Noaniqlik sharoitida boshqaruv. Xulosa: Intellektual boshqaruv tizimlari Aqlli boshqaruv tizimlarining boshqaruv ob'ekti

Ushbu maqola ham mavjud:

Kirish

Intellektual nazorat - semiotik, kognitiv va axborot nazoratining umumlashtirilishi. Transportni aqlli boshqarishda quyidagi yo'nalishlar ajralib turadi: aqlli transport tizimlari, aqlli semiotik boshqaruv va aqlli kognitiv nazorat. Intellektual semiotik boshqaruv mantiqning turli shakllari, ishlab chiqarish tizimlari, evolyutsion algoritmlar bilan bog'liq. Intellektual kognitiv nazorat assotsiativ kanallar va yashirin bilimlarni tahlil qilish yordamida inson kompyuter boshqaruvining sintezi sifatida qaraladi. Intellektual boshqaruv noaniqlik sharoitida qaror qabul qilish vositasi sifatida qaraladi. Axborotni aqlli boshqarish aqlli axborot texnologiyalari boshqaruvini qo'llab-quvvatlash sifatida qaraladi.

Aqlli boshqaruv zarurati

Jamiyat rivojlanishi va ob'ektlar va boshqaruv vazifalarining murakkablashishi bilan boshqaruv texnologiyalari ham o'zgardi. Murakkab vaziyatlarni boshqarishdagi eng keskin muammo "katta ma'lumotlar" muammosi edi. U "tashkiliy boshqaruv" texnologiyalari uchun axborot to'sig'ini yaratadi. Noto'g'ri tuzilgan ma'lumotlarning o'sishi zamonaviy menejmentga xosdir. Bu aqlli boshqaruvga o'tishga olib keladi, bu esa, o'z navbatida, bilimlarni boshqarish texnologiyalarini qo'llash zaruriyatini keltirib chiqaradi. Intellektual boshqaruv aqlli tizimlar va aqlli texnologiyalarga asoslangan. Intellektual tizim - bu ma'lum bir fan sohasiga tegishli bo'lgan muammolarga ijodiy echimlarni olishga qodir bo'lgan texnik yoki dasturiy-texnik tizim bo'lib, ular haqidagi bilimlar bunday tizim xotirasida saqlanadi. Soddalashtirilgan holda, aqlli tizimning tuzilishi uchta asosiy blokni o'z ichiga oladi - bilimlar bazasi, hal qiluvchi va aqlli interfeys. Erituvchi aqlli tizimning asosiy komponentidir. Birinchi tartibli mantiqda hal qiluvchi mantiqiy ifodalarning yechimlarini olish mexanizmidir. Sun'iy intellekt deb tasniflangan ko'p agentli tizimlarda hal qiluvchi tushunchasi ham qo'llaniladi. Agent - bu muammoni hal qiluvchi, u o'z maqsadlariga erishish uchun harakat qila oladigan dasturiy ta'minot ob'ektidir. Simvolik modellashtirishda s-solver xabarning ixtisoslashuv qiymati hisoblanadi. Rossiyada birinchilardan bo'lib ushbu kontseptsiyani kiritgan Efimov E.I. ... Ushbu qisqa ro'yxatda hal qiluvchining aqlli tizimlar va aqlli texnologiyalar uchun ahamiyati keltirilgan.

Amaliy semiotika doirasida aqlli boshqaruv

Semiotika umumiy belgilar nazariyasini yaratish uchun belgilarning tabiati, turlari va funktsiyalari, belgilar tizimlari va inson faoliyati, tabiiy va sun'iy tillarning belgi mohiyatini o'rganadi. Semiotika sohasida “amaliy semiotika” yoʻnalishi mavjud boʻlib, uning asoschisi D.A. Pospelov.

Semiotikada belgilarni qo'llashning ikkita sohasi ajralib turadi: bilish va aloqa. Bu semiotikani ikki qismga ajratadi: bilish semiotikasi; semantik aloqalarning semiotikasi. Aqlli boshqaruvning asosi semiotik tizimdir. Pospelovning fikriga ko'ra, tartiblangan sakkizta to'plam W semiotik tizim deb ataladi:

W =< T, R, A, P, τ, ρ, α, π>, (1)

qayerda
T - asosiy belgilar to'plami;
R - sintaktik qoidalar to'plami;
A - fan sohasi bo'yicha juda ko'p bilim;
P - qarorlarni chiqarish qoidalari (pragmatik qoidalar);
t - T to'plamini o'zgartirish qoidalari;
r - R to'plamini o'zgartirish qoidalari;
a - A to'plamni o'zgartirish qoidalari;
p - P to'plamini o'zgartirish qoidalari.

Birinchi ikkita to'plam W tizimining tilini yaratadi va τ va ρ uning o'zgarishini amalga oshiring. qoidalar α mavzu bo'yicha ko'plab bilimlarni o'zgartirish. Agar bilimni rasmiy tizimning aksiomalari deb hisoblasak (u W ning dastlabki to'rtta elementi tomonidan tuzilgan), u holda qoidalar α , mohiyatiga ko'ra, V. semiotik tizim tilining asosiy belgilarining talqinini va demak, to'g'ri tuzilgan formulalarini o'zgartiradi.

Dastlabki to'rtta to'plam rasmiy tizimni tashkil qiladi FS, beshinchidan sakkizinchigacha bo'lgan elementlar rasmiy tizimni o'zgartirish qoidalarini tashkil qiladi. Shunday qilib, ular rasmiy tizimning moslashuvini ta'minlaydi, uni tizim ichidagi muammolar va muammolarni hal qilish uchun "sozlaydi". FS hal qilib bo‘lmaydi.

Shunday qilib, semiotik tizimni (1) kompozit dinamik tizim sifatida aniqlash mumkin: W = , qayerda FSi- semiotik tizimning holatini aniqlaydi va MFsi- uning holatini o'zgartirish qoidasi. Bunda shuni ta'kidlash kerakki, garchi biz semiotik tizim haqida gapirayotgan bo'lsak-da, de-fakto bunday tizim boshqaruv ob'ektini, ya'ni boshqaruv ob'ektining holatini va uning dinamikasini tavsiflaydi.

Shuning uchun semiotik tizimga yangi talqin berilishi mumkin. Kompozit dinamik tizim: W = FSi, axborot holati yoki axborot holatidagi holatni belgilaydigan, dinamik MFsi, bu boshqaruv ob'ektining bir axborot holatidan ikkinchisiga o'tish qoidalarini belgilaydi.

qoidalar MFsi = (t, r, a, p), formal sistema (boshqaruv ob'ekti) holatini o'zgartiradiganlar semiotik uchburchak (Frege uchburchagi) elementlarida mavjud bo'lgan bog'liqlik bilan bog'lanadi. Bu shuni anglatadiki, to'rtta qoidadan birini qo'llash qolgan qoidalarni qo'llashga olib keladi.

Ushbu bog'liqliklar murakkab, ularning analitik ifodasi yo'q va bu qiyin va sun'iy intellektning semiotik tizimlarida tadqiqot mavzusidir. Shuning uchun axborot yondashuvi va axborotni modellashtirishdan foydalanish osonroq.

Dinamik komponentlar ko'rinishidagi rasmiy boshqaruv tizimlarining kengaytmalari MFsi tizimlarning ochiqligi xususiyatlarini ta'minlash. Ular boshqaruv ob'ektini boshqaruv ta'siriga va o'zgaruvchan tashqi sharoitlarga moslash qobiliyatini yaratadi.

Bu, xususan, noaniqlik, to'liq bo'lmagan va dastlabki ma'lumotlarning nomuvofiqligi sharoitida qarorlar qabul qilishni qo'llab-quvvatlash imkoniyatlarini sezilarli darajada kengaytirish imkonini beradi.

Aqlli nazoratni amalga oshirishdagi noaniqlik turlari

An'anaviy nazorat usullari, shu jumladan aqlli boshqaruvning ayrim turlari ob'ektning holati va boshqaruv modellari uning xatti-harakatlarini to'g'ri tavsiflaydi degan taxminga asoslanadi. Ushbu taxminga asoslangan usullar klassik nazorat nazariyasiga kiritilgan. Biroq, hajmlarning o'sishi, tuzilmagan ma'lumotlarning o'sishi va tashqi muhitning ta'siri sharoitida bu holatdan chetga chiqish xarakterlidir.

Deyarli har qanday model haqiqiy ob'ekt, uning holati va xatti-harakatlarining soddalashtirilgan tavsifidir. Soddalashtirish darajasi chidash mumkin yoki noaniqlik yaratishi mumkin. Boshqarish ob'ektining xatti-harakatlari dinamikasida ob'ektning ba'zi xususiyatlari uning ishlashi jarayonida sezilarli darajada o'zgarishi mumkin. Bularning barchasi ob'ektni tavsiflashning turli modellarida noaniqliklarni keltirib chiqaradi va uni boshqarishni qiyinlashtiradi, shu jumladan intellektual. Boshqarish algoritmi yoki o'rnatilgan nazorat qoidalari to'plami asosidagi tipik boshqaruv modeli nominal deb ataladi.

Muhim noaniqlik sharoitida nazorat nazariyasining klassik usullari qo'llanilmaydi yoki qoniqarsiz natijalar beradi. Bunday hollarda noaniq modelli ob'ektlar uchun boshqaruv tizimlarini tahlil qilish va sintez qilishning maxsus usullaridan foydalanish kerak. Birinchi qadam noaniqlikning turi va qiymatini baholashdir.

Boshqaruv modellarida noaniqliklarning asosiy turlari ajratiladi: parametrik, funktsional, tizimli va signalli.

Parametrik noaniqlik, modelning doimiy parametrlari noma'lum yoki aniq emasligini anglatadi. Masalan, nuqta qiymatlari o'rniga interval qiymatlari ishlatiladi. Axborotni o'lchash tizimlariga o'tishda parametrlarning axborot aniqligi yo'qligi haqida gapirish mumkin. Shuning uchun ko'p hollarda parametrlarning haqiqiy qiymatlari qabul qilingan nominal qiymatlardan sezilarli darajada farq qilishi mumkin.

Signalning noaniqligi boshqaruv tizimidagi boshqaruv harakati yoki axborot oqimlari nominal signallarni sezilarli darajada o'zgartiradigan shovqinlar ta'sirida ekanligini anglatadi. Boshqarish jarayonini nominaldan chetga surib qo'yadigan bunday signallarga buzilishlar yoki shovqinlar deyiladi. Farqi shundaki, shovqin passiv bo'lib, faqat signal-shovqin nisbatini o'zgartiradi. Perturbatsiya signalni bir xil shovqin bilan o'zgartiradi.

Zamonaviy aqlli boshqaruv tizimlari ko'plab tegishli texnik ob'ektlarning avtonom ishlashini ta'minlashi kerak. Bu aqlli boshqaruv tizimi (IMS) haqida gapirishga asos beradi. Intellektual tizim murakkab muammolarni, jumladan, rejalashtirish, maqsadlarni belgilash, prognozlash va hokazolarni hal qilishi kerak. Yechimlarning ko'p qirraliligi, moslashuvi va aniqligi uchun ko'p maqsadli aqlli boshqaruvdan foydalanish tavsiya etiladi.

Intellektual boshqaruv tizimining ko'p darajali arxitekturasi uchta darajadan iborat: kontseptual, axborot va operatsion (1-rasm). Bunday arxitekturaga asoslangan tizim avtonom va kollektiv o'zaro ta'sir sharoitida murakkab texnik ob'ektlarning xatti-harakatlarini boshqaradi. Kontseptual daraja yuqori intellektual funktsiyalarni amalga oshirish uchun javobgardir.

1-rasm. Ko'p darajali aqlli boshqaruv.

Kontseptual darajada bilimning semiotik (belgi) ifodasi qo'llaniladi va qolgan darajalar bilan xabarlar almashiladi. Axborot va operatsion darajalar turli intellektual va axborot protseduralarini qo'llab-quvvatlaydigan va ularni boshqaruvga aylantiradigan modullarni o'z ichiga oladi.

Konseptual darajadagi boshqaruvning asosiy vazifasi semiotik (ramziy) shaklda taqdim etilgan kontseptual bilimlarni saqlash, egallash va ulardan foydalanishdir.

Kompozit dinamik tizim: W = ikkita komponentni o'z ichiga oladi: statik FSi dinamik belgilar tizimini belgilaydi MFsi, bu qoidalar tizimini belgilaydi (1-rasm).

Bilimlarni egallash tashqi muhitdagi real vaziyat modeliga asoslanadi. Yuqori intellektual funktsiyalarga asosiy maqsad va kichik maqsadlarni belgilash, xatti-harakatlarni rejalashtirish va umumiy harakatlar rejasida ta'sirlarni taqsimlash funktsiyalari kiradi.

Axborotni boshqarish darajasida axborotni modellashtirish vazifalari hal qilinadi, ularning asosiylari: tarkibiy qismga mos keladigan axborot holatini, axborot pozitsiyasini yaratish. FSi... Axborotni boshqarish darajasida kontseptual darajadagi qoidalar tizimining aksi bo'lgan va tarkibiy qismga mos keladigan axborot tuzilmasini qurish vazifalari hal qilinadi. Mfsi. Axborot darajasidagi semiotik nazoratning til muhiti turli axborot birliklari yordamida amalga oshiriladi. Ular axborot holatini, axborot pozitsiyasini va axborot tuzilmasini yaratish uchun asos bo'lib xizmat qiladi.

