CC BY
47
In this thesis, the advantages of an automated system for constructing a mathematical model of multi-stage processes are considered, and a scheme for organizing the data block of this system is given.
Keywords: automated system for constructing a mathematical model (ASMM), database (DB), operational information, statistical information, classification information.
ПРИНЦИП ПОСТРОЕНИЯ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ
Усмонов Усмонбек Тохир углы, студент Фарходов Суннатжон Умар углы, студент Авазов Юсуф Шодиевич, старший преподаватель
Ташкентский государственный технический университет, Узбекистан
(yusufbek_avazov@mail.ru)
В данной статье рассмотрены принцип построения алгоритмов управления технологическими объектами процесса разделения многокомпонентных смесей. Излагается практическая реализация автоматизированной системы построения математической модели (АСПММ), оформленной в виде семи алгоритмических блоков.
Ключевые слова: автоматизированная система построения математической модели (АСПММ), база данных (БД), оперативная информация, синтеза моделей, блок хранения и выдачи данных, блок постановки задач, блок классификации объектов, блок хранения и выдачи критериев, моделей и алгоритмов.
В практике управления многостадийными процессами одна система выступает в качестве управляющего объекта, а другая, например, технологический процесс, цех, завод - в качестве управляемого. При этом каждая система функционирует в пространстве и во времени по присущим ей законам. Поэтому оптимальное управление производством, должно строиться на основе знания законов функционирования управляемого объекта. Только тогда обеспечивается оптимальная стратегия управления, позволяющая достигнуть поставленные цели в процессе функционирования объекта.
С развитием кибернетики как науки, нашел свое применение и развитие системный подход при исследовании сложных объектов [1]. При управлении технологическими объектами с применением кибернетических методов объект управления и системы управления рассматривались как взаимосвязанные (взаимодействующие) системы. В соответствии с законами функционирования объекта управления (известными на основе опыта разработчика) строиться стратегия и разрабатывается алгоритм управления объектом. При разработке исследовании и использовании совокупности моделей и алгоритмов управления сложными технологическими объектами, (которые необходимо рассматривать во взаимосвязи и взаимодейст-
вии) не в полной мере применялся системный подход. Разработчики, широко применяли системный подход при изучении отдельных технологических процессов. Но однако, неиспользовались модели и алгоритмы системного подхода в управлении большой системой, как например, биохимическим заводом в целом. Бурное развитие кибернетики, усложнение задач стоящих перед управлением технологическими объектами актуально поставили вопрос о создании алгоритмической системы, являющейся системой автоматизированных исследований сложных объектов. При этом под алгоритмизацией понимается автоматизация всех этапов исследования больших систем.
Алгоритмические методы можно применять при автоматизации всех этапов исследования сложных технологических объектов и построения алгоритмов управления. Процесс исследования можно разбить на шесть последовательных этапов, представляющих собой кибернетическую цепочку с обратной связью (рис. 1) [2].
Рисунок 1 - Алгоритм управления
Первый этап заключается в сборе и накоплении данных об объекте. В свою очередь эти данные подразделяются на эмпирические и аналитические (законы). Эмпирические данные представляют собой информацию о технологическом объекте, непосредственно снятую с объекта. Она может быть выражена в виде отчетов о лабораторных и натуральных экспериментах, опыта специалистов зафиксированного в монографиях, статьях и других публикациях, а также собрана при опросе производственников, т.е. эта информация снятая с технологического объекта при конкретных условиях и конкретный момент времени.
Накопленный исследователями опыт по изучению и управлению сложными объектами позволяет сформулировать различные законы (критерии) функционирования, по которым протекают различные процессы. Эти законы выводятся на основе различных преобразований из эмпирических данных, поэтому они называются аналитическими данными.
В области оптимального управления технологическими процессами на основе универсальных законов (например, Навье-Стокса, I закон Фика, II закон Фика, закон движения Ньютона и т.д.) решаются разнообразные задачи, принадлежащие разным классам (например, математическое моделирование процессов, оптимизация этих процессов, оптимальное управление технологическими объектами и т.д.) [2].
Именно на этапе «задачи», осуществляется классификация вышеуказанных задач и автоматическое распознавание классов задач.
На следующем этапе, при автоматизации всех разделов исследования сложных объектов осуществляется вывод математических моделей функционирования и управления этими системами, если на основе эмпирических данных определены основные параметры задачи (т.е. она поставлена). Таким образом, по известным законам выводятся математические зависимости, описывающие задачу.
В настоящее время существует множество алгоритмов для приближенного решения различных алгебраических, дифференциальных, интегральных и других типов уравнений, являющихся математическими моделями исследуемых многостадийных процессов. Для выбора оптимального алгоритма следует поставить условия его оптимальности и проверить их. Это осуществляется на этапе «алгоритмы расчета моделей».
На этапе «программирование» выбирается язык программирования и составляются все необходимые программы.
