CC BY
21
ких станций могут повлечь за собой искажение или потерю данных.
Если установлена защита для рабочих станций, необходима и защита сетевых устройств, через которые эти станции подключены (концентраторы, мосты, маршрутизаторы). В этом случае необходимо учесть дополнительную нагрузку при выборе ИБП.
Наличие централизованного сетевого управления системой гарантированного питания (СИБ) существенно упрощает эксплуатацию и улучшает качественные показатели СИБ. Система сетевого управления СИБ обеспечивает:
- наблюдение за функционированием СБП, ведение журналов мониторинга и событий;
- оповещение о событиях;
- сбор и анализ статистических данных;
- управление параметрами и состоянием оборудования, автоматическое выполнение действий по расписанию.
В современных источниках бесперебойного питания (ИБП) используется технология двойного контура понижающего/ повышающего автотрансформатора, позволяющая существенно увеличить срок службы батарей за счет автоматического регулирования входного напряжения и компенсации флуктуаций напряжения. ИБП работают в широком окне входного напряжения (155-29IV) без перехода на батареи.
Батареи в новой серии можно легко заменять в "горячем" режиме. В комплект поставки входит бесплатное ПО, позволяющее контролировать состояние ИБП, а также осуществлять корректное отключение критичной нагрузки в случае длительно отсутствия электропитания. Все профессиональные ИБП имеют защиту от глубокого разряда аккумуляторной батареи.
— Коротко об авторах ----------------------------------------------------------------------
Белопушкин Виктор Иванович — профессор, кандидат технических наук,
Кириллычев Александр Николаевич — доцент, кандидат технических наук,
кафедра «Автоматизированные системы управления», Московский государственный горный университет.
----------------------------------------------------- © А.М. Валуев, 2005
УДК 622.014.2:658.513.011.56:681.3:622.333 А.М. Валуев
МЕТОД ИНВАРИАНТНОГО СИНТЕЗА И ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ В УПРАВЛЕНИИ УГОЛЬНЫМ РАЗРЕЗОМ
Семинар № 10
дея инвариантного синтеза состоит в построении такой системы управления, при которой на основе точного знания текущих значений возмущений параметров среды их воздействие на заданные характеристики (функционалы) процесса в целом немедленно и точно компенсируется, в результате чего прогнозные (в течение всего процесса) и фактические (в момент окончания процесса) значения этих функционалов являются независимыми (инвариантными) относительно возмущений. Осуществимость
такого подхода была доказана Л.И. Розоноэром [1] для линейных систем, В.В. Величенко [2] и М.М.Хрусталевым для нелинейных. Основное внимание в теории инвариантности уделяется системам, описываемым обыкновенными дифференциальными уравнениями, что находит применение в задачах управления движением, главным образом в задачах космического полета [3]. Предполагается, что управляющие воздействия вырабатываются и изменяются непрерывно. Разумеется, обеспечение инвариантности требует
наличия достаточных ресурсов управления, но в рассмотренных в литературе примерах это условие выполняется при реальных значениях возмущений.
По нашему мнению, следующие принципиальные черты метода инвариантного синтеза благоприятны для применения его как метода управления (регулирования) в целях реализации производственных планов:
1. использование знания о возмущении с момента его возникновения, т.е. не дожидаясь появления отклонения текущего состояния от планового;
2. устойчивость метода: прогнозное
управление (вырабатываемое в текущий момент времени до конца периода) и траектория на остаток периода непрерывно изменяются в течение процесса, причем при отсутствии возмущений изменений не происходит;
3. сравнительная простота метода — реализуется как комбинация решений функциональных и дифференциальных и разностных уравнений.
Разумеется, как и всякий метод управления, метод инвариантного синтеза имеет некоторые проблемные черты:
1. область значений каждого из компенсирующих управлений должна содержать как положительные, так и отрицательные значения (иначе говоря, некоторое количество компонент планового управления ни в один момент времени не может достигать ни на верхней, ни на нижней своей границы);
2. количество инвариантных функционалов ограничивается размерностью управления, а точнее говоря, количеством его компонент, принимающих значение внутри допустимой области;
3. не учитывается возможное (хотя игнорируемое и в большинстве других методов) ограничение на преемистость управления.
