Основы автоматики и системы автоматического управления. Лабораторный практикум - Барышев Г.А.
ISBN 5-8265-0234-7
Скачать (прямая ссылка):
ка алго- онное мо-
ритмов делиро-
Математические методы
РИС. 2.1 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ оперативного проектирования
Разработка ЭСУ требует интеллектуализации программно-технических
отладочных комплексов, обогащения имеющихся автоматизированных систем
настройки промышленных регуляторов функциями оптимального управления,
экспертными системами и базами знаний для моделирования динамических
режимов, вычисления функций и функционалов, контроля за процессами по
эталонным моделям, обеспечения как программных, так и позиционных
стратегий управления в реальном режиме времени и на множестве состояний
функционирования.
Решение ЗОУ с использованием методов искусственного интеллекта требует
качественно нового подхода в проектировании и сопровождении на объекте
систем управления, наличия соответствующего математического аппарата и
информационных технологий.
Существует несколько основных концепций включения знаний в парадигму
автоматизированного проектирования. Большинство существующих
интеллектуальных САПР повторяют идеологию экспертных систем, решая задачи
анализа, диагностики, идентификации для достаточно узких классов
объектов. При построении диагностических экспертных систем большое
распространение получило представление поведения АСУТП в случае
неисправности в виде дерева отказов и причинно-следственной схемы. При
диагностировании происходит просмотр этого дерева, формирование множества
истинных и ложных фактов о состоянии объекта и выводы на основании
несложных продукционных правил. Подобные модели представления знаний и
механизм вывода на них, использующие прямую и обратную цепочки
рассуждений на основе состояний, используют целый ряд крупномасштабных
экспертных систем в области химического анализа, медицины,
конструирования компьютеров и т.д. При этом оценка состояний объекта
последовательно уточняется в процессе функционирования объекта с
использованием технических средств или проведения опроса проектировщика
(интервью, тестирование, диалог и т. д.).
Практически все современные информационные технологии ориентированы на
поддержку диалоговых и интерактивных систем, которые также являются
важной и обязательной компонентой интеллектуальных систем проектирования.
В полной мере интеллектуальность системы проектирования может быть
обеспечена только при наличии интерактивной системы общения на языке
пользователя, позволяющей работу с вербальной информацией.
В последние годы широкое распространение получили специализированные
системы поддержки принятия решений. Такие системы, являясь необходимым
звеном в комплексе информационных технологий проектирования систем
управления, решают только ряд частных задач (выбор оптимального
проектного решения, некоторые задачи дефадзификации нечеткостей), и не
могут в полной мере отражать интеллектуальность системы проектирования.
Это является одной из главных причин сравнительно невысокой эффективности
большинства существующих информационных технологий этого класса.
В последние годы начали разрабатываться технологии экспресс-
программирования интеллектуальных систем управления. Концепция создания
подобных систем управления основана на технологии накопления,
воспроизводства и распространения на сходные технологические процессы
алгоритмов со значительной степенью общности. Системы подобного типа
отличаются способностью обеспечивать высокую эффективность управления в
условиях нестационарности параметров объекта, переменной нагрузки,
наличия неконтролируемых возмущений, но только в узко специализированной
области и не могут обобщаться на широкий класс объектов управления.
Существующие экспертные системы можно разбить на два класса - общего
назначения и специализированные. Типичными представителями
интеллектуальных систем общего назначения являются оболочки экспертных
систем. Они представляют пользователю некоторую стандартную технологию
для формирования знаний (данных и правил), описывающих проблемную
область, а также средства, которые на основании этих знаний, заданной
цели и исходных данных генерируют и исполняют процедуру решения
конкретной задачи без дополнительного программирования системы.
В другой класс выделяются специализированные интеллектуальные системы,
ориентированные на определенный круг специфических задач, требующих
разработки нетрадиционных моделей знаний и правил вывода на этих моделях.
Сложность задач исследования и проектирования ЭСУ, оригинальный
математический аппарат и возможность его применения для решения
разнообразных ЗОУ вызывают большие трудности в разработке оболочек
экспертных систем, обеспечивающих моделирование проблемной области
знаний, вывод математического обеспечения контроллеров, а также решения
других не менее важных задач, возникающих при проектировании ЭСУ.
В отдельный класс следует выделить профессионально выполненные и
постоянно усовершенствуемые системы, служащие для автоматизации
подготовки конструкторской и другой проектной документации.