Operatsion (ijro etuvchi) darajada boshqaruv qarorlarini (boshqaruv ta'sirini) amalga oshirish amalga oshiriladi. Boshqaruv ta'siri, albatta, boshqariladigan ob'ektning axborot holatini o'zgartiradi. Boshqaruv ta'siri, agar kerak bo'lsa, boshqariladigan ob'ektning axborot holatini o'zgartirishi mumkin. Shu bilan birga, odatda, axborot holatini o'zgartirishga hojat yo'q. Ushbu darajadagi asosiy vazifa boshqaruv ob'ektining holati va pozitsiyasini o'zgartirish va o'zgarishlar haqida kontseptual darajaga xabar berishdir.

Qatlamli arxitektura bir qator xususiyatlarga ega. U insonning bir qator kognitiv funktsiyalarini o'z ichiga oladi. U aqlli boshqaruvga axborot yondashuvidan foydalanishga tayanadi.

Intellektual va axborot texnologiyalari o'rtasidagi farqni ta'kidlash kerak. Axborot texnologiyalari aqlli boshqaruvni qo'llab-quvvatlash funktsiyalarini bajaradi. Asosiy rolni aqlli qaror qabul qilish texnologiyalari o'ynaydi. Ular yechim bilan birga yoki yechimni olish jarayonida yangi bilimlarni izlash va intellektual resurslarni to'plash imkonini beradi. Axborot texnologiyalari faqat axborot resurslarini yaratadi. Bu shuni anglatadiki, aniq shaklda rasmiylashtirilgan bilimlar o'zlashtirilgach, tajriba va bilimlar bazasining bir qismiga aylanishi va u tomonidan muammolarni hal qilish va qarorlar qabul qilish uchun ishlatilishi mumkin.

Xulosa

Rasmiy ishlash modellarini topish qiyin yoki imkonsiz bo'lgan murakkab ob'ektlarni boshqarishda aqlli boshqaruv samarali va zarurdir. Intellektual boshqaruvning asosini birinchi o'rinda semiotik modellar, ikkinchi o'rinda esa informatsion modellar tashkil etadi. Aqlli boshqaruv usullari xilma-xil bo'lib, texnik, kognitiv va transport tizimlarida qo'llanilishi mumkin. Intellektual boshqaruv ko'p maqsadli boshqaruv uchun keng qo'llaniladi. Zamonaviy aqlli boshqaruv bulutli platformalar va xizmatlarga integratsiya qilinmoqda. Taqsimlangan tashkilotlar va korporatsiyalarni boshqarishda fazoviy munosabatlar va fazoviy bilimlarni hisobga olish zarur bo'ladi. Yana bir muammo - yashirin bilimlar bilan ishlash uchun intellektual texnologiyalarning cheklangan soni. Texnik jihatdan bilimlarni boshqarish muammosi axborot resurslarini intellektual resurslarga aylantirish va ularni intellektual texnologiyalarda qo‘llash bilan bog‘liq.

Bibliografik ro'yxat

UDC 004.896

I. A. Shcherbatov

NOANIQLIKDA ROBOT TIZIMLARINI AKLI BOSHQARISH

Kirish

Intellektual boshqaruv - turli xil jismoniy tabiat ob'ektlarini boshqarish uchun sun'iy intellekt usullarini qo'llash. Robot tizimlarini boshqarish sohasida sun'iy intellekt usullari eng ko'p qo'llaniladi. Bu, birinchi navbatda, robotlarning avtonomligi va ular uchun to'liq bo'lmagan ma'lumotlar va turli xil noaniqlik sharoitida rasmiylashtirilmagan ijodiy vazifalarni hal qilish zarurati bilan bog'liq.

Yaqin vaqtgacha ko'rsatilgan muammolar sinfi tabiiy intellektning vakolati bo'lib qoldi: boshqaruv ob'ektining operatori, muhandis, olim, ya'ni shaxs. Avtomatik boshqaruv nazariyasi sohasidagi zamonaviy yutuqlar, yarim tizimli vazifalarni rasmiylashtirishning aqlli usullari va murakkab texnik tizimlarni boshqarish mobil robot platformalarini, moslashuvchan avtomatlashtirilgan liniyalarni va android robotlarini o'z ichiga olgan juda murakkab robot tizimlarini amalga oshirish imkonini beradi.

Robotik tizimlar to'liq bo'lmagan ma'lumotlar sharoitida ishlaydi, bir qator parametrlarni o'lchashning tubdan imkonsizligi boshqaruv dasturiga sezilarli cheklovlar qo'yadi. Bu bilvosita belgilar va o'lchanadigan ko'rsatkichlar asosida o'lchovsiz parametrlarni hisoblash imkonini beradigan algoritmlar bazasini ishlab chiqish zarurligiga olib keladi.

Robot tizimi ishlaydigan tashqi muhitning noaniqligi boshqaruv tizimiga har xil turdagi kompensatorlarni, moslashtirish, to'plash va ma'lumotlarni tartiblash modullarini kiritish zaruratini tug'diradi.

Muammoni shakllantirish

Tadqiqotning maqsadi - kirish ma'lumotlarining to'liq emasligi va turli xil noaniqliklarni hisobga olgan holda, ishlashning o'ziga xos xususiyatlariga ko'ra o'zgarmas bo'lgan robot tizimlari uchun aqlli boshqaruv tizimlarini qurishga yondashuvlarni shakllantirish.

Ushbu maqsadga erishish uchun bir qator o'zaro bog'liq vazifalarni hal qilish talab etiladi: robot tizimlari uchun aqlli boshqaruv tizimlari arxitekturasini tahlil qilish; robotli tizimni vaziyatli identifikatsiyalashning umumlashtirilgan algoritmini ishlab chiqish; robotli tizimni boshqarish tizimining umumlashtirilgan sxemasini ishlab chiqish; manipulyatsiya roboti, mobil robot platformasi va moslashuvchan avtomatlashtirilgan liniya uchun aqlli boshqaruv tizimlarini ishlab chiqish.

Tadqiqot usullari

Tadqiqot jarayonida avtomatik boshqaruvning umumiy nazariyasi, loyqa toʻplamlar nazariyasi, neyron tarmoqlar nazariyasi, tizimli tahlil, ekspert baholari nazariyasi metodlaridan foydalanildi.

Robot tizimining tashqi muhitda joylashishi

Aqlli boshqaruv algoritmlarini amalga oshirish uchun robot tizimi joylashgan vaziyatni joriy aniqlash vazifasi ustuvor hisoblanadi. Ushbu muammoni hal qilish uchun vaziyatni aniqlash tizimining strukturaviy diagrammasi ishlab chiqilgan (1-rasm).

Texnik ko'rish va hissiy tuyg'u birligi tashqi muhit holatidagi o'zgarishlarni aniqlash va keyingi ishlov berish uchun atrof-muhitning sensorli xaritasini taqdim etish uchun mo'ljallangan. Atrof-muhitning sensorli xaritasi - bu robot hozirgi vaqtda bo'lgan vaziyatning tasviri. Sensor xaritasini yaratish uchun vaqt oralig'i mavzu hududining o'ziga xos xususiyatlaridan kelib chiqqan holda tanlanadi.

Bilimlar bazasi

Operator

Intellektual

interfeys

Identifikator

algoritmlar

Texnik ko'rish va hissiy idrok organlari

Tashqi muhit

Ijrochi

mexanizmlar

Guruch. 1. Vaziyatni aniqlash tizimining blok-sxemasi

Ishchi xotira, ekspert tizimlariga o'xshab, sensorlardan keladigan va mavjud algoritmlar bazasi va robot tizimining bilimlar bazasi (KB) yordamida qayta ishlanadigan ma'lumotlarni qayta ishlash uchun mo'ljallangan.

Algoritmlar bazasiga sensorli xaritani oldindan qayta ishlash algoritmlari (raqamli signallarni qayta ishlash, tovushli tasvirlar va tasvirlarni tanib olish), o'lchanmagan parametrlarni hisoblash (o'lchangan parametrlarga funktsional bog'liqlik), ma'lumotlarning to'liqligini tiklash (bilimning to'liqligi va nomuvofiqligini tekshirish, bilimlarni moslashtirish) mavjud. statsionar bo'lmagan va o'zgaruvchan tashqi sharoitlarni hisobga olgan holda), matematik operatsiyalar va boshqalar.

Bilimlar bazasi - bu tashqi muhit to'g'risidagi aprior ma'lumotlarni o'z ichiga olgan murakkab ierarxik tuzilma bo'lib, u o'qitish bosqichida belgilangan, tashqi muhitning ishlashi va idrok etish jarayonida robot tomonidan olingan to'liq va izchil bilimlarni o'z ichiga oladi. Bilimlar bazasidagi bilimlar dolzarblik mezonlari bo‘yicha tartiblanadi va bilimlarni moslashtirish algoritmlari asosida robotning ishlash xususiyatlaridagi o‘zgarishlarni hisobga olgan holda yangilanadi.

Eng muhim blok - bu vaziyat identifikatori. Sensor xaritasi asosida vaziyatning tasvirini to'g'ri tanib olish uchun mas'ul bo'lgan ushbu blokdir. Ushbu blokning natija ma'lumotlari robot tizimini boshqarish dasturini tanlashda hal qiluvchi ahamiyatga ega.

Va nihoyat, operator bilan aloqa qilish uchun zarur bo'lgan aqlli interfeys. Operator robotlashtirilgan tizimning ishlashini nazorat qiladi, shuningdek, belgilangan maqsadlarga erishish jarayonini nazorat qiladi. Qoidaga ko'ra, robot va operator o'rtasidagi aloqa tabiiy tilning cheklangan qismidagi tabiiy til interfeysi yordamida amalga oshirilishi kerak.

Noaniqlik sharoitida robotli tizimni boshqarish tizimining tuzilishi

Noaniqlik sharoitida robot tizimlarini aqlli boshqarish uchun algoritmlar va dasturlarni amalga oshirish bir qator muhim qiyinchiliklar bilan bog'liq.

Kirish ma'lumotlarini dastlabki qayta ishlash algoritmlarining murakkabligi va robot tizimining o'zini tutish modelining tizimli noaniqligi aqlli boshqaruv tizimi strukturasining ortiqchaligini aniqlaydi.

Noaniqlik sharoitida robotni boshqarish muammosini hal qilish uchun aqlli boshqaruv tizimining quyidagi arxitekturasi ishlab chiqilgan (2-rasm).

Vaziyatni aniqlash tizimi (SID) robot tizimi uchun har qanday aqlli boshqaruv tizimining bir qismi bo'lishi kerak. Intellektual boshqaruv qurilmasi (IUU) BZ va boshqaruv dasturini tanlash blokini (BVPU) o'z ichiga oladi. Ushbu blokning maqsadi robotning mexanik tizimiga (MS) ta'sir qiluvchi elektr haydovchilar (ED) tizimini boshqarish harakatini ishlab chiqishdir.

Guruch. 2. Robot tizimining aqlli boshqaruv tizimining blok-sxemasi

Sanoat manipulyatorlarini boshqarish tizimlari

An'anaviy sanoat manipulyatorlarini boshqarish tizimlari bir necha sinflarga bo'lingan. Tizimlarning birinchi sinfi dasturlashtirilgan boshqaruv tizimlaridir.

Manipulyatorning ishchi organini uzluksiz boshqarish tizimi manipulyatorni mos yozuvlar modeliga moslashtirishni nazarda tutadi. Ushbu boshqaruv algoritmi MS manipulyatoridagi yo'qotishlarni hisobga olmaydi va drayvlar tomonidan ishlab chiqilgan barcha harakatlar ishchi organga o'tkaziladi deb taxmin qilinadi.

Ishchi organdagi dasturlashtirilgan quvvatni boshqarish tizimi nafaqat kuch vektorini, balki ishchi organ pozitsiyasining vektorini ham boshqarish uchun ishlatiladi. Har xil darajadagi harakatchanlik uchun manipulyatorning ishchi organida harakat va kuchni mustaqil boshqarish tizimi qayta aloqa bilan ikkita boshqaruv halqasiga ega: pozitsiya va kuch.

Manipulyatorning ishchi organidagi siljish va kuchni qo'shilgan boshqarish tizimida ishchi jismning pozitsiyasi vektori bo'yicha vazifa kuch vektorining joriy qiymati bilan tuzatiladi. Bu shuni anglatadiki, ishchi organ harakatlanayotganda, uning zarbasining kattaligi tashqi muhitga ta'sir qilish kuchi bilan tuzatiladi.

Moslashuvchan boshqaruv tizimlari bajarilganda qo'llaniladi: o'zboshimchalik bilan joylashgan yoki harakatlanuvchi ob'ektni olish operatsiyalari, o'zgaruvchan pozitsiyali tikuvlarni boshq payvandlash, harakatlanuvchi va kutilmagan to'siqlarni chetlab o'tish. Buning uchun assotsiativ xotiraga ega adaptiv tizimlardan foydalaniladi.