Принципиальный подход метода В.В. Беличенко [2] состоит в следующем. Номинальное управление (которым может являться программное управление, доставляющее целевым функционалам требуемые значения в отсутствие возмущений) определяет для каждой точки фазового пространства значение этих функционалов как функции их фазового вектора Е, и текущего момента времени т. Такие функции ^(^д) называются опорными. В конкретный момент времени (или для конкретного этапа) первые производные (или приращения) опорных функционалов зависят от двух векторов — возмущения и корректирующего управления, поэтому ясно, что принципиально можно подобрать значения компонент корректирующего управления (в количестве, равном количеству целевых функционалов), обеспечивающих обращение этих производных (приращений) в нуль.
Большинство производственных процессов и, в частности, открытая угледобыча с применением автомобильного или железнодорожного транспорта могут быть описаны обыкновенными дифференциальными уравнениями лишь приближенно; управление также привязывается не к отдельным моментам времени, а к временным интервалам, продолжительность которых не может быть неограниченно уменьшена, либо представляет собой последовательность разделенных во времени команд (дискретных управлений), привязанных к событиям определенного вида, как это происходит при оперативно-диспетчерском
управлении. Для этого случая процесса в дискретном времени также существует постановка и решение задачи инвариантного синтеза [4]. Однако эта постановка не вполне отвечает условиям производственных процессов горного производства по следующим причинам:
1. рассматривается инвариантность функ-
Условия применения метода Уравнения движения Номинальное управление Характер возмущений Корректирующее управление
Задачи управления движением Дифференци- альные Программное управление Заранее неизвестная функция времени, параметр о.д.у. В непрерывном времени
Задачи планирования простых производственных систем Разностные Первоначальный план Заранее неизвестный параметр разностных уравнений По этапам
Задачи планирования переключаемых систем Дифференциальные + условия переключения Первоначальный план; при изменении сценария доопределяется Заранее неизвестный параметр разностных уравнений и ограничений Этапами, частями этапа (возможно, с момента возмущения)
ционирования системы по терминальному функционалу или их набору, тогда как качество функционирования в действительности оценивается также значениями этапных показателей;
2. целью успешного функционирования чаще всего является не достижение строго определенных значений выделенных показателей для этапа или всего периода, а их принадлежность к заданным допустимым интервалам;
3. возмущение для предстоящего этапа считается известным, что справедливо лишь для некоторых типов возмущений, о которых можно иметь информацию заблаговременно (отклонение геологических характеристик блоков от их значений, рассчитанных к моменту планирования, в силу обработки новых проб на предшествующих этапах; изменения в заявках потребителей, о которых они сообщают заблаговременно);
4. наличие различных типов возмущений, одни из которых выражаются параметрами уравнений динамики процесса, как это и предполагается в теории инвариантности, а другие — параметрами ограничений;
5. разновременность периодов действия отдельных возмущений, одни из которых могут быть привязаны к фиксированным этапам, а другие начинаются и заканчиваются в случайные моменты времени, что характерно для событий отказа и восстановления работоспособности машин или технологических цепей.
6. в определенные периоды ресурсов управления может не хватать для компенсации текущих возмущений; впрочем, в этом случае возможен возврат к инвариантным значениям, как показано в работе [5].
В зависимости от того, каким из перечисленных факторов будет уделено внимание, возникают разные задачи построения модифицированного метода инвариантного синтеза. В общем случае можно говорить о синтезе не инвариантной, а минимально отклоняющейся траектории системы, но так обстоит дело и в классической области применения метода. Принципиальные отличия в постановке задачи в зависимости от условий применения метода показаны в таблице.
Многоэтапный процесс с набором инвариантных функционалов для каждого этапа в непрерывном времени рассматривается в работе автора [6]. Это задача управления процессом, описываемым дифференциальными уравнениями
dx/dt = У(х,и,у,Г), (1)
с начальными условиями
х^о) = Хоо, (2)
в котором в момент времени t возмущение v(t)
— наблюдаемая векторная величина, вектор управления — м^У; состояние процесса в моменты времени ^<...<^Тдолжно подчиняться условиям
^(х(4)) = Чрк, а°(х(Т)) = Чр°. (3)
Для опорного управления м0^) при у(^=0 выполнены условия (3).
Главное отличие метода в этом случае состоит в том, что корректирующее управление представляется в виде суммы компонент: первые, рассматриваемые как слагаемые опорного управления, компенсируют воздействие одновременно возмущений и корректирующих управлений на предшествующих этапах, а вторые — только воздействие текущих возмущений. Опорное управление для t^\tk-\, tk] определяется в виде
мок^; £,т) = м°(г)+^к(^,х)Ьк(г), (4)
где Ьк(^ — некоторая заданная вектор-функция, таким образом оно зависит от текущего состояния, причем значения ^(^т) непрерывно определяются из уравнений, гарантирующих достижение требуемых значений этапными функционалами при условии отсутствия возмущений на самом к-ом этапе:
&(Х°(ъ £,т)) = 4?к. (5)
На самом деле непрерывное решение системы уравнений (5) может быть заменено интегрированием системы обыкновенных дифференциальных уравнений.
