CC BY
19
О ВЛИЯНИИ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ В МНОГОМЕРНОМ ИНТЕРВАЛЬНО -
ЛОГИЧЕСКОМ РЕГУЛЯТОРЕ
Антипин Андрей Федорович
канд. техн. наук, доцент Стерлитамакского филиала Башкирского государственного университета, РФ, г. Стерлитамак
E-mail: andrejantipin@mail. ru
INFLUENCE OF INTERLINKAGES IN MULTIDIMENSIONAL INTERVAL-
LOGIC CONTROLLER
Andrey Antipin
candidate of Science, assistant professor of Sterlitamak branch of Bashkir State
University, Russia, Sterlitamak
Работа выполнена при поддержке гранта СФ БашГУ № В14-2.
АННОТАЦИЯ
Рассматриваются особенности взаимосвязей параметров в многомерном нечётком интервально-логическом регуляторе и степень их влияния на анализ программного кода автоматизированных систем управления на его основе.
ABSTRACT
Discussed the features of the interlinkages of parameters in multidimensional interval-logic controllers and the degree of influence on the analysis of the program code of automated control systems based on it.
Ключевые слова: нечеткая логика; многомерный интервально-логический регулятор; автоматизированная система управления.
Keywords: fuzzy logic; а multidimensional interval-logic controller; automated control systems.
В настоящее время, в условиях стремительно возрастающей сложности автоматизированных систем управления (АСУ) технологическими процессами актуальными становятся вопросы разработки и создания качественно новых методов и средств верификации их программного кода. Что было действенным еще десятилетие назад (в частности, тестирование и отладка), сегодня не дает
100 % гарантии их безошибочной работы. Все это происходит из -за того, что процесс пуска-наладки АСУ достаточно дорогостоящий, осуществляется, как правило, иностранными специалистами (итальянцами, немцами, французами и пр.) и, как следствие, достаточно сильно ограничен по времени.
В связи с вышесказанным автором предлагается использовать в качестве дополнительного средства верификации программ инструменты для анализа, имеющиеся в разработанном им программном обеспечении «САПР МИЛР», скриншоты которого представлены на рис. 1, 2 [1], где МИЛР — многомерный нечеткий интервально-логический регулятор [2], который представляет собой разновидность нечетких регуляторов; САПР — система автоматизированного проектирования.
Рисунок 1. Скриншот системы для разработки и анализа МИЛР
Так как работа МИЛР сильно приближена к действиям человека-эксперта (или оператора-технолога на производстве), при разработке АСУ на их основе
учитываются взаимные связи параметров, обратная связь и степень влияния их друг на друга.
В многомерных регуляторах между всеми параметрами существует 3 вида функциональных связей: математические /м, логические /л и комбинированные /к, которые объединяют в себе предыдущие 2 вида.
Семантииеский аналиа чётких термов и продукционных правил проекта ДЛР
Семантический анализ проекта ДПР: обнаружены ошибки в проекте ДЛР Время, затраченное на проведение анализа проекта ДЛР: 0:00:00
Рисунок 2. Скриншот «САПР МИЛР» с результатами анализа
МИЛР отличителен от остальных логических регуляторов тем, что в нем функции /м реализованы в т. н. блоках деинтервализации, осуществляющих
выдачу требуемого значения непрерывной физической величины из интервала, входящего в диапазон значений данной величины [1, 2].
Максимальное число продукционных правил Я МИЛР можно вычислить по формуле:
Я = К X К Х? -...К X ,
1 2 п ?
где К(ХД (Х2), ..., (Хп) — число разнообразных интервалов (термов) или значений, которые могут принимать переменные Х1, Х2, ..., Хп, анализируемые в антецедентах продукционных правил.
Если взаимосвязей между параметрами не существует, то выражение для расчета Я примет вид:
Я = К X, +К Х? +... + К X .
12 п
Рассмотрим пример. В МИЛР задействовано 3 входных параметра — х1, х2 и х3, интерпретированные тремя термами каждый, и 2 выходных параметра — у1 и у2. Значения х1 и х2 влияют на значение у1, а х2 и х3 — на значение у2. В данном случае суммарное число продукционных правил Я МИЛР лежит в диапазоне [9; с. 27], согласно приведенным выше выражениям. Взаимосвязи параметров МИЛР отражены на рис. 3, а).
Хз
->
г р МИЛР Р
Хз
У\
У -
а)
-> ■С
г р МИЛР р
У\
У -
б)
Рисунок 3. Пример взаимосвязей в МИЛР: а) без поглощения, б) с поглощением продукционных правил
Здесь анализируемые входы одних выходных параметров не перекрывают входы других выходных параметров МИЛР, как в случае, представленном на рис. 2, б), где система продукционных правил для у включает в себя правила для у2. Данное явление называется поглощением.
Можно выделить т. н. уровни связности входных и выходных параметров МИЛР в зависимости от того с каким числом выходных и входных параметров соответственно они связаны. Это способствует гибкой настройке взаимосвязей параметров внутри программы МИЛР и, как следствие, более точному анализу семантики кода.
Процент снижения максимального числа продукционных правил АЯ лежит в диапазоне [0; АЯтах], где АЯтах может быть рассчитан согласно следующему выражению
АЯ =
тах
Хвд)
¿=1
ПВД)
V ¿=1
■100%.
Таким образом, количество взаимосвязей параметров напрямую влияет на производительность МИЛР и сложность АСУ в целом.
1
Список литературы:
1. Антипин А. Ф. Об одном способе анализа структуры многомерного чёткого логического регулятора // Прикладная информатика. — 2012. — № 5. — С. 30—36.
2. Антипин А.Ф. Системы управления технологическими процессами на базе многомерных логических регуляторов // Автоматизация и современные технологии. — 2014. — № 1. — С. 12—18.