Sanoat manipulyatorlarini boshqarish uchun hozirda amaliyotda keng qo'llaniladigan mustahkam boshqaruv tizimlari ham qo'llaniladi.

Intellektual boshqaruvni amalga oshirish

Noaniqlik sharoitida robot tizimining ishlashi muammosi ko'p qirrali.

Noaniqlik sharoitida robot tizimining xatti-harakatlarini rejalashtirish muammosini ko'rib chiqing. Uni hal qilish uchun dinamik ekspert tizimlari texnologiyasidan foydalanish maqsadga muvofiqdir. Bunday ekspert tizimining bilim bazasi vaqt o'tishi bilan moslashtiriladi. Agar ishlab chiqarish qoidalari bazasi qo'llanilsa, unda ishlab chiqarish qoidalarining tarkibi to'liqlik va izchillik uchun doimiy ravishda tekshiriladi. Bundan tashqari, moslashish algoritmlari tufayli eskirgan va eskirgan qoidalar yangilanadi va almashtiriladi. Shu bilan birga, ekspert tizimini o'qituvchisiz (o'z-o'zini o'qitish) o'qitish masalalariga alohida e'tibor qaratilmoqda, chunki yuqori malakali mutaxassis tizimini monitoring qilish iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiq emas.

Ekspert tizimining bilimlar bazasini o'z-o'zini o'rganish yoki o'z-o'zini sozlash bloki robotli tizim uchun aqlli boshqaruv tizimini loyihalash bosqichida diqqat bilan o'rganishni talab qiladi.

mening. Vazifani hal qilish samaradorligi ko'pincha dizayn ishining ushbu bosqichining sifatiga bog'liq. U bilimlarning to'liqligi va nomuvofiqligini baholash, boshqaruv sifatini baholash va bilimlarni tuzatish uchun quyi tizimlarni o'z ichiga olishi kerak.

Xronologik jihatdan, xatti-harakatni rejalashtirishdan keyingi bosqich robot tizimiga tabiiy tilda boshqaruv buyruqlarini berish muammosi bo'lishi mumkin. Tabiiy til interfeysini yaratish uchun, bizning fikrimizcha, eng mos amalga oshirish vositasi loyqa to'plamlar nazariyasidir.

Muayyan, ilgari tavsiflangan atama to'plamini o'z ichiga olgan lingvistik o'zgaruvchilar yordamida robot tizimiga ta'sir qiluvchi va uning ta'siri ostida o'zgarib turadigan sub'ekt sohasi, cheklangan buyruqlar va ob'ektlar tizimi tavsifi. Bu holda qo'llaniladigan loyqalash va noaniqlashtirish usullari, shuningdek, loyqa xulosa chiqarish algoritmlari boshqaruv harakatlarini ishlab chiqishning aniqligiga va robot tizimining tezligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.

Va nihoyat, robot tizimlari uchun neyron tarmoqlarni boshqarish tizimlaridan foydalanish. Neyron tarmoqning asosiy afzalligi shundaki, neyron tarmoq universal loyqa yaqinlashuvchi bo'lgani uchun ob'ektning matematik modelini bilish yoki yaratishning hojati yo'q.

Ob'ekt (robotik tizim) "qora quti" vazifasini bajaradi. Neyron tarmoq boshqariladigan robot tizimi uchun mos yozuvlar modeli sifatida harakat qilishi mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, bu o'rganish ko'p qatlamli neyron tarmog'i (ob'ekt identifikatori) bo'lishi kerak. Neyron tarmoq modeli ob'ekt va modelning chiqish signallari o'rtasidagi nomuvofiqlik tufayli boshqaruv ob'ektiga sozlangan. Shuningdek, u tanlangan sifat mezoniga muvofiq boshqaruv moslamasini sozlash va sozlash uchun o'quv namunasini shakllantiradi.

Xulosa

Tahlil ishlashning o'ziga xos xususiyatlariga ko'ra o'zgarmas bo'lgan robot tizimlari uchun aqlli boshqaruv tizimining arxitekturasini sintez qilish imkonini berdi. Rivojlangan vaziyatni aniqlash algoritmi tashqi muhitning yuqori informatsion sensorli xaritalarini yaratishga imkon beradi. Robot tizimlari uchun aqlli boshqaruv tizimlarini shakllantirishning asosiy yondashuvlari tavsiflangan. Boshqaruv qurilmalarini amalga oshirish uchun qo'llaniladigan sun'iy intellektning eng samarali usullarini istiqbolli rivojlantirish yo'nalishlari ko'rsatilgan.

ADABIYOTLAR RO'YXATI

1. Yurevich EI Robot texnikasi asoslari. - SPb .: BHV-Peterburg, 2007 .-- 416 b.

2. Robotlarning manipulyatsiya tizimlari / ed. A.I. Korendyaseva. - M .: Mashinostroenie, 1989 .-- 472 b.

3. Burdakov SF Elastik elementlar bilan mustahkam regulyatorlarning sintezi: maqolalar to'plami. ilmiy. tr. - No 443. Mexanika va boshqaruv jarayonlari. - SPb .: SPbSTU, 1992 yil.

4. Protalinskiy OM Texnologik jarayonlarni avtomatlashtirishda sun'iy intellekt usullarini qo'llash: monografiya. - Astraxan: ASTU nashriyoti, 2004 .-- 184 b.

Maqola tahririyatga 13.01.2010 y

NOANIQLIK SHARTLARIDA ROBOTIKA TIZIMLARINI INTEKTUTAL BOSHQARISH.

I. A. Shcherbatov

Ushbu ishning maqsadi - kirish ma'lumotlarining to'liq emasligi va turli xil noaniqliklarni hisobga olgan holda, ishlashning o'ziga xosligi bilan bog'liq bo'lmagan, robototexnika tizimlarining intellektual boshqaruv tizimlarini qurishga yondashuvlarni shakllantirish. Ishlashning o'ziga xosligi bilan bog'liq holda o'zgarmas robototexnika tizimlarining intellektual boshqaruv tizimining arxitekturasini sintez qilish imkonini beradigan tahlil o'tkazildi. Vaziyatni aniqlashning ishlab chiqilgan algoritmi atrof-muhitning yaxshi sensorli kartalarini yaratishga imkon beradi. Robototexnika tizimlarining intellektual boshqaruv tizimlarini shakllantirishning asosiy yondashuvlari tavsiflangan. Harakatlantiruvchi qurilmalarni amalga oshirishda qo'llaniladigan sun'iy intellektning eng samarali usullarini istiqbolli rivojlantirish yo'nalishlari ko'rsatilgan.

Kalit so'zlar: robototexnika tizimi, robot, intellektual boshqaruv, tizimli noaniqlik, ma'lumotlarning to'liq emasligi, sensorli karta, neyron tarmoq, noaniq to'plamlar nazariyasi, o'z-o'zini o'rgatgan ekspert tizimi.

MAVZU 13. INTELLIGENT BOSHQARISH TIZIMLARI

Tizimlarning yangi avlodi - aqlli tizimlar (AT) - tizimlarning tarkibiy qismlarini tashkil qilishning boshqa tamoyillarini hayotga olib keldi, ilgari ishlanmalarda va shuning uchun ilmiy adabiyotlarda uchramagan yangi tushunchalar, atamalar, bloklar paydo bo'ldi.

Intellektual tizimlar maqsadni sintez qilish, harakat qilish to'g'risida qaror qabul qilish, maqsadga erishish uchun harakatni ta'minlash, harakat natijasi parametrlarining qiymatlarini bashorat qilish va ularni real bilan taqqoslash, fikr-mulohazalarni shakllantirish, maqsadni sozlash yoki boshqarishga qodir.

13.1-rasmda AXning blok diagrammasi ko'rsatilgan, bu erda tizimning ikkita katta bloki ajratilgan: maqsadning sintezi va uni amalga oshirish.

Birinchi blokda, sensor tizimidan olingan ma'lumotlarni faol baholash asosida, motivatsiya va bilim mavjud bo'lganda, maqsad sintezlanadi va harakat qilish uchun qaror qabul qilinadi. Axborotni faol baholash trigger signallari ta'sirida amalga oshiriladi. Atrof-muhitning o'zgaruvchanligi va tizimning o'z holati biror narsaga bo'lgan ehtiyojni (motivatsiya) keltirib chiqarishi mumkin, agar bilim bo'lsa, maqsad sintez qilinishi mumkin.

Maqsad deganda faoliyat natijasini ideal, aqliy kutish tushuniladi. Atrof-muhit va tizimning o'z holati to'g'risidagi ma'lumotlarni, shu jumladan boshqaruv ob'ektini faol baholashni davom ettirib, maqsadga erishish variantlarini taqqoslashda siz harakat qilish to'g'risida qaror qabul qilishingiz mumkin.

Keyinchalik, ikkinchi blokda dinamik ekspert tizimi (DES), atrof-muhit va ATning o'ziga xos holati to'g'risidagi joriy ma'lumotlarga asoslanib, maqsad va bilimlar mavjud bo'lganda, ekspert baholashini amalga oshiradi, boshqaruv to'g'risida qaror qabul qiladi. , harakat natijalarini bashorat qiladi va nazoratni rivojlantiradi.

Kodlangan boshqaruv fizik signalga aylantiriladi va aktuatorlarga beriladi.

Boshqarish ob'ekti aktuatorlardan signal qabul qilib, u yoki bu harakatni amalga oshiradi, uning natijalari parametrlar ko'rinishida 2-teskari aloqa tarmog'i orqali DESga kiradi va u erda ular taxmin qilinganlar bilan taqqoslanadi. Shu bilan birga, maqsad va I blokning xususiyatlariga muvofiq talqin qilingan harakat natijasining parametrlari erishilgan natijani hissiy jihatdan baholash uchun ishlatilishi mumkin: masalan, maqsadga erishildi, lekin natija yoqimli emas.

Maqsadga har tomonlama erishilsa, boshqaruv mustahkamlanadi. Aks holda, boshqaruv tuzatiladi. Maqsadga erishib bo'lmaydigan bo'lsa, maqsad o'zgartiriladi.

Shuni ta'kidlash kerakki, atrof-muhit yoki boshqaruv ob'ekti yoki umuman tizim holatining keskin o'zgarishi bilan yangi maqsadni sintez qilish va unga erishishni tashkil qilish mumkin.

IS tuzilmasi yangi elementlar bilan bir qatorda an'anaviy elementlar va ulanishlarni o'z ichiga oladi, undagi markaziy o'rinni dinamik ekspert tizimi egallaydi.

1-blok - maqsad sintezi II blok - maqsadni amalga oshirish

13.1-rasm - IC blok diagrammasi

Rasmiy ravishda IS quyidagi oltita ibora bilan tavsiflanadi:

T X S M T ;

T M S ST ;

C T S R T;

T NS= (A T) X T + (B T) U T;

T Y = (D T) X T;

T R Y BILAN T ,

bu erda T - vaqt bo'yicha nuqtalar to'plami;

X, S, M, C, R va Y - tizim, muhit, motivatsiya, maqsad, bashorat qilingan va real natija holatlari to'plami;

A, V va D - parametrlar matritsalari;

Bilimdan foydalangan holda aqlli transformatsiya operatorlari.

Bu tavsif tizim ob'ektlarining ma'nolar to'plami yoki bayonotlar to'plami yoki boshqa ba'zi shakllar ko'rinishida tasvirini birlashtiradi.

IS ning dinamik xossalarini holat fazosida tasvirlash mumkin. Bilish jarayonida idrok etish, ifodalash, kontseptsiyani shakllantirish, mulohaza yuritish va xulosa chiqarishni amalga oshiruvchi intellektual operatorlar axborot va bilimlarni qayta ishlash, shuningdek, qaror qabul qilishning rasmiy vositasidir. Bu jihatlarning barchasi real vaqtda va real dunyoda ishlaydigan DESni qurish uchun asos bo'lishi kerak.