Реальный производственный процесс целесообразно рассматривать как дискретно-непрерывный [7], в т.ч. непрерывный по времени возникновения и воздействия возмущений и дискретный по управлению. Однако дискретность по управлению следует рассматривать только как отнесенность управления к этапам не менее чем минимальной продолжительности Тш;п, а не обязательно к заранее заданным календарным этапам. Поэтому возмущения дискретной природы, занимающие определенный период времени, больший Тш;п, можно точно компенсировать, сменив корректирующее управление в момент его наступления и завершения.
Впрочем, говоря о возмущениях различного типа, можно учитывать один его вид, который полностью компенсировать никогда невозможно и который связан с принципиальной приближенностью модели. Никакое плановое
управление не может точно реализоваться даже при полном отсутствии возмущений внешней среды; однако известно, что относительная погрешность падает с увеличением временной продолжительности этапа, для которого определяется отдельное плановое задание. Поэтому принципиально возможно учесть и
1. Розоноэр Л.И. Вариационный подход к проблеме инвариантности систем автоматического управления // Автоматика и телемеханика. — 1963. — №6, 7.
2. Величенко В.В. О вариационном методе в
проблеме инвариантности управляемых систем // Автоматика и телемеханика. — 1972. — №4. — С. 22-35.
3. Величенко В.В. Вопросы инвариантности
дискретных систем // Доклады Академии наук. — 1971. — Т. 201. — №1. — С. 284-287
4. Солнечный Э.М. Исследование задачи по-
строения слабо инвариантной системы управления летательным аппаратом // Автоматика и телемеханика. — 1993. — №6. — С. 50-61.
соизмерить два аспекта: ожидание сокращение погрешности реализации планового задания (исходного или скорректированного), если его не изменять и воздействие вновь возникшего возмущения, которое не будет скомпенсировано до изменения корректирующего управления.
----------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
5. PoznyakA.S., Shtessel Yu.B., Gallegos CJ. Min-Max Sliding-Mode Control for Multimodel Linear Time Varying Systems // IEEE Trans. Automatic Control. —
2003. — Vol. 48. — No 12. — P. 2141-2150.
6. Валуев A.M. Метод инвариантного синтеза для многоэтапных управляемых процессов // Обозрение прикл. и промышл. матем. — 2004. — Т. 11. — Вып. 3 — С. 528-529.
7. Валуев А.М. Моделирование управления производственной системой в дискретно-непрерывном времени. // Обозрение прикл. и промышл. математ. —
2004. — Т. 11. —вып. 2. — С. 309-311.
— Коротко об авторах ------------------------------------------------------------------
Валуев Андрей Михайлович - доцент, кандидат физико-математических наук, кафедра «Организации и управления в горной промышленности», Московский государственный горный университет.
----------------------------------------------- © А. Г. Литвинов, 2005
УДК 622.014.2:658.513.011.56:681.3 А.Г. Литвинов
РАЗРАБОТКА ИНТЕГРИРОВАННОЙ ОБЪЕКТНО-ПРОДУКЦИОННОЙ БАЗЫ ЗНАНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ МЕТОДОВ И ТЕХНОЛОГИИ СОМ
Семинар № 10
дной из основных задач ГИС является получение новых знаний, представлений о природе пространственных данных. В то же время исследователи иногда недооценивают возможности ГИС в области поддержки принятия решений, уделяя больше внимания представлению (визуализации) данных. Ценность пространственных данных становится особенно значимой, когда в ГИС включаются средства, базирующиеся на технологиях и методах искусственного интеллекта [1].
Необходимость создания интегрированной объектно-продукционной базы знаний возникла при разработке системы поиска перспектив-
ных участков добычи метана газоугольного месторождения. Необходимо было в рамках одной системы объединить геоинформацион-ные методы (работа с пространственноатрибутивной информацией) и интеллектуальные методы.
Проведенный анализ предметной области (разработка газоугольного месторождения) показал, что применение интеллектуальных методов (методов основанных на знаниях, ней-росетевых методов) актуально.
В тоже время, разрабатываемая система оперирует большим массивом пространственно-атрибутивных данных. Пространственная
