Модели и алгоритмы управления в сложных техногенных системах

• Автор: Соловьева, Елена Валерьевна.
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 189 с.

Содержание
Введение
1. Структурно-функциональная модель ТГС
1.1. Особенности объекта моделирования
1.2. Структурно-функциональная модель
1.3. Связь модели с технологическим процессом
1.4. Сравнение предлагаемой модели с известными
1.5. Постановка задачи моделирования
Выводы
2. Функциональное моделирование ТГС
2.1. Постановка задачи перехода от функционального гиперграфа
к вычисляемому графу
2.2. Метод декомпозиции матрицы функционального гиперграфа
2.3. Конструирование вычисляемого графа и функциональных
моделей агрегатов
2.4. Имитационная модель ТГС
Выводы
3. Логическое моделирование
3.1. Язык алгоритмов логического управления
3.2. Язык параллельных алгоритмов управления
3.3. Пример описания алгоритма в языке ПРАЛУ
3.4. Метод реализации АЛУ и ПРАЛУ на языке БВВ
3.5. Транслятор с языка ПРАЛУ
Выводы

4. Моделирование случайных воздействий в ТГС
4.1. Конструктивные классы МЭФ
4.2. Классы базовых функций
4.3. Итерационные процедуры локальной аппроксимации функций
из класса [с]'"
4.5. Алгоритм экспресс-анализа
Выводы
5. Версия интегрированной системы имитационного моделирования
5.1. Структура ИСИМ
5.2. Функции подсистемы ФЛМ
5.3. Функции подсистемы экологической экспертизы
5.4. Особенности использования ИСИМ в учебном процессе
5.5. Параметры результативности выполненных разработок
Выводы
Заключение
Литература
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

Введение
Актуальность проблемы. В последние годы развитие математического и программного обеспечения вычислительных комплексов и сетей управления техническими системами характеризуется не только усложнением структуры взаимосвязей и взаимодействий, но и экологическим стилем проектирования.
Реально ощущается потребность в методах и моделях эффективной переработки информации, на основе которых можно было бы создавать алгоритмы управления и информационные системы, обеспечивающие протекание контролируемой экологически безопасной совокупности технологических процессов в сложных, непредвиденным образом изменяющихся условиях. Качественно новый характер моделирования послужил причиной решения новых задач представления, анализа и оптимизации причинно-следственных связей в разнообразных сложных системах объектов, действующих асинхронно и параллельно.
Совершенствование принципов информационно-программного обеспечения вычислительных комплексов и систем управления потенциально-опасными для окружающей среды техническими объектами приобретает особую остроту и сложность в современных условиях. Объясняется это, прежде всего, возрастающей сложностью технологических систем и увеличением количества вредных веществ, используемых в процессе производства. Математическое обеспечение вычислительных сетей управления пытаются сделать таким, чтобы оно правильно отражало существо протекающих технологических процессов, поэтому вопрос об адекватности моделей потенциально опасных систем оказывается в настоящее время самым по существу актуальным при разработке систем управления.

легкость их использования. Модульность - требование иерархического структурирования модели.
Математическая прозрачность. Это дополнительное требование к структуре модели. Описание на начальном языке должно допускать построение простых математических моделей (Р-граф, сеть Петри, ПРАЛУ и т.п.) и тем самым облегчать доказательство некоторых полезных утверждений о модели. Желательна полиномиальная сложность этих доказательств. Однако в важнейших случаях алгоритмы анализа имеют экспоненциальную сложность. Это еще раз подчеркивает необходимость и неизбежность модульности.
Автоматическая генерация тестовых ситуаций. Очевидно, что исследование всех возможных входных комбинаций моделей, имеющих до нескольких сот входных, выходных и внутренних переменных, невозможно ни вручную, ни автоматически. Однако мощность множества достигаемых входных комбинаций значительно меньше полного перебора. Кроме того, модель в каждом из своих состояний не различает целые классы входных наборов - интервалы булева пространства. Перебор этих интервалов уже может быть произведен на ЭВМ в процессе имитационного моделирования. Система моделирования должна обеспечивать эти возможности, однако и от коллектива разработчиков потребуется дополнительная информация. Следует задать какой-то критерий, по которому имитатор мог бы различать допустимые воздействия на объект моделирования от недопустимых.
Автоматическое доказательство корректности и правильности модели. Требование математической прозрачности было выдвинуто ради автоматизации доказательств. Утверждение о корректности подразумевает исследование набора формальных свойств, выбираемых с учетом предназначения модели (таких, например, как устойчивость, непротиворечивость, самосогласованность и др.) [20,38]. Понятие правильности, как отмечалось выше, более сложно. Доказательство правильности требует