Dinamik ekspert tizimi - bu tizim va atrof-muhit holatini baholashga, harakatning istalgan va real natijalari parametrlarini solishtirishga, qaror qabul qilishga va maqsadga erishishga yordam beradigan nazoratni rivojlantirishga qodir bo'lgan kompleks ta'limning bir turi. Buning uchun DESda bilimlar zaxirasi va muammolarni hal qilish usullari bo'lishi kerak. Ekspert tizimiga o'tkaziladigan bilimlarni uch toifaga bo'lish mumkin:

1) kontseptual (tushunchalar darajasida) bilim - bu inson nutqi so'zlari yoki aniqrog'i, ilmiy-texnikaviy atamalar va tabiiyki, ushbu atamalar ortidagi atrof-muhit ob'ektlarining sinflari va xususiyatlarida mujassamlangan bilim. Bu, shuningdek, tushunchalar va ularning xususiyatlari o'rtasidagi bog'lanishlar, munosabatlar va bog'liqliklarni o'z ichiga oladi va aloqalar mavhum bo'lib, so'z va atamalar bilan ham ifodalanadi. Konseptual bilimlar, asosan, fundamental fanlar sohasi, agar tushuncha materiyaning eng yuqori mahsuli - miyaning eng yuqori mahsuli ekanligini hisobga olsak;

2) faktik, predmetli bilimlar - aniq ob'ektlarning sifat va miqdor belgilari haqidagi ma'lumotlar yig'indisidir. “Axborot” va “maʼlumotlar” atamalari aynan mana shu bilim toifasi bilan bogʻlangan, garchi bu atamalardan bunday foydalanish ularning maʼnosini biroz pasaytirsa ham. Har qanday bilim ma'lumotni o'z ichiga oladi va ma'lumotlar shaklida taqdim etilishi mumkin; faktik bilim - bu kompyuterlar har doim nima bilan shug'ullangan va ular hozirgacha eng ko'p shug'ullangan. Ma'lumotlarni to'plashning zamonaviy shakli odatda ma'lumotlar bazalari deb ataladi. Albatta, ma'lumotlar bazalarini tartibga solish, ulardagi kerakli ma'lumotlarni topish uchun kontseptual bilimlarga tayanish kerak;

3) algoritmik, protsessual bilimlar - bu odatda "mahorat", "texnologiya" va hokazo so'zlar deb ataladi. Hisoblashda algoritmik bilimlar algoritmlar, dasturlar va pastki dasturlar ko'rinishida amalga oshiriladi, lekin hech qanday emas, balki amalga oshiradigan bilimlar. qo'llardan qo'llarga uzatilishi va mualliflarning ishtirokisiz ishlatilishi mumkin. Algoritmik bilimlarning bunday amalga oshirilishi dasturiy mahsulot deb ataladi. Dasturiy ta'minot mahsulotining eng keng tarqalgan shakllari - bu DES dasturining ma'lum bir sohasiga qaratilgan dasturiy ta'minot paketlari, dasturiy ta'minot tizimlari va boshqalar. Ilova paketlarini tashkil etish va ulardan foydalanish kontseptual bilimlarga asoslanadi.

Ko'rinib turibdiki, kontseptual bilimlar bilimning oliy, belgilovchi kategoriyasidir, garchi amaliy nuqtai nazardan qaraganda, boshqa kategoriyalar muhimroqdek tuyulishi mumkin.

Shuning uchun bo'lsa kerak, kontseptual bilim kamdan-kam hollarda kompyuterlarda qayta ishlanishi mumkin bo'lgan shaklda mujassamlanadi. Va agar u mujassamlangan bo'lsa, unda ko'pincha u to'liq emas va bir tomonlama. Ko'pgina hollarda, inson kontseptual bilimlarning tashuvchisi bo'lib qoladi. Bu ko'plab jarayonlarni avtomatlashtirishni sekinlashtiradi.

Konseptual bilimlarning ifodalari, to‘g‘rirog‘i, bilimlarning uchala toifasini ham amalga oshiradigan, lekin birinchi o‘rinda kontseptual bilimlarni ajratib ko‘rsatuvchi va undan intensiv foydalanish asosida ishlovchi tizimlar bilim bazalari deyiladi.

IP bo'yicha bilimlar bazalarini yaratish va ulardan keng foydalanish eng dolzarb vazifalardan biridir. Bilimlar bazasining konseptual qismi domen modeli, algoritmik qismi dasturiy ta’minot tizimi, faktik qismi esa ma’lumotlar bazasi deb nomlanadi.

DES ning keyingi funksiyasi muammoni hal qilishdir. Mashina muammoni faqat u rasman qo'yilgan bo'lsa, u uchun rasmiy spetsifikatsiya yozilgan bo'lsa, hal qilishi mumkin. Ikkinchisi ba'zi bilimlar bazasiga asoslangan bo'lishi kerak. Domen modeli vazifa yuzaga kelgan umumiy sozlamani, spetsifikatsiya esa vazifa mazmunini tavsiflaydi. Birgalikda ular muammoni hal qilish uchun qanday mavhum bog'lanish va bog'liqliklarni, qanday birikmalarda va qanday ketma-ketlikda foydalanish kerakligini aniqlashga imkon beradi.

Amaliy dasturlar ushbu bog'liqliklar ortidagi maxsus vositalarni ifodalaydi, shuningdek, paydo bo'ladigan tenglamalarni echish algoritmlarini o'z ichiga oladi. Nihoyat, ma'lumotlar bazasi ushbu algoritmlarni bajarish uchun dastlabki ma'lumotlarning to'liq yoki bir qismini ta'minlaydi, etishmayotgan ma'lumotlar spetsifikatsiyada bo'lishi kerak.

Bilimlar bazasining ushbu uchta qismi muammoni hal qilishning uchta bosqichiga to'g'ri keladi:

1) mavhum yechim dasturini qurish (shu jumladan muammoning paydo bo'lishi, uni shakllantirish va spetsifikatsiya qilish);

2) masalani mos mashina tiliga tarjima qilish;

3) dasturni efirga uzatish va ijro etish.

Mavhum dasturni qurish ATda kontseptual bilimlarni ifodalash va qayta ishlash bilan bog'liq va ta'rifiga ko'ra sun'iy intellektning mulki hisoblanadi.

Sun'iy intellekt tabiiy tilda matnlarni, og'zaki xabarlarni qayta ishlash, ma'lumotlarni tahlil qilish va qayta ishlash (barcha turdagi tasvirlarni tan olish, teoremani isbotlash, mantiqiy xulosa chiqarish va boshqalar) bilan bog'liq.

DES funktsiyalari shuningdek, muammoni hal qilish natijalarini baholash, harakatning kelajakdagi natijasi parametrlarini shakllantirish, boshqaruv bo'yicha qarorlar qabul qilish, nazoratni ishlab chiqish va kerakli va real parametrlarni taqqoslashdan iborat. natijalar. U yuzaga kelishi mumkin bo'lgan oqibatlarni va muammoni hal qilishning to'g'riligini baholash uchun jarayonlarni modellashtirishni ta'minlaydi.

E'tibor bering, real holatlarda o'rganilayotgan ob'ektlarni tavsiflash muammosi mavjud. Bunday tavsifni vazifa spetsifikatsiyasining bir qismi deb hisoblash o'rinli emas, chunki, qoida tariqasida, bir ob'ektga nisbatan ko'plab vazifalar qo'yiladi, bu, albatta, bilimlar bazasini shakllantirishda hisobga olinishi kerak. Bundan tashqari, paydo bo'lgan muammoni, masalan, ob'ektning spetsifikatsiyasi yoki tavsifining to'liq bo'lmaganligi sababli avtomatik ravishda oxirigacha hal qilish mumkin emasligi aniqlanishi mumkin.

Shuning uchun, ISda ma'lum bosqichlarda DES bilan interaktiv ish rejimiga ega bo'lish tavsiya etiladi. Shuni esda tutish kerakki, domen modeli umumiy muhitni (bilim) tavsiflaydi va spetsifikatsiya vazifaning mazmunini tavsiflaydi. Yagona dasturiy muhitni yaratish va algoritmlarni to'g'ridan-to'g'ri muammoni shakllantirishga ko'ra sintez qilish juda muhim muammolardir.

AT oldida turgan maqsadga qarab, bilimlar bazasi, masalani yechish, qaror qabul qilish, boshqaruvni ishlab chiqish algoritmlari, albatta, har xil ko'rinishga ega bo'lishi mumkin, bu esa, o'z navbatida, muammolarni hal qilish xususiyatiga bog'liq. Shunga ko'ra, DESning uch turini ko'rish mumkin. Birinchi turdagi DESning tuzilishi 13.2-rasmda ko'rsatilgan.

13.2-rasm - Birinchi turdagi DESning tuzilishi

Bu erda kontseptual va faktik bilimlar ma'lum bir predmet sohasiga tegishli jarayonlar va ma'lumotlarni to'g'ri aks ettiradi deb taxmin qilinadi.

Keyin bu sohada yuzaga keladigan muammoning yechimi qat'iy matematik usullar asosida, formula va spetsifikatsiyaga muvofiq olinadi. Qarorni o'rganish natijalari va prognoz ekspert xulosasini olish va boshqaruv zarurligi to'g'risida qaror qabul qilish uchun ishlatiladi. Shundan so'ng, bilimlar bazasida mavjud bo'lgan tegishli boshqaruv algoritmi asosida boshqaruv harakati shakllanadi.

Ushbu ta'sirning samaradorligi va izchilligi, boshqaruv ob'ektiga etib borishidan oldin, matematik simulyatsiya modeli yordamida baholanadi. Baholash ATdagi real jarayonlarga qaraganda tezroq amalga oshirilishi kerak.

Shu bilan birga, qaror qabul qilishni amalga oshiruvchi DES avtomatik qaror qabul qilish yoki qaror qabul qiluvchilarga yordam berish uchun mo'ljallangan murakkab dasturiy ta'minot tizimlari bo'lib, murakkab tizimlar va jarayonlarni operativ boshqarishda, qoida tariqasida, jiddiy vaqt cheklovlari ostida ishlaydi.

Optimal yechim topish uchun mo'ljallangan va qat'iy matematik usullar va optimallashtirish modellariga asoslangan birinchi turdagi DESdan farqli o'laroq, ikkinchi turdagi DES asosan to'liq va ishonchli ma'lumotlar mavjud bo'lmaganda qiyin rasmiylashtirilgan muammolarni hal qilishga qaratilgan (13.3-rasm). U ushbu muammoli sohadagi mutaxassislar - mutaxassislarning bilimlariga asoslangan ekspert modellaridan va yechim topishning evristik usullaridan foydalanadi.

Ikkinchi turdagi DESni loyihalashdagi asosiy muammolardan biri qaror qabul qilish jarayonlarini tavsiflash uchun rasmiy apparatni tanlash va uning asosida muammoli sohaga adekvat (semantik jihatdan to'g'ri) qaror qabul qilish modelini qurishdir. Bunday apparat sifatida odatda ishlab chiqarish tizimlari qo'llaniladi. Biroq, asosiy tadqiqot o'ziga xos ketma-ket echimlarni qidirish sxemasi bilan ishlab chiqarish tizimini algoritmik (deterministik) talqin qilish kontekstida amalga oshiriladi.

Olingan modellar ko'pincha yechim topish jarayonining determinizmi bilan tavsiflangan haqiqiy muammoli sohalarga mos kelmaydi. Ushbu vaziyatdan chiqish yo'li qidiruv parallelizmidir.

Aslida, birinchi va ikkinchi turdagi DESni uchinchi turdagi hisoblash-mantiqiy DESga birlashtirishga e'tibor qaratish kerak, bu erda bilimlar bazasi qat'iy matematik formulalar ko'rinishidagi tavsifni mutaxassislarning ma'lumotlari bilan birlashtiradi, shuningdek, shunga mos ravishda: qat'iy bo'lmagan evristik usullar bilan yechim topishning matematik usullari va bir yoki boshqa komponentning og'irligi mavzu sohasini adekvat tavsiflash imkoniyati va yechimni topish usuli bilan belgilanadi (13.4-rasm).

13.3-rasm - Ikkinchi darajali dizel elektr stantsiyasining tuzilishi

DESni ishlab chiqishda quyidagi muammolar yuzaga keladi:

1.bilimlar bazasi tarkibini aniqlash va uni shakllantirish;

2. ATda axborot jarayonlarini tavsiflashning yangi nazariyalari va usullarini ishlab chiqish va ulardan foydalanish;

3. bilimlarni ifodalash va ulardan foydalanishni tashkil etish usullarini ishlab chiqish;

4. parallellashtirish va "moslashuvchan mantiq" dan foydalangan holda algoritmlar va dasturiy ta'minotni ishlab chiqish;

1. DESni shakllantirishda parallel algoritmlarni amalga oshirish uchun mos hisoblash muhitlarini topish.

13.4-rasm - Uchinchi darajali dizel elektr stantsiyasining tuzilishi

Yuqoridagilar bilan bir qatorda shuni ta'kidlash kerakki, DES dinamik muammoli hududga moslashish, vaziyatlarni tavsiflashda yangi elementlar va ulanishlarni kiritish, ob'ektlarning ishlashi uchun qoidalar va strategiyalarni o'zgartirish qobiliyatiga ega bo'lishi kerak. qaror qabul qilish va nazoratni ishlab chiqish jarayoni, to'liq bo'lmagan, loyqa va qarama-qarshi ma'lumotlar bilan ishlash va boshqalar.

Dinamik ekspert tizimlari teskari aloqaga ega AXlarning bir qismi sifatida ishlaydi va shuning uchun bunday AXlarning barqaror ishlashini ta'minlash muhim ahamiyatga ega.

An'anaviy nuqtai nazardan, DESning kirish ta'siriga javob berish muddati, ya'ni. kirish ma'lumotlarini qayta ishlash va nazorat harakatini ishlab chiqish uchun sarflangan vaqt sof kechikishdir. Chastotani tahlil qilish asosida tizimning fazaviy xususiyatlarining o'zgarishini baholash va shu bilan barqarorlik chegarasini aniqlash mumkin. Agar kerak bo'lsa, filtrlar yordamida tizimni tuzatishingiz mumkin.

Biroq, klassik boshqaruv nazariyasi nuqtai nazaridan, ISlar ko'p ob'ektli ko'p bog'langan tizimlar bo'lib, ularning barqarorligini an'anaviy usullar bilan tahlil qilish juda qiyin.

Hozirgi vaqtda mustahkam boshqaruv nazariyasi (-nazorat nazariyasi, -nazorat) nazorat nazariyasining jadal rivojlanayotgan tarmoqlaridan biri hisoblanadi. Nisbatan yosh (birinchi ishlar 80-yillarning boshlarida paydo bo'lgan), u har xil turdagi buzilishlar va parametrlarning o'zgarishi sharoitida ishlaydigan ko'p o'lchovli chiziqli boshqaruv tizimlarini sintez qilishning dolzarb amaliy muammolaridan kelib chiqdi.

Noaniqlik sharoitida ishlaydigan haqiqiy murakkab ob'ektni boshqarishni loyihalash muammosiga boshqa yo'l bilan yondashishingiz mumkin: boshqaruvning bir turidan foydalanishga urinmang - moslashuvchan yoki mustahkam. Shubhasiz, tizimda mavjud bo'lgan ma'lumotlarga ko'ra, atrof-muhit va tizim holatiga mos keladigan turni tanlash kerak. Agar tizimning ishlash jarayonida axborot olishni tashkil qilish imkoniyati mavjud bo'lsa, undan nazorat qilish jarayonida foydalanish maqsadga muvofiqdir.

Ammo bunday qo'shma nazoratni amalga oshirish yaqin vaqtgacha nazorat turini tanlash algoritmini aniqlashda engib bo'lmaydigan qiyinchiliklarga duch keldi. Sun'iy intellekt muammolarini ishlab chiqishda erishilgan yutuqlar bunday algoritmni sintez qilish imkonini beradi.

Haqiqatan ham, keling, vazifani qo'yaylik: moslashuvchan va mustahkam boshqaruvdan foydalanadigan va sun'iy intellekt usullari asosida boshqaruv turini tanlaydigan tizimni loyihalash. Buning uchun biz ikkala turning xususiyatlarini ko'rib chiqamiz va ularning o'ziga xos fazilatlarini hisobga olgan holda, biz birlashtirilgan boshqaruv tizimini qanday qurish mumkinligini aniqlaymiz.

Kuchli boshqaruv nazariyasidagi asosiy tushunchalardan biri noaniqlik tushunchasidir. Ob'ektning noaniqligi ob'ekt modelining parametrik va strukturaviy noaniqligini aks ettiradi.

Oddiy tizim yordamida - bitta kirish va bitta chiqish bilan mustahkam boshqaruv nazariyasida noaniqlikni ko'rsatish shakllarini batafsil ko'rib chiqaylik (13.5-rasm).

Signallar quyidagi talqinga ega: r - kirish signalini sozlash; u - ob'ektning kirish signali (kirishi); d - tashqi bezovtalik; y - o'lchanayotgan ob'ektning chiqish signali (chiqishi).

13.5-rasm - Bitta kirish va bitta chiqishga ega tizim

Nazorat nazariyasida chastota zonasida noaniqlikni o'rnatish qulay. Aytaylik, oddiy o'simlik P ning ko'chirish funktsiyasi va buzilgan o'simlikni ko'rib chiqing, uning uzatish funktsiyasi:

bu erda W - o'zgarmas uzatish funktsiyasi (vazn funktsiyasi);

- tengsizlikni qanoatlantiradigan ixtiyoriy barqaror uzatish funksiyasi.

Bu g'azab joiz deb ataladi. Quyida noaniqlik modellarining ayrim variantlari keltirilgan:

Har bir holatda miqdorlar va Vt uchun tegishli taxminlar amalga oshirilishi kerak.

Kirish signallarining noaniqligi d zavodga va boshqaruvchiga ta'sir qiluvchi tashqi buzilishlarning turli tabiatini aks ettiradi. Shunday qilib, noaniq ob'ektni ob'ektlar to'plamining bir turi deb hisoblash mumkin.

Keling, fikr-mulohazalarga ega tizimlarning ba'zi xususiyatlarini tanlaylik, masalan, barqarorlik. Agar noaniqlik bilan aniqlangan ob'ektlar to'plamiga ega bo'lsa, C regulyatori ushbu xususiyatga nisbatan mustahkamdir.

Shunday qilib, mustahkamlik tushunchasi boshqaruvchi, ob'ektlar to'plamining mavjudligini va tizimning ma'lum bir xarakteristikasining fiksatsiyasini nazarda tutadi.

Ushbu ishda biz nazorat nazariyasi doirasida hal qilingan barcha muammolar to'plamiga to'xtalmaymiz. Keling, faqat minimal sezgirlik muammosiga to'xtalib o'tamiz: yopiq konturli tizimni barqarorlashtiradigan va tashqi buzilishlarning y chiqishiga ta'sirini kamaytiradigan, boshqacha qilib aytganda, tashqi funktsiyadan uzatish funktsiyalari matritsasining normasini minimallashtiradigan shunday boshqaruvchi C ni qurish. y chiqishidagi buzilishlar.

Buni va haqiqatan ham ishonchli boshqaruv muammolarini hal qilishning o'ziga xos xususiyatlaridan biri shundaki, biz oldindan tekshirgichni loyihalash jarayonida kirish harakatlariga va ob'ektning noaniqligiga cheklovlar qo'yamiz. tengsizliklar shakli.

Kuchli tizimning ishlashi paytida tizimdagi noaniqliklar haqidagi ma'lumotlar nazorat qilish uchun ishlatilmaydi.

Tabiiyki, bu mustahkam tizimlarning konservativ bo'lishiga olib keladi va vaqtinchalik jarayonlarning sifati ba'zan ushbu tizimlarni ishlab chiquvchilarni qoniqtirmaydi.

Kuchli adaptiv boshqaruv tizimiga o'xshab, moslashuv boshqaruv tizimi ob'ektlar uchun tuzilgan, ular haqida ma'lumot yoki ularning ta'siri haqida tizim faoliyatining boshida mavjud emas. Ko'pincha moslashish xususiyatiga ob'ektning yoki kirish harakatining matematik modelini aniq yoki yashirin shaklda shakllantirish orqali erishiladi.

Bu nazorat sifati indikatorining ekstremumini qidirish va ushlab turishga asoslangan qidiruv moslashuv boshqaruvini ham, boshqariladigan koordinatalardagi haqiqiy o'zgarishlarning kerakli o'zgarishlardan chetlanishini qoplashga asoslangan qidiruvsiz nazoratni ham ajratib turadi. sifat ko'rsatkichining talab darajasiga mos keladi. Bundan tashqari, takomillashtirilgan modelga ko'ra, adaptiv kontroller sozlangan.

Shunday qilib, adaptiv boshqaruv tizimlarining asosiy xususiyati ishlash jarayonida ma'lumot olish va ushbu ma'lumotlardan boshqarish uchun foydalanish qobiliyatidir.

Bundan tashqari, adaptiv tizimlarda tizimdagi noaniqlik haqidagi apriori ma'lumotlar doimo qo'llaniladi. Bu moslashuvchan va mustahkam yondashuv o'rtasidagi asosiy farq.

Ob'ektning kirishida shovqin mavjudligida kirish signalini kuzatuvchi oddiy adaptiv boshqaruv tizimini ko'rib chiqaylik (13.6-rasm).

Chizma. 13.6 - Moslashuvchan boshqaruv tizimi

13.5-rasmdagi sxemadan formal farqi moslashuv bloki A bo'lib, u ob'ektning chiqish signali va berilgan sifatni tavsiflovchi signalga asoslanib, adaptiv boshqaruvchining koeffitsientlarini sozlash uchun signal hosil qiladi.

Regulyatorlarning har birining kamchiliklarini hisobga olgan holda, ob'ektni boshqarishning kombinatsiyalangan sxemasini taklif qilish orqali ularning afzalliklaridan foydalanishga harakat qilish tavsiya etiladi. Moslashuvchan tizim moslashuv bloki yordamida tashqi muhit holati haqida ma'lum ma'lumotlarni hosil qiladi. Xususan, ko'rib chiqilayotgan holatda, tashqi bezovtalik haqida ma'lumot olish mumkin d. Boshqarish algoritmi S a moslashuv blokida ko'rsatilgan mezon bo'yicha tashqi muhitning joriy holatiga mos keladi. Ammo adaptiv tizim kirish signali r ning etarlicha keng chastota diapazoniga ega bo'lishini talab qiladi va tashqi bezovtalik signalining qiymati va chastota spektriga qattiq cheklovlar qo'yadi. Shuning uchun adaptiv tizimlar faqat kirish signali r va tashqi buzilish d ning tor diapazonlarida ishlashi mumkin. Ushbu diapazonlardan tashqarida adaptiv tizim sifatsiz boshqaruvga ega va hatto beqaror bo'lib qolishi mumkin.

Yuqorida ko'rib chiqilgan mustahkam va adaptiv boshqaruvning xususiyatlari tizimning ishlashi jarayonida ba'zi hollarda mustahkam boshqaruvni qo'llash foydali bo'ladi degan xulosaga olib keladi, boshqalarida - adaptiv boshqaruv, ya'ni. tashqi muhit holatiga qarab boshqaruvni birlashtira olish.

Kombinatsiyalangan nazorat. Kombinatsiyalangan boshqaruv tizimlarini loyihalashda asosiy savol qanday bilimlar (ma'lumotlar) asosida u yoki bu boshqaruv turini tanlashdir.

Buning uchun eng keng imkoniyatlar sun'iy intellekt usullari bilan taqdim etilgan. Ularning oddiy kommutatsiya algoritmlaridan ustunligi boshqaruv turini tanlash algoritmini shakllantirish uchun keng ma’lumotlar va bilimlardan foydalanish hisoblanadi.

Agar biz 13.5, 13.6-rasmlarda ko'rsatilgan sxemalarni rasmiy ravishda birlashtirsak, biz birlashtirilgan boshqaruv sxemasini olamiz (13.7-rasm).

Rasmdan ko'rinib turibdiki, boshqaruv signali mustahkam boshqaruvchidan adaptivga o'tishi kerak va aksincha - tizimning ishlashi davomida muhit o'zgarganda. Intellektual tizimlar nazariyasi usullaridan foydalanib, tizimning ishlash sharoitlariga qarab, bir boshqaruv turidan boshqasiga o'tishni ta'minlash mumkin.

13.6-rasm - Kombinatsiyalangan boshqaruv sxemasi

Keling, birinchi navbatda tizimning intellektual blokini boshqarish uchun qanday ma'lumotlardan foydalanish mumkinligini ko'rib chiqaylik. Ma'lumki, bitta kirish va bitta chiqishga ega tizimlar chastota domenida yaxshi tasvirlangan. Shu sababli, nazorat turini tanlashda qaror qabul qilish jarayonini tashkil qilish uchun chastotali xususiyatlardan foydalanish tabiiydir.

Yuqorida aytib o'tilganidek, mustahkam boshqariladigan tizimning chastotali javobi noaniqlik hududida parametrlarning eng yomon kombinatsiyasiga mos keladi. Shuning uchun mustahkam boshqaruv tanlangan boshqaruv chegaralaridan biri sifatida qabul qilinishi mumkin.

Yana bir chegara o'rganilayotgan tizimning imkoniyatlari (haydovchi tezligi, quvvat va vazn nisbati va boshqalar) bilan belgilanadi. Ushbu ikki chegara o'rtasida adaptiv boshqaruvdan foydalanish mantiqiy bo'lgan hudud mavjud.

13.7-rasm - Kombinatsiyalangan boshqaruv sxemasi

Moslashuvchan algoritm tizim faoliyatining dastlabki bosqichiga sezgir bo'lganligi sababli, bu bosqichda tashqi shovqinning o'zgarish tezligiga etarlicha sezgir bo'lmagan mustahkam boshqaruvdan foydalanish tavsiya etiladi. Ammo uning kamchiliklari - bu vaqtinchalik jarayonlarning uzoq davom etishi va shovqin ta'sirida chiqish koordinatasining ruxsat etilgan katta qiymatlari.

Biroz vaqt o'tgach, mustahkam boshqaruvni adaptivga o'tkazish mantiqan.

Moslashuvchan boshqaruv shovqin haqida ma'lumot mavjud bo'lganda kirish signalini aniqroq kuzatish imkonini beradi. Adaptiv boshqaruv kirish signali spektrining boyligini talab qiladi va, masalan, asta-sekin o'zgaruvchan signallar bilan, moslashish jarayonlari buzilishi yoki jiddiy sekinlashishi mumkin. Bunday vaziyatda yana mustahkam boshqaruvga o'tish kerak, bu tizim barqarorligini kafolatlaydi.

Yuqoridagilardan kelib chiqadiki, tizimning ishlashi uchun foydali shovqin signalining chastota spektri va signalning shovqin nisbati haqida ma'lumotga ega bo'lish kerak.

Bundan tashqari, adaptiv tizim ishlaydigan chastota spektri va noaniqlik mintaqasi chegaralarida boshqaruv ob'ektining o'ziga xos xususiyatlari to'g'risida dastlabki ma'lumotlar talab qilinadi. Ushbu ma'lumotlardan har bir ob'ekt sinfi uchun individual ma'lumotlar oldindan kiritiladigan ma'lumotlar bazasini shakllantirish mumkin. Foydali signalning chastota spektri, shovqin va signal-shovqin nisbati haqidagi ma'lumotlar tizimning ishlashi davomida ma'lumotlar bazasiga kiritiladi va doimiy ravishda yangilanadi.

Ma'lumotlar bazasi mazmunidan qoidalar shaklida shakllanadigan bilimlar bazasida foydalanish mumkin. Tizimning o'ziga xos xususiyatlariga qarab, ikkita turdagi boshqaruvni almashtirish o'rnatilishi mumkin. Kerakli qoidalar ko'rib chiqilayotgan ish uchun mos bo'lgan mantiqiy tizimlardan birida shakllantiriladi.

Ma'lumotlar bazalari va bilimlarga ega bo'lgan holda, tizimning ishlash shartlariga qarab, boshqaruv turini to'g'ri tanlashni ta'minlaydigan qarorlar qabul qilish mexanizmini ishlab chiqish mumkin.

13.8-rasm - Intellektual blokli tizimning blok diagrammasi (IS)

Tizimning intellektual qismi ma'lum vaqt oralig'ida diskret ishlaydi. 13.8-rasmda boshqaruv turini tanlashni ta'minlaydigan aqlli IS blokiga ega tizimning blok diagrammasi ko'rsatilgan.

Blokning kirishi r signalini va o'lchanganini, y ob'ektining chiqish signalini oladi. Axborotni dastlabki qayta ishlash blokida BPOI, signallarning vaqt xususiyatlariga ko'ra r (t), y (t), kirish signalining chastotali xarakteristikalari r (w) va tashqi buzilish d (w), nisbiy pozitsiyasi. r (w) va d (w) spektrlari va signal-shovqin nisbati r (w) / d (w) xarakterli qiymatlari. Bu ma'lumotlarning barchasi ma'lumotlar bazasiga tushadi. BPRning qaror qabul qilish bloki bilimlar bazasining yaratilgan bilimlar bazasi va ma'lumotlar bazasi ma'lumotlaridan foydalangan holda, boshqaruv turlaridan qaysi biri yoqilganligiga muvofiq qaror ishlab chiqadi. Keyingi intervalda jarayon yangi ma'lumotlar yordamida takrorlanadi.

KIRISH

Zamonaviy texnologik komplekslarning ish sharoitlari monitoring va nazorat jarayonida buxgalteriya hisobi zarurligiga olib keladi. noaniqlikning quyidagi turlari:

1. Boshqaruv ob'ektlaridan olingan tezkor ma'lumotlarning past aniqligi; texnologik parametrlarni (oqim tezligi, bosim va boshqalar) o'lchash uchun sensorlarning katta xatosi, ularning past ishonchliligi, aloqa kanallarining ishlamay qolishi, boshqaruv darajalari bo'yicha ma'lumotlarni uzatishning katta kechikishi, barcha nuqtalarda parametrlarni o'lchashning imkoni yo'qligi sababli yuzaga kelgan. modellar uchun zarur bo'lgan texnologik jarayon.

2. Boshqarish va boshqarish ob'ektlari modellarining noto'g'riligi quyidagilar sabab bo'lgan: amaliyotda qo'llaniladigan tizimli ko'p darajali ierarxik modellar va individual mahalliy muammolar echimlarining ekvivalent emasligi; umumiy boshqaruv muammosini noto'g'ri parchalash, texnologik jarayon modelini haddan tashqari ideallashtirish, texnologik kompleksdagi muhim aloqalarni uzish, chiziqlilashtirish, diskretlashtirish, uskunaning haqiqiy xususiyatlarini pasport xususiyatlariga almashtirish, tenglamalarni chiqarishda qilingan taxminlarni buzish ( statsionarlik, izotermiklik, bir xillik va boshqalar).

3. Noaniq qaror qabul qilish ko'p bosqichli ierarxik tizimlarda, nazorat va boshqaruvning har bir darajasida va har bir mahalliy boshqaruv qurilmasi uchun aniq (aniq) maqsadlar va muvofiqlashtiruvchi qarorlarning mavjudligi muvofiqlashtirish jarayonini murakkablashtirishi va uzoq iterativ xarakterini oldindan belgilashi sababli. qarorlarni muvofiqlashtirish.

4. Boshqarish siklida inson operatorining, shu jumladan dispetcherning mavjudligi va muvofiqlashtirish jarayonini haqiqiy ishlab chiqarish tizimida tabiiy tilda olib borish, dispetcherning bilimlarini algoritmlar shaklida ifodalash qiyinchiliklarini va uni baholash bilan EHM tomonidan olingan yechimning izchilligini hisobga olish zarurligiga olib keladi.

“Aniqlikka haddan tashqari intilish boshqaruv nazariyasi va tizimlar nazariyasini bekor qiladigan ta'sir ko'rsata boshladi, chunki bu ushbu sohadagi tadqiqotlar faqat aniq echimlarga yordam beradigan muammolarga yo'naltirilganligiga olib keladi. Ma'lumotlar, maqsadlar va cheklovlar aniq matematik tahlilni amalga oshirish uchun juda murakkab yoki noto'g'ri aniqlangan muhim muammolarning ko'p sinflari shunchaki matematik ishlov berishga to'g'ri kelmagani uchun chetda bo'lgan va qolmoqda.

L.Zadeh

Zamonaviy ishlab chiqarish jarayonlari orasida avtomatik boshqaruvning klassik nazariyasi (TAU) uchun kutilmagan sifatlar majmuasiga ega bo'lganlar ko'p. Bu "noqulay" yoki ular ham deyilganidek, "Yarim tuzilgan" yoki "Noto'g'ri aniqlangan" ob'ektlar o'ziga xoslik kabi xususiyatlarga ega mavjudlik va optimallikning rasmiylashtirilgan maqsadining yo'qligi, struktura va parametrlarning statsionar emasligi, ob'ektning rasmiy tavsifining to'liq emasligi yoki deyarli to'liq yo'qligi.

Kontseptual asos

noaniqlik sharoitida boshqaruv

Noaniqliklar noaniqlik manbalari sifatida tushuniladiganlar shartli ravishda quyidagi uchta katta guruhga bo'linadi:

1. vaziyat haqidagi ma'lumotlarning noaniqligi va to'liq emasligi Tizimning ishlash sifatini baholash yoki tizimning ishlashi ustidan nazoratni shakllantirish to'g'risida qaror qabul qilish uchun foydalaniladigan , - tizim va atrof-muhit noaniqlik omili;

2. noaniqlik, noaniq fikrlash va inson bilimi natijasida yuzaga keladigan omillar- insonning tizim va uning muhiti bilan o'zaro ta'sirida o'zini namoyon qiladigan noaniqlik;

3. noaniqlik omillari, loyqalik(noaniqlik) to'plangan bilim, sun'iy intellekt tizimlarining bilim bazalarida jamlangan, amalga oshirish jarayonida ushbu bilimlarni ishlatishning noaniqligi ma'lumotlarni yig'ish va qayta ishlash, boshqaruv qarorlarini ishlab chiqish, tanlash va qabul qilishning ma'lum mantiqiy va mantiqiy-algebraik tartiblari.

Noaniqlik omillari (manbalari) tasnifi murakkab tizimlarni o'rganishda hisobga olinishi kerak bo'lganlar B.1-rasmda ko'rsatilgan.

B.1-rasm. Noaniqliklarning tasnifi

Noaniqlik omillarini tahlil qilish va hisobga olish metodologiyasi

murakkab tashkiliy-texnik tizimlarda boshqaruv ...

(DSS va DSS-qarorlarni qo'llab-quvvatlash tizimlari va qaror qabul qilish tizimlariga ega ACS)

1. Muammolar va ishlab chiqish uchun vazifalarni umumlashtirilgan rasmiylashtirish va

noaniqlik sharoitida boshqaruv qarorlarini qabul qilish....

2. Shartlarda qaror qabul qilishda deterministik o'yin yondashuvi

noaniqlik ………… .. …………… .. …………………… ..

3. Qaror qabul qilish muammolarini hal qilishda stoxastik yondashuv

noaniqlik shartlari ……………………………………………

4. Bizda qaror qabul qilishda probabilistik - statistik yondashuv-

noaniqlik qarshisida ………………………………………………………

5. Noaniqlik sharoitida qaror qabul qilishning ehtimoliy yondashuvi

dangasalik………………………………………………………………

6. Sharoitlarda qaror qabul qilishda noaniq – stoxastik yondashuv

noaniqliklar ………………………………………………………………………………… ..

7. Imkoniyatlar nazariyasi va sharoitlarda qaror qabul qilish muammosi

noaniqliklar ………………………………………………………………

8. Fuzzy - sharoitlarda qaror qabul qilishning mumkin bo'lgan yondashuvi

noaniqliklar ………………………………………………………….

9. Noaniqlik sharoitida qaror qabul qilishga lingvistik yondashuv

bo'linmalar .. ………………………… .. ………………………………………

Klassik TAU nuqtai nazaridan yarim tuzilmali ob'ektlarni boshqarish juda qiyin, amalda hal etilmaydigan muammodir. Buning sababi shundaki, an'anaviy avtomatik boshqaruv tizimini (ACS) qurishda, boshqaruv ob'ektini oldindan rasmiy ravishda tavsiflash va miqdoriy toifalarda ishlaydigan matematik apparatlar asosida boshqarish mezonlarini shakllantirish kerak. Agar ob'ektning aniq matematik tavsifini va uni nazorat qilish mezonlarini miqdoriy jihatdan berishning iloji bo'lmasa, an'anaviy TAU qo'llanilmaydi.

Masalan, deterministik va stokastik tizimlar bo'yicha klassik ACS samolyotlar, elektr stantsiyalari va boshqalar tomonidan ACSni qurishda muvaffaqiyatli qo'llaniladi, ammo an'anaviy usullarni biosintez, qovurish, eritish, kataliz bilan bog'liq ko'p fazali kimyoviy texnologik jarayonlar kabi sohalarga kengaytirishga harakat qiladi. ., ularni tavsiflashning tobora murakkablashib borayotgan matematik usullariga qaramay, aniq amaliy natijalar bermadi.

Biroq, amalda, bunday yarim tuzilgan ob'ektlarni kuzatish, tahlil qilish va ma'lumotni eslab qolish, ma'lum xulosalar chiqarish va h.k. va natijada to'g'ri qaror qabul qilish qobiliyati qutqarilgan inson operatori tomonidan juda muvaffaqiyatli boshqariladi. to'liq bo'lmagan va loyqa ma'lumotlar muhitida. Uning aql-zakovati tufayli, bir kishi faqat miqdoriy bilan ishlay olmaydi(bu ma'lum darajada mashina qila oladi), balki sifatli norasmiy tushunchalar bilan ham, buning natijasida u boshqaruv jarayonining noaniqligi va murakkabligi bilan muvaffaqiyatli kurashadi. Shu sababli, shaxsning taxminiy fikrlash modellarini qurish va ularni ACSda qo'llash bugungi kunda TAU rivojlanishining eng muhim yo'nalishlaridan biridir.

Hech shubha yo'qki, murakkab ob'ektlarni boshqarish samaradorligini sezilarli darajada oshirish fan sohasidagi bilimlarni o'zlashtirish, tahlil qilish, tasniflash bilan bog'liq bo'lgan ma'lum intellektual inson harakatlarini u yoki bu darajada takrorlay oladigan aqlli ACSni yaratishdan iborat. Texnologik jarayonni boshqarish, shuningdek, ob'ektni boshqarish bo'yicha amaliy faoliyat jarayonida inson operatori yoki tizimning o'zi tomonidan to'plangan operatsion bilimlar.

Bunday sharoitlarda ishlash zarurati standart avtomatlashtirish tizimlari va APCS dan foydalanishni qiyinlashtiradi... Jarayonni boshqarish tizimi va avtomatlashtirish tizimlari uchun qat'iy (aniq) cheklovlarni o'rnatish ushbu tizimlarning avtomatik yoki qo'lda o'chirilishiga olib keladigan bunday sharoitlarda uskunaning ruxsat etilgan ish rejimlari sohalarini tavsiflash ayniqsa qiyin. Shuning uchun uskunaning ruxsat etilgan ish rejimlari hududlarini tavsiflash va rasmiylashtirish uchun foydalanish juda muhimdir sun'iy intellekt (AI) va aqlli tizimlar (IS) nazariyalari.

So'nggi yillarda hisoblash texnologiyasining jadal rivojlanishi tufayli sanoatda aqlli boshqaruvning yangi usullaridan foydalanish boshlandi... Garchi aqlli ACSning birinchi ilovalari Evropada bo'lgan bo'lsa-da, bunday tizimlar Yaponiyada eng jadal joriy etilgan. Ularni qo'llash doirasi keng: sanoat robotlari, rektifikatsion qurilmalar va portlash pechlarini boshqarishdan kir yuvish mashinalari, changyutgichlar va mikroto'lqinli pechlargacha. Shu bilan birga, aqlli ACS resurslar va energiya sarfini kamaytirish bilan birga mahsulot sifatini yaxshilashi va an'anaviy ACS bilan solishtirganda bezovta qiluvchi omillar ta'siriga yuqori qarshilik ko'rsatishi mumkin.

