Предикация объектов с переменными свойствами Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

УДК 519:714

А.В. Затонский

ПРЕДИКАЦИЯ ОБЪЕКТОВ С ПЕРЕМЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ

Рассмотрены новые методы управления объектом с переменными свойствами с применением грубого предикатора, позволяющего уменьшить время переходного процесса и установившиеся колебания объекта.

Управление; предикатор; динамика.

A.V. Zatonskiy

A PREDICTION OF THE VARIABLE OBJECTS PROPERTIES

The new method of object with variable properties control based on predication with deviation to decrease a control time and stochastic oscillations is given.

Control; predicator; dynamics

Химико-технологические объекты управления (ОУ) часто характеризуются транспортным запаздыванием и изменчивостью свойств во времени. Причем, в некоторых из них свойства объекта меняются значительно быстрее, чем проходит переходный процесс по управлению, что препятствует построению адаптивных систем управления традиционными методами.

В [1] теоретически обоснована возможность управления объектами со скрытыми свойствами с использованием информации об ОУ, характеризующейся значительной погрешностью. Для оценки улучшения качества управления исследован объект первого порядка с запаздыванием, характеризующийся хаотически меняющейся (в пределах ±10%) постоянной времени, и охваченный контуром управления с ПИ-регулятором. Получены оптимальные настройки для системы управления без предикатора, затем оценено ухудшение качества управления при внесении возмущений. Построен предикатор, вычисляющий загрубленную вторую производную возмущений и предсказывающий поведение объекта на период времени запаздывания по формуле

, У • Y

ґ л \ \ dy (t) d y (t) Dt y

y(t + Dt)» min max y(t) + ——Dt +------------------------------------------,—

v ’ w dt dt2 2 Y

где Y е ]0, Ymax ] - некоторый коэффициент, а вопрос определения его верхней границы Гтах пока остается открытым. При этом производные вычисляются стандартными алгоблоками контроллера как

Лу » у(У + At) - у (У)

Ж АУ

Произведено исследование качества управления по квадратичному крите-

У ^

рию R = Ку(/) - у*) ж, где у(У) - выход объекта, у - задание регулятора, с це-

0

лью подбора оптимальных настроек предикатора. Выяснено, что максимальный рост качества управления (порядка 10-12%) достигается при достаточно больших значениях АУ. Это подтверждает вывод о парадоксе [2] систем со скрытыми свойствами: чем с меньшей (до некоторого предела, разумеется) погрешностью корректор управления пытается идентифицировать или угадать скрытые свойства объекта, тем ниже получается качество управления. Повышение качества управле-

Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении

ния достигается, в первую очередь, за счет возможности повышения коэффициента усиления регулятора с одновременным снижением колебательности системы (рис. 1, левая часть графика). Предикция колебаний свойств объекта позволяет несколько уменьшить стохастические колебания в правой части графика на рис. 1. Однако ни при каких настройках предикатора не удается достигнуть теоретического предела улучшения (15%).

Рис. 1. Переходные процессы в системе без упредителя и с упредителем

Дальнейшее увеличение качества прогнозирования поведения объекта возможно путем адаптивной идентификации параметров колебаний как последовательности псевдослучайных чисел вида Т(У + АУ) (А ■ Т(У) + В) %С , где Т(У) -

постоянная времени ОУ, АУ - средний период ее случайного изменения, легко определяемый экспериментально. Подобный метод выходит за пределы возможностей большинства программируемых промышленных контроллеров, но его реализация в верхних уровнях 8СЛЭЛ-систем позволяет повысить качество управления объектом еще на 5-7%.

Таким образом, использование загрубленных предикаторов при управлении промышленными объектами с переменными свойствами позволяет повысить качество управления, как в переходных процессах, так и на участке стабилизации свойств.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Затонский А.В. Компенсация недоступности информации в подсистеме управления сложной технической системой / А.В. Затонский.- Математические методы в технике и технологиях: Международ. науч. конф.: сб. науч. трудов. Вып 21. Т.2 - Саратов, 2008.-С.54-58.

2. Затонский А.В. Синтез систем управления сложными техническими системами / А.В. Затонский.- Горный информационно-аналитический бюллетень. 2008. № 2, - С. 82-86.

Затонский Андрей Владимирович

Березниковский филиал Пермского государственного технического университета E-mail: zxenon@narod.ru

618400, Пермский край, Березники, ул. Свободы, 51-38

Zatonskiy Andre Vladimirovich

Berezniki branch of Perm state technical university

E-mail: zxenon@narod.ru

51-38, Svoboda street, Berezniki, 618400, Russia

УДК 621.3

А.И. Долгов, И.И. Кладовой, В.В. Преснухин

О БАЙЕСОВСКИХ СООТНОШЕНИЯХ, ПРИМЕНИМЫХ ПРИ ПОСТРОЕНИИ СИСТЕМ ЭКСПЕРТНОГО ТИПА

Рассматривается созданный с участием авторов вариант модифицированного байесовского соотношения для разработки и реализации систем экспертного типа, предназначенных для решения самых разнообразных задач (технических, технологических, организационных и др.) широким кругом пользователей, не специализирующихся в области вычислительной техники и программирования.

Модифицированное байесовское соотношение; системы экспертного типа.

A.I. Dolgov, I.I. Kladovoi, V.V. Presnukhin ABOUT BYESIAN RATIOS USED IN EXPERTS TYPE SYSTEMS

It is considered a version of Bayesian modification ratio, produced with the participation of the authors, for development and realization on experts type systems, designated for a solution of the various problems (technical, technological, organizational and others) by a wide rang of users, who are not specialists in the field of computer science and programming.

Bayesian modification ratio; experts type systems.

При построении систем экспертного типа с правилами вывода, использующими условные вероятности, могут использоваться априорные статистические данные, либо ограничивающиеся условной вероятностью события-причины при наличии событий-следствий, либо дополненные условной вероятностью события-причины при отсутствии событий-следствий, чему адекватны неодинаковые традиционно применяемые байесовские формульные соотношения - соответственно

P(Hi)P(E\Hi) .

P(H. \E) =---- 17 [ ' i/—.

i n

е P(Hj)P(E\Hj) j = 1

P(Hi) F(E\H.)

P(H \E) =---------------i--------i-----------.

i P(Hi) P(E \Hi)+ P(неHi )P(E\ неHi)

На основе модификации байесовских формул осуществимо построение единого формульного соотношения, условно названного формулой полной байесов-