Статья

Название статьи МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ГЛОБАЛЬНОЙ ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЁННЫХ ИЕРАРХИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ИНТЕРВАЛЬНОЙ НЕОПРЕДЕЛЁННОСТЬЮ
Автор С.В. Фролов, Т.А. Фролова
Рубрика РАЗДЕЛ IV. ЭЛЕКТРОНИКА И УПРАВЛЕНИЕ
Месяц, год 04, 2017
Индекс УДК 519.711
DOI
Аннотация В большинстве практических случаев для неопределённых параметров технологических процессов нахождение характеристик законов распределения и функций принадлежности является затруднительным. Обычно для неопределённых параметров известны только интервалы их значений. Целью исследования является разработка теоретических основ построения системы управления сложным химико-технологическим процессом в условиях интервальной неопределённости параметров. Сложный химико-технологический процесс совместно с системой управления представляет собой сложную химико-технологическую систему. Первый или нижний уровень управления иерархической структуры составляют аппараты или машины совместно с локальными системами управления, построенными на основе программируемых микроконтроллеров. Элементы нижнего уровня иерархии объединяются по технологическому принципу в блоки, которые вместе с системой управления блоком образуют второй уровень иерархии. Третий или верхний уровень иерархии составляет совокупность элементов второго уровня и система управления этой совокупностью. Управление подпроцессами второго уровня иерархии осуществляют координирующие станции, которые получают координирующие сигналы от системы управления третьего уровня, информационные сигналы с нижнего уровня и подают управляющие сигналы на нижний уровень иерархии. Координирующая станция верхнего управляет системами второго уровня. Поставлены глобальные задачи управления распределённой трёхуровневой иерархической системой с интервальными параметрами: задача получения удовлетворительных решений и задача оптимизации. Задача получения удовлетворительных решений сводится к поиску управлений, при которых для любых значений неопределённых параметров из заданных интервалов выполняются установленные технологические требования. Глобальная задача оптимизации дополняется условием достижения критерием оптимального значения в условиях неопределённости. Сформулированы принципы, предложены методы и алгоритмы декомпозиции глобальной задачи управления, позволяющие для технологических процессов с интервальной неопределенностью параметров решение глобальной задачи свести к параллельно решаемым задачам управления. Изложенный подход дает возможность на стадии разработки для каждой задачи применить принцип модульности. Этот принцип заключается в том, что при формализации, постановке и алгоритмизации каждой задачи может участвовать свой независимый разработчик, которому не обязательно знакомиться с содержанием других задач. Принцип модульности позволяет изменять или модифицировать задачу, не вызывая каких-либо последствий в других задачах. Результаты работы являются теоретической основой для проектирования новых и модернизации существующих систем управления производствами, характеризующихся множеством стадий, энерго- и материалоёмкостью, наличием большого количества параметров и возмущений.

Скачать в PDF

Ключевые слова Химико-технологический процесс; интервальная неопределённость; иерархическая система управления; декомпозиция задачи управления; задача оптимизации.
Библиографический список 1. Островский Г.М., Зиятдинов Н.Н., Лаптева Т.В. Оптимизация технических систем.
– М.: КНОРУС, 2012. – 432 с.
2. Фролов С.В. Развитие отечественных систем промышленной автоматизации // Автома-тизация и производство. – 2001. – № 2. – С. 22-25.
3. Шильяк Д. Децентрализованное управление сложными системами. – М.: Мир, 1994.
– 576 с.
4. Холоднов В.А., Лебедева М.Ю. Приближенный метод оптимизации химико-технологических систем при интервальной параметрической неопределенности // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). – 2016. – № 33 (59). – С. 97-100.
5. Островский Г.М., Лаптева Т.В., Зиятдинов Н.Н. Проектирование оптимальных химико-технологических систем в условиях неопределенности // Теоретические основы химиче-ской технологии. – 2014. – Т. 48, № 5. – С. 527-537.
6. Пегат А. Нечеткое моделирование и управление. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. – 798 c.
7. Фролова Т.А., Фролов С.В., Туляков Д.С. Решение интервальных математических моделей технологических процессов // Электронное научно-техническое издание «Наука и образование». – 2012. – № 09. – С. 343-360. – UPR: http://technomag.bmstu.ru/doc/454499.html (дата обращения: 17.02.2017).
8. Растригин Л.А. Современные принципы управления сложными объектами. – М.: Сов. радио, 1980. – 232 с.
9. Саймон Г. Науки об искусственном: пер с англ. – 2-е изд. – М.: Едиториал УРСС, 2004. – 144 с.
10. Кафаров В.В., Мешалкин В.П. Анализ и синтез химико-технологических систем. – М.: Химия, 1991. – 432 с.
11. Кафаров В.В., Дорохов И.Н. Системный анализ процессов химической технологии. Ос-новы cтратегии. – М.: Наука, 1976. – 499 с.
12. Харазов В.Г. Интегрированные системы управления технологическими процессами: учебное пособие для вузов. – СПб.: Профессия, 2013. – 655 с.
13. Харазов В.Г. Интеллектуальные приборы и системы управления // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического универси-тета). – 2014. – № 26 (52). – С. 92-94.
14. Харазов В.Г. Проблемы и пути развития интегрированных АСУ ТП // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического универси-тета). – 2013. – № 18 (44). – С. 089-092.
15. Шенброт И.М., Антропов М.В., Давиденко К.Я. Распределенные АСУ технологическими процессами. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 240 с.
16. Шенброт И.М. Распределенные АСУ ТП - АСУ нового класса // Приборы и системы управления. – 1983. – № 12. – С. 5-6.
17. Шенброт И.М., Алиев В.М. Проектирование вычислительных систем распределенных АСУ ТП. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 88 с.
18. Шишов О.В. Программируемые контроллеры в системах промышленной автоматизации: учебник. – М.: ИНФРА-М, 2017. – 365 с.
19. Месарович М., Мако Д., Такахара Я. Теория иерархических многоуровневых систем.
– М.: Мир, 1973. – 344 с.
20. Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем: математические основы. – М.: Мир, 1978. – 311 с.
21. Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. – М.: Мир, 1975. – 534 с.
22. Йодан Э. Структурное проектирование и конструирование программ. – М.: Мир, 1979.
– 415 с.

Comments are closed.