорова //. Однако для применения этой теории к мультиструктурным системам необходимо разработать механизм управления вероятностью состояний или переключений. Сама процедура замены есть выбор, который напрямую связан с распознаванием образов.