Разработка и исследование моделей автоматической оптимизации при задании параметров модели в виде нечетких интервалов

• Автор: Молчанов, Артем Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 184 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ

В УСЛОВИЯХ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

1.1. Объекты управления в задачах автоматической оптимизации

1.2. Обзор известных алгоритмов автоматической оптимизации

1.3. Задачи применения

1.4. Классификация видов неопределенности в задачах автоматической оптимизации

1.5. Методы повышения эффективности технических объектов, функционирующих в условиях неопределенности исходной информации

1.6. Классификация импульсных по характеру требуемой информации

1.7. Постановка задачи построения с нечеткими последовательными процедурами принятия решений
1.8. Математические методы моделирования и исследования импульсных
1.9. Выводы
2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ НЕЧЕТКОЙ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ
2.1. Задачи адаптации
2.2. Поисковые стратегии в задачах автоматической оптимизации
2.3. Ситуационная модель
2.4. Требования к поисковым алгоритмам в нечетких адаптивных
2.5. Поисковые алгоритмы на основе последовательной статистической проверки гипотез
2.6. Выбор параметров последовательных алгоритмов
2.7. Выбор параметров алгоритмов при дрейфе характеристики
2.8. Алгоритмы с дополнительной информацией
2.9. Универсальный алгоритм
2 Сравнительная характеристика последовательных алгоритмов
2 Выводы
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ
СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ
3.1. Моделирование последовательной процедуры принятия решений
3.2. Имитационная модель
3.3. Оценка характеристик алгоритмов
3.4. Структура программного приложения для задач исследования
3.5. Выводы
4. ПРИМЕНЕНИЕ НЕЧЕТКИХ МОДЕЛЕЙ В ЗАДАЧАХ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
4.1. Структура адаптивной с нечеткими процедурами
4.2. Проектирование с нечеткими процедурами
4.3. Исследование чувствительности последовательных процедур
4.4. Программный комплекс автоматизации моделирования
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ


При управлении сложными производственными объектами возникает задача выбора оптимального, с точки зрения производительности или потерь на производство единицы продукции, рабочего режима или хода технологического процесса [3,5,]. Эта задача решается в автоматическом режиме системами, называемыми системами экстремального управления. В системе экстремального управления цель формулируется как достижение экстремального значения некоторой скалярной функции параметров ОУ. Эту функцию или критерий оптимальности принято называть показателем качества или показателем экстремума ОУ. Задача построения системы экстремального регулирования, оптимальной по быстродействию или по энергетическим характеристикам при выбранном функционале качества, для своего решения требует дополиитсл ьн ых исследова! Назначение систем экстремального регулирования состоит в поиске величин регулирующих воздействий, соответствующих оптимальным значениям показателя качества, и поддержании этого режима при изменении внешних возмущений, влияющих на показатель экстремума [3,5,]. Если можно непрерывно измерять внешние возмущения, то решить экстремальную задачу можно, применяя принцип управления по возмущению [3]. Если измерить внешние возмущения невозможно, или неизвестен характер их влияния на изменение положения экстремума, то задача экстремального управления решается с использованием обратной связи по показателю качества работы системы. Устройство, реализующее такую обратную связь, получило название экстремального регулятора [3,] или системы автоматической оптимизации (CAO) [5]. Экстремальный регулятор может использоваться самостоятельно, или как дополнение к уже существующей системе автоматического управления объектом. В последнем случае он используется для изменения уставок локальных систем регулирования [3,4], обеспечивающих поддержание найденного оптимального режима работы объекта. Характерной особенностью экстремальных систем управления является наличие поисковых движений или колебаний, с помощью которых определяется положение рабочей точки относительно экстремума и выбирается направление регулирующих воздействий [3]. Структура системы управления в общем виде приведена на рис 1. Рис 1. На рис. Х{ - входное воздействие определяющее ситуацию функционирования ОУ, ф, - неконтролируемое возмущающее воздействие, у( - выход ОУ. Х,Л,Э,Е,У,Р,СМ), (1. X - множество допустимых управлений, Л - множество входных воздействий, 9 - множество возмущающих сигналов, Н - допустимое множество состояний ОУ, У - множество выходных переменных ОУ, Г -оператор, определяющий процесс функционирования ОУ, О - показатель качества, I - время. ОУ. Входные воздействия ОУ делятся на управляющие воздействия и входы, задающие ситуацию функционирования или режим ОУ. Х; х((°, 5=1,2,. Входное воздействие задастся как вектор А. Я,(||)Д(,2,,. Я,, g Л, Я,1,0, i=l,2,. ОУ. Цели управления могут быть охарактеризованы как непосредственно через параметры состояния, так и через выходные переменными ОУ. У| =(У? ОУ, тогда yt=Q(Ct,x,^t) есть функция от Ct,xt,фс. В частности, выходными параметрами могут быть различные критерии качества функционирования ОУ и управления. Дi-i Vе)> X = (Х|? Ф* ={ф,эФ1-1ээФо), xt€X, Я. Л, ф,еЭ. Выбор параметров управления х, осуществляет система автоматической оптимизации (CAO). Выбор значений параметров Я,, осуществляет система управления верхнего уровня независимо от CAO. При формализации объекта автоматической оптимизации на множестве выходных параметров объекта выделяют один основной параметр, характеризующий значение показателя качества, который может быть как физической величиной, так и функцией параметров ОУ: у, =Qt(^ Аи х„ ф»), Qt - скалярная функция, имеющая экстремум, Ct, х„ Я,„ ф, - параметры системы. В множество X включаются только тс воздействия, посредством которых обеспечивается достижение экстремального значения критерия у*. Все остальные воздействия на ОУ относят к параметрам Л. Рассмотрим основные особенности и классификацию объектов экстремального регулирования. Рис 1.