Aqlli tizim degani(K.A. Pupkov) axborot jarayoni bilan birlashtirilgan, shaxs (odamlar guruhi) bilan birgalikda yoki avtonom tarzda ishlaydigan, ma'lumot va bilimlar asosida maqsadni sintez qilishga qodir, motivatsiyaga ega bo'lgan texnik vositalar va dasturiy ta'minot to'plami. harakatlar to'g'risida qaror qabul qilish va maqsadlarga erishish uchun oqilona yo'llarni topish.

Ajratib turadigan asosiy me'moriy xususiyat Intellektual boshqaruv tizimlari (IMS) "an'anaviy"O'z funktsiyalarini amalga oshirish uchun bilimlarni olish, saqlash va qayta ishlash mexanizmi.

Intellektual boshqaruv tizimlarini yaratish ikki tamoyilga asoslanadi: vaziyatni boshqarish (tashqi vaziyatlar yoki hodisalarni tahlil qilish asosida boshqarish) va bilimlarni qayta ishlash uchun zamonaviy axborot texnologiyalaridan foydalanish (ekspert tizimlari, sun'iy neyron tarmoqlar, loyqa mantiq, genetik algoritmlar, va boshqa bir qator).

OEMMPU RAS ning 14-sonli fundamental tadqiqotlar dasturi

«NOANIQLIK HOZIRDAGI KO'P DARAJALI, INTELLEKT VA TARMOQLI BOSHQARISH TIZIMLARINI FAOLIYATINI TAHLIL VA OPTIMALLASH».

1. Dasturning asoslari

1.1. Ilmiy va amaliy ahamiyati

Texnologiyaning jadal rivojlanishi (tarmoqlarning o'zaro ta'siri, kompyuterlarni miniatyuralashtirish, ularning tezligini oshirish va boshqalar) zamonaviy boshqaruv tizimlariga yangi talablarni qo'yadi va o'rnatilgan boshqaruv tizimlari darajasida ham (yirik dispetcherlik markazlari darajasida) yangi imkoniyatlar ochadi. tarmoq darajasida (aloqa-tarmoq, guruh) markazlashmagan multi-agent tizimlarining o'zaro ta'siri. Boshqaruv tizimlari tobora axborotni boshqarish tizimlari xarakteriga ega bo'lib, boshqaruv, hisoblash va aloqa nazariyalari kesishmasida o'rganilmoqda. Shunday qilib, aloqa kanallarining (aloqa) xususiyatlarini hisobga olish, masalan, markazlashtirilmagan (ko'p agentli) tizimlarda zarur va o'rnatilgan kompyuterning xususiyatlari ko'p darajali boshqaruv tizimlarida bunday intellektual funktsiyalarni amalga oshirishda muhimdir. texnik ko'rish, harakatlarni rejalashtirish, o'qitish, ko'p mezonli qarorlar qabul qilish, aks ettirish va boshqalar kabi. Xususan, nazoratni intellektuallashtirish tizimlarning miqdoriy modellari mavjud bo'lmaganda, tizimlarning ishlashining avtonomligi darajasini oshirish uchun mo'ljallangan. miqdoriy modellarning (masalan, murakkab tizim evolyutsiyasini tavsiflovchi tenglamalar) adekvatligini yo'qotadigan boshqaruv ob'ektining ishlashidagi dinamika yoki buzilishlar, sifatli ("bilim" deb ataladigan) rolini oshiradi. misol, mantiqiy-lingvistik) boshqaruv tizimining yuqori darajalarida qo'llaniladigan ob'ekt va muhitning modellari.

Dastur Rossiya Federatsiyasi fan, texnologiya va texnologiyalarining ustuvor yo'nalishlarida yuzaga keladigan fundamental muammolarni hal qilishga qaratilgan. Vazifa - dastlabki ma'lumotlarning noaniqligi va etishmasligini hisobga olgan holda murakkab texnik, inson-mashina va boshqa tizimlar uchun boshqaruv nazariyasi sohasida yangi fundamental va amaliy natijalarni olish, shu jumladan: stokastik tizimlarni tahlil qilish va sintez qilish nazariyasi; texnik holatini joriy diagnostika va nazorat qilish bilan harakat va texnologik jarayonlarni boshqarish tizimlarini yaratish nazariyasi, shuningdek, zamonaviy axborot texnologiyalari asosida avtomatlashtirilgan loyihalash tizimlari va aqlli boshqaruvni yaratish nazariyasi.

Turli xil ilovalarda (transport, logistika, ishlab chiqarish, aviatsiya va kosmik tizimlar, suv osti va er usti kemalari va boshqalar) boshqaruv nazariyasi, tahlil va optimallashtirishning xilma-xilligi tufayli murakkablik omillarining ko'p sonini hisobga olish kerak. , kabi:

Ko'p darajali boshqaruv,

Markazsizlashtirish,

Nochiziqlilik,

Ko'p ulanish,

Parametrlarni taqsimlash,

Fazo va vaqtdagi jarayonlarning turli miqyoslari,

Yuqori o'lcham,

Quyi tizimlar tavsifining heterojenligi,

Ko'p rejimli,

Impuls ta'sirining mavjudligi,

Koordinata-parametrik, strukturaviy, muntazam va yakka tartibdagi buzilishlarning mavjudligi;

Davlat vektori va tizim parametrlari, o'lchov xatolarining xususiyatlari va atrof-muhit to'g'risidagi ma'lumotlarning noaniqligini tavsiflash uchun deterministik va ehtimollik modellaridan foydalanish;

Boshqarish yoki ob'ektda kechikish effektlarining mavjudligi,

· Zamonaviy boshqaruv tizimlarining umumiy strukturaviy murakkabligi.

Ushbu maqsadga erishish va asosiy vazifalarni hal qilish uchun Dastur quyidagi asosiy yo'nalishlarda tadqiqot va ishlanmalarni o'z ichiga oladi:

1. To'liq bo'lmagan ma'lumotlarga ega bo'lgan ko'p darajali boshqaruv tizimlarining turli vaqt shkalalarida ishlashini tahlil qilish va optimallashtirish.

2. Tashkiliy-texnik xarakterdagi ko'p darajali va markazlashmagan tizimlarda boshqaruv va optimallashtirish.

2.1. Tarmoqqa asoslangan tizimlarda boshqaruv va optimallashtirish.

2.2. Harakatlanuvchi ob'ektlarni aqlli boshqarish.

2.3. Ko'p darajali real vaqtda axborot va boshqaruv tizimlarini modellashtirish va optimallashtirish.

Yo'nalish 1. Funktsiyani tahlil qilish va optimallashtirish to'liq bo'lmagan ma'lumotlarga ega bo'lgan ko'p darajali boshqaruv tizimlarining turli vaqt shkalalari

Ko'pgina zamonaviy boshqaruv tizimlarining murakkabligi ko'pincha tizimda sodir bo'ladigan jarayonlarning to'liq tavsifini va uning atrof-muhit bilan o'zaro ta'sirini oldindan olishga imkon bermaydi. Qoida tariqasida, haqiqiy tizimlar dinamikaning chiziqli bo'lmagan tenglamalari bilan tavsiflanadi va ko'pincha boshqaruv tizimlarining matematik modellari ushbu parametrlar va xususiyatlarning o'zini ko'rsatmasdan, faqat individual elementlarning parametrlari va xususiyatlaridagi o'zgarishlarning ruxsat etilgan diapazonlarini hisobga oladi.

Bundan tashqari, ba'zi tizimlarda, xususan, mikromexanik va kvant tizimlarida, uzluksiz yoki diskret vaqtda tasvirlashning klassik usullaridan foydalanishga ichki va / yoki tashqi o'zaro ta'sir kuchlari, shuningdek, boshqaruv harakatlari to'sqinlik qiladi. vaqtinchalik, impulsiv xarakterga ega va ularni aniq hisoblash mumkin emas. ... Tizim turli vaqt shkalalarida ishlaydi: haqiqiy (sekin) va tez (impuls). Tarozilarning bunday vaqtinchalik o'zgaruvchanligi ko'plab zamonaviy boshqaruv tizimlarining, shu jumladan ko'p darajali boshqaruv tizimlarining o'ziga xos xususiyati bo'lib, ularda yuqori darajalar sifatli va diskret modellardan, quyida esa doimiy vaqtga ega miqdoriy modellardan foydalaniladi.

Shu sababli, gibrid (uzluksiz-diskret) vaqt ichida bunday tizimlarning ishlashi tavsifini matematik rasmiylashtirish usullarini ishlab chiqish, to'liq bo'lmagan ma'lumotlar, qarama-qarshilik va nostandart sharoitlarda boshqarilishi va barqarorligi uchun ularning xususiyatlarini o'rganish. boshqaruv elementlari va faza o'zgaruvchilari bo'yicha cheklovlar shoshilinch vazifadir. Deterministik va stokastik kabi uzluksiz diskret tizimlarni optimal boshqarish sintezi usullarini ishlab chiqish bir xil darajada dolzarb vazifadir.

Bundan tashqari, noaniqlik va aprior ma'lumotlarning etishmasligi sharoitida ma'lumotlarni to'plash va qayta ishlash jarayonini optimallashtirish vazifalari (kuzatishlarni kuzatish va optimal filtrlash) juda dolzarbdir.

Yo'nalish 2. Tashkiliy va texnik xususiyatga ega ko'p darajali va markazlashmagan tizimlarda boshqaruv va optimallashtirish

2.1. Tarmoqqa asoslangan tizimlarda boshqaruv va optimallashtirish

Zamonaviy murakkab tashkiliy-texnik tizimlar yuqori o'lchovlilik, markazsizlashtirish, ko'p bosqichli boshqaruv, o'qitishni hisobga olgan holda faoliyatni samarali rejalashtirish zarurati, qabul qilingan qarorlarning ko'p mezonlari va nazorat qilinadigan sub'ektlarni aks ettirish bilan tavsiflanadi.

Katta o'lchamdagi diskret va uzluksiz taqsimlangan ko'p bog'langan tizimlarni rejalashtirish va boshqarish muammolari nafaqat vaqt bo'yicha, balki kosmosdagi taqsimot va turli masshtablar bilan ham tavsiflanadi va eng murakkab va vaqt talab qiladigan jarayonlardan biridir. optimallashtirish muammolari sinflari. Shu sababli, aniq va taxminiy echimlarni topish uchun tadqiqot usullari va yondashuvlarini, shuningdek, murakkab texnik, tashkiliy (shu jumladan transport va logistika) va axborotni rejalashtirish, loyihalash va boshqarish uchun qarorlarni qo'llab-quvvatlash tizimlarida foydalanish uchun simulyatsiya vositalarini ishlab chiqish tavsiya etiladi. tizimlari.

Aloqa kanallaridagi cheklovlar va hisob-kitoblarning murakkabligi sharoitida markazlashtirilmagan tashkiliy-texnik tizimlar (tarmoq-markazlashtirilgan tizimlar, ishlab chiqarish tizimlari, hisoblash, telekommunikatsiya va boshqa tarmoqlar va boshqalar) tarkibiy qismlarining guruh o'zaro ta'sirini boshqarish. axborotni qayta ishlash jarayonlari, shuningdek, qaror qabul qilish vaqtini cheklash, hisoblash imkoniyatlari va aloqa kanallarining o'tkazish qobiliyati. Shu sababli, murakkab tashkiliy-texnik tizimlar tuzilmasini optimallashtirish usullarini (ro'yxatdagi cheklovlarni hisobga olgan holda), shu jumladan bir vaqtning o'zida ko'plab mezonlarni hisobga olgan holda ishlab chiqish dolzarbdir: dastlabki ma'lumotlarning tafsilotlari, ma'lumotlarni yig'ish samaradorligi, rejalashtirish. va aks ettiruvchi qarorlar qabul qilish, individual kompyuterlarning cheklangan ishlashi va ishlarning takrorlanishini kamaytirish. , shuningdek, ma'lumotlarni uzatish xizmatlari bilan bog'liq yordamchi hisob-kitoblarning ulushi.

Ko'p darajali va markazlashtirilmagan tizimlar axborotga qarshi choralar sharoitida real vaqt rejimida taqsimlangan qarorlar qabul qilish, shuningdek, ma'lumotlarning to'liq emasligi va turli xilligi, ko'pincha ko'p mezonli sifat va sub'ektiv xarakterga ega bo'lishi bilan tavsiflanadi. Shu sababli, to'liq bo'lmagan ma'lumotlar va qarama-qarshilik sharoitida strategik va tezkor qarorlar qabul qilinishini qo'llab-quvvatlash uchun tegishli axborot ta'minoti tizimlarini yaratish usullarini ishlab chiqish zarur. Buning uchun, xususan, ishlab chiqish tavsiya etiladi: dinamik tashkiliy va texnik tizimlarning ko'p agentli modellari, shu jumladan qarama-qarshi agentlar bilan tarmoq modellari, guruhlarning xatti-harakatlari va uning prognozi modellari, manfaatlar muvozanatini baholash va koalitsiyalarni shakllantirish. ushbu tizimlar, shuningdek, axborot texnologiyalari va axborotni taqdim etish vositalarini ishlab chiqish.tashqi muhit va intellektual agentlarning bilimlari.