На последнем этапе «расчет» выбираются технические устройства из комплекса технических средств вычислительной техники для осуществления расчетов модели объекта, а затем увязки расчетов с эмпирическими данными.
Многостадийность технологических процессов зачастую ставит перед исследователем ряд сложностей связанных прежде всего, с необходимостью решения задач высокой размерности и выбором глобального критерия оптимизации. Применение методов декомпозиции системы и исследо-
вания её подсистем позволяет избежать эти сложности и в значительной мере облегчить решение научно- исследовательских задач. В свою очередь реализация данного метода требует высокой степени автоматизации всех этапов исследований, начиная от сбора, хранения и первичной обработки информации и кончая построением типовых моделей для каждой из подсистем многостадийных процессов. В связи с этим в настоящее время возникает реальная необходимость разработки методологических основ по созданию автоматизированной системы построения математических моделей (АСПММ) позволяющей не только повысить глубину и качество научных исследований, а следовательно повысить точность разрабатываемых моделей, но и в значительной мере сократить реализацию полученных результатов в промышленных масштабах.
При практической реализации АСПММ оформляется в виде семи алгоритмических блоков функции которых, заключаются в хранении (информационной части) и обработке (операционная часть) соответствующей информации:
- блок синтеза моделей (БСМ);
- блок хранения и выдачи данных (БД);
- блок постановки задач (БП);
- блок классификации объектов (БК);
- блок хранения и выдачи критериев (БХК);
- блок хранения и выдачи моделей (БМ);
- блок хранения и выдачи алгоритмов (БА).
При разработке математического обеспечения алгоритмической системы использованы идеи нормальных алгоритмов и различных грамматик. При этом отношения предшествования задаются с помощью специальных определителей, которые обеспечивают правильное взаимодействие алгоритмических банков. Наиболее целесообразным является нормальный алгоритм Маркова [3], в котором важное значение имеет понятие вхождения и подстановки.
Список литературы
1.Кафаров В.В., Мешалкин В.П., Перов В.Л. Математические основы автоматизированного проектирования химических производств. -Москва: Химия, 1979.
2. Кабулов В.К. некоторые аспекты алгоритмическое направление в кибернетике.
3. Макаров А. А. Теория алгоритмов. -М.: Труды математического института, 1954.
Usmonov Usmonbek Tohir ogli, student Farhodov Sunatnjon Umar ogli, student
Avazov Yusuf Shodievich, Senior Lecturer, Tashkent State Technical University, 100095,
Tashkent city, Uzbekistan
(yusufbek_avazov@mail.ru)
PRINCIPLE OF BUILDING ALGORITHMS OF CONTROL OF TECHNOLOGICAL OBJECTS
In this article, the principle of constructing control algorithms for technological objects of the separation of multicomponent mixtures is considered. The practical implementation of an au-
tomated system for constructing a mathematical model (ASMM), outlined in the form of seven algorithmic blocks, is presented.
Keywords: automated system for constructing a mathematical model (ASPMM), database (DB), operational information, model synthesis, data storage and delivery unit, task setting block, object classification block, storage and issuance of criteria, models and algorithms.
АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОСТАДИЙНЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ РАЗДЕЛЕНИЯ Усмонов Усмонбек Тохир углы, студент Фарходов Суннатжон Умар углы, студент Авазов Юсуф Шодиевич, старший преподаватель
Ташкентский государственный технический университет, Узбекистан
(yusufbek_avazov@mail.ru)
В данной статье изложены принцип работы блоков алгоритма управления технологическими процессами. Приведен алфавиты и их составляющее части, описывающие нормального функционирование алгоритма технологических объектов.
Ключевые слова: многостадийный процесс разделения, алгоритм, алгоритм Маркова, алфавит, вхождение слова, подстановок, блок алгоритма, результатов работы алгоритма, структура языка, цепочка языка, синтаксический анализ, синтаксический эквивалент, закон функционирования, математическое описание.
При разработке математического обеспечения алгоритмической системы моделирования технологических объектов, многостадийных процессов разделения использованы идеи нормальных алгоритмов и различных грамматик. Наиболее целесообразным является нормальный алгоритм Маркова [1], в котором важное значение имеет понятие вхождения и подстановки.
Пусть слово B в алфавите A представимо в виде:
B = FHC. (1)
Тогда считается, что слово H входит в слово B. Но при фиксированных B и H слова F и C могут определяться неоднозначно. Чтобы избежать этого, вводится понятие вхождения. Если буква 3 не принадлежит алфавиту A, то выражение вида
FpHpCp (2)
называется вхождением в алфавит A, при этом слова C, F и H называются соответственно правым крылом, левым крылом и основой вхождения. В частности, C и F могут быть пустыми.
Вхождение (2), для которого имеет место (1), называется вхождением слова H в слово B. Вхождение (2) слова H в слово B будем называть первым вхождением H в F, если длина левого крыла любого вхождения H в