2.2. Harakatlanuvchi ob'ektlarni aqlli boshqarish

Belgilangan vazifalarni hal qilish uchun har doim ham miqdoriy modellarni yaratib bo'lmaydi, shuning uchun dastur an'anaviy usullar bilan bir qatorda sun'iy intellekt usullaridan foydalanadi. Sun'iy intellekt, bilim sohasi sifatida, so'nggi ellik yil ichida aql tushunchasini ishlab chiqish va takomillashtirishda ham, sun'iy intellektni inson faoliyatining turli sohalarida amaliy qo'llash sohasida ham ulkan sakrashni boshdan kechirdi: texnologiya, iqtisod, biznes, tibbiyot, ta'lim va boshqalarda sun'iy intellektning ko'plab nazariy pozitsiyalari va usullari bilimga asoslangan amaliy intellektual texnologiyalarga aylantirildi.

Intellektual tizimlarning zamonaviy avlodining o'ziga xos xususiyati shundaki, ular tashqi muhitning murakkab modeliga tayanadi, bunda miqdoriy ma'lumotlar ham, sifat modellari ham hisobga olinadi - tashqi muhitning turli ob'ektlarining mumkin bo'lgan xatti-harakatlari va ularning o'zaro aloqalari haqidagi bilimlar. Bunday modellardan foydalanish bilimlarni ifodalash usullarini ishlab chiqish, turli manbalardan olingan ma'lumotlarni birlashtirish usullari, kompyuterlarning tezligi va xotirasini sezilarli darajada oshirish tufayli mumkin bo'ldi.

Tashqi muhit modelining mavjudligi harakatlanuvchi ob'ektlarni zamonaviy aqlli boshqarish tizimlariga ko'p mezonli, noaniqlik va xavf sharoitida qaror qabul qilish imkonini beradi va bu qarorlarning sifati odamlar tomonidan qabul qilingan qarorlar sifatiga nisbatan yuqori bo'lishi mumkin. axborotning haddan tashqari yuklanishi, cheklangan vaqt va stress.

Shu munosabat bilan yuqoridagi omillar mavjud bo'lganda harakatlanuvchi ob'ektlarni aqlli boshqarishni rivojlantirishning yangi vositalari va usullarini ishlab chiqish dolzarb vazifadir.

2.3. Ko'p darajali real vaqtda axborot va boshqaruv tizimlarini modellashtirish va optimallashtirish

Ushbu yo'nalishdagi tadqiqotlarning dolzarbligi noaniqlik, strukturaviy buzilishlar sharoitida ishlaydigan ko'p rejimli va ko'p maqsadli ob'ektlarning ko'p darajali ochiq modulli real vaqtda axborot va boshqaruv tizimlarini (IMS RT) tahlil qilish va sintez qilish usullarini ishlab chiqish zarurati bilan bog'liq. va favqulodda vaziyatlar (NSS). Ushbu boshqaruv ob'ektlari orasida davlat xavfsizligini belgilovchi muhim ob'ektlar va mas'uliyatli foydalanish tizimlari mavjud.

Shubhasiz, ushbu toifadagi tizimlarni yaratish muammolari va vazifalari yagona nazariyani ishlab chiqish va bunday tizimlarning tuzilishini dinamik va stsenariy tahlil qilish va sintez qilishning dasturiy ta'minotiga yo'naltirilgan usullarini, ularning algoritmik, dasturiy ta'minotini ishlab chiqish asosida muvaffaqiyatli hal qilinishi mumkin. va axborot ta'minoti, samarali boshqaruv ta'sirini rivojlantirish mexanizmlari. Bular, birinchi navbatda, ochiq axborot va boshqaruv tizimlarini loyihalashning rasmiylashtirilgan metodologiyasini ishlab chiqishni o'z ichiga oladi, shu jumladan ob'ektga yo'naltirilgan I&C RT modulli strukturasini ochiq arxitektura bilan sintez qilish modellari va usullari, bu turli xil samaradorlik bo'yicha optimaldir. mezonlar. Dinamik tahlil bosqichida olingan natijalar asosida ma’lumotlarni qayta ishlash va boshqarishning optimal funksional modulli strukturasi sintezlanadi, ya’ni I&C RV modullarining optimal tarkibi va soni aniqlanadi, tizim interfeysi sintezlanadi va strukturasi aniqlanadi. uning dasturiy ta'minoti va ilovalarning kirish oqimlarini qayta ishlash uchun axborot ta'minoti aniqlanadi.

Noaniqlik, tuzilmaviy buzilishlar va favqulodda vaziyatlar sharoitida harakatlarni rejalashtirish va qarorlar qabul qilishni qo'llab-quvvatlash uchun IMS RVda stsenariy tahlili va samarali boshqaruv harakatlarini sintez qilish usullaridan foydalanish tavsiya etiladi. Bunda konstruktiv buzilishlar va favqulodda vaziyatlarning tarqalishining matematik modeli vaznli yoki funktsional belgilar grafiklari tilida shakllantiriladi. Ushbu model asosida ob'ektlarni boshqarishning oqilona stsenariylari ularni tashkil etuvchi elementlarning ish qobiliyati, qarshilik va omon qolish tushunchalari yordamida sintezlanadi. Ko'p rejimli maqsadli ob'ektlarda NSS sabablari va oqibatlarini bartaraf etish stsenariylarini sintez qilish dinamik ravishda aniqlangan vaqt va resurslar cheklovlarini hisobga olgan holda amalga oshiriladi. Shuningdek, noaniqlik, konstruktiv buzilishlar va favqulodda vaziyatlar sharoitida ishlaydigan ko'p rejimli va ko'p maqsadli ob'ektlarning yashash qobiliyatini nazorat qilishning teskari muammolarini hal qilish uchun formulalar va usullarni ishlab chiqish kerak.

Boshqaruv tizimi va ob'ektlarining yuqorida qayd etilgan o'ziga xosligi, boshqaruv muammolarini hal etishning ilmiy va amaliy ahamiyati, ular uchun tahlil va optimallashtirish Dasturning quyidagi asosiy maqsad va vazifalarini shakllantirish imkonini beradi.

1.2. Asosiy maqsad va vazifalar

Dasturning asosiy maqsadi texnologik va texnologik jarayonlarda texnik ob'ektlar va jarayonlarning harakatini boshqarish ilovalari bilan murakkab dinamik va intellektual tizimlarni boshqarish sohasida muhim davlat ahamiyatiga ega istiqbolli loyihalarni amalga oshirishga to'sqinlik qiluvchi boshqaruv nazariyasining fundamental muammolarini hal qilishdan iborat. tashkiliy tizimlar.

Tadqiqot quyidagi umumlashtirilgan mavzular bo'yicha olib boriladi.

Yo'nalish 1

· Koordinatalarni to'liq o'lchash va boshqarish kuchlarining ruxsat etilgan tuzilishini cheklash holatlarida chiziqli bo'lmagan tizimlarni barqarorlashtirish usullarini ishlab chiqish.

· Boshqarish ob'ekti va faoliyat muhiti parametrlarining noaniqligining deterministik, ehtimollik va boshqa modellari sharoitida ishonchli va moslashuvchan kuzatish va nazorat qilish usullarini ishlab chiqish.

· Uzluksiz, diskret va ko‘p bosqichli uzluksiz-diskret dinamik modellarni sifat va miqdoriy tahlil qilish usullari va algoritmlarini ishlab chiqish va vektor va matritsalarni taqqoslash funksiyalari va model o‘zgarishlari bilan reduksiya usuliga asoslangan boshqaruv sintezi.

· Ichki jismlarning konfiguratsiyasi yoki harakatining o'zgarishi tufayli qarshilik ko'rsatadigan muhitda harakatlanadigan yangi sinf mexanik tizimlarni optimal boshqarish muammosini o'rganish.

· Quruq ishqalanish borligida mexanik tizimlarning zarba o‘zaro ta’siri masalalarini matematik rasmiylashtirish va yechish usullarini ishlab chiqish.

· Diskret-uzluksiz va impulsli dinamik tizimlarni optimal boshqarish usullarini ishlab chiqish.

· Dinamik o'yinlar ko'rinishida nazoratsiz buzilishlarga duchor bo'lgan chiziqli bo'lmagan ob'ektlarni kafolatlangan boshqarish usullarini ishlab chiqish.

· Kvant tizimlarini boshqarish nazariyasini ishlab chiqish.

· Turli darajadagi jarayonlar dinamikasining geterogen tavsifi bilan tizimlarning ko'p darajali boshqaruvining holatini va sintezini baholash uchun barqarorlik, o'zgarmaslik, dissipativlik kabi dinamik xususiyatlarni tahlil qilish usullari va algoritmlarini ishlab chiqish.

Yo'nalish 2.1

· Tarqalgan parametrlar va turli masshtabdagi jarayonlar (fazoda va vaqtda) bo'lgan katta o'lchamli tarmoq markazlashtirilgan tizimlarni boshqarish muammolarini hal qilish usullari.

· Taqsimlangan loyihalar va dasturlarni markazlashmagan aloqa-tarmoqli aqlli boshqarish modellari va usullari.

· Ko'p darajali va markazlashmagan tizimlar strukturasini optimallashtirish usullari.

· Matematik jihatdan bir hil taqsimlangan va parallel hisoblash makonida tarmoq markazlashtirilgan boshqaruvni kompyuterda amalga oshirish usullari va tuzilmalari.

· To'liq bo'lmagan, bir xil bo'lmagan, sifatli va sub'ektiv ma'lumotlarga asoslangan guruh qarorlarini qabul qilish modellari va usullari.

· Murakkab texnik va transport-logistika tizimlarida o'zaro bog'liq operatsiyalar komplekslarini rejalashtirish va boshqarish modellari va usullari.

· Multi-agentli texnologiyalar asosida taqsimlangan dasturiy ta’minotning intellektual tizimlarini yaratish tamoyillari, arxitekturasi, usullari va algoritmlarini ishlab chiqish.

· Ko'p agentli tarmoq tuzilmalarida axborotni boshqarish modellari va usullarini ishlab chiqish.

Yo'nalish2.2

· Loyqa, neyron tarmoq va mantiqiy-dinamik elementlar modellari tarkibiga kiritish xususiyatlarini aks ettiruvchi vaziyatni boshqarishning umumlashtirilgan modellarini ishlab chiqish.

· Boshqariladigan dinamik ob'ektlar guruhining aloqa barqarorligi xususiyatini ta'minlovchi marshrutlarni rejalashtirish usulini ishlab chiqish, ularning model ko'rinishida heterojen (miqdoriy va sifat).

· Dengizdagi mobil ob'ektlarga ilova bilan boshqaruv ob'ektlarining nochiziqliligi, ko'p ulanishliligi, yuqori o'lchamliligini hisobga olgan holda real vaqt rejimida moslashtirilgan modellashtirish platformalarini tahlil qilish va sintez qilish usullarini ishlab chiqish.

· Konfliktli muhitda harakatlanuvchi ob'ektlarni ko'p darajali boshqarishning intellektual tizimlarini, ularning guruhli o'zaro ta'sirini, ko'p mezonli, noaniqlik va xavfni hisobga olgan holda optimallashtirish.

· Intellektual boshqaruv tizimlari uchun texnik ko'rishni ta'minlash usullarini ishlab chiqish.

· Tizimning davlat makonida majburiy harakatni tashkil etish asosida murakkab manevrlarni bajaruvchi dinamik ob'ektlarni aqlli boshqarish usullarini ishlab chiqish.

Yo'nalish2.3

· Noaniqlik va struktura buzilishlari sharoitida ochiq arxitekturaga ega real vaqt rejimining ob'ektga yo'naltirilgan ko'p darajali axborotni boshqarish tizimlarining modulli tuzilmasini tahlil qilish va optimallashtirish modellari va usullari.

· Elektr energetika tizimlarining rejimlarini tahlil qilish va optimallashtirish va ularni boshqarish usullari.

· Boshqaruv vazifalari uchun zaiflik nuqtalarini qidirishga stsenariy-indikator yondashuvining modellari va usullari.

· Harakatlanuvchi ob'ektlarni ko'p rejimli boshqarish jarayonlarini modellashtirish, tahlil qilish va optimallashtirish usullari.

· Boshqaruv ob'ekti haqidagi aprior ma'lumotlarga asoslangan texnologik bilimlar bazasini shakllantirish orqali boshqarish samaradorligini oshirish uchun nochiziqli statsionar bo'lmagan ob'ektlarni aqlli identifikatsiyalash usullari va algoritmlarini ishlab chiqish.

· Megapolislar ekotizimlarini boshqarish vazifalarida tabiiy va texnogen komplekslarni modellashtirish uchun geoaxborot texnologiyalari.

· Navigatsiya va boshqaruv tizimlarini axborot bilan ta'minlashni tahlil qilish va optimallashtirish.

· Ishlab chiqarish jarayonlarini boshqarish modellari va usullari.

Boshqarish tizimlarini tahlil qilish va sintez qilishning ishlab chiqilgan nazariyasi va usullarining natijalari quyidagi yo'nalishlarda qo'llaniladi:

· aviatsiya va kosmonavtika, quruqlik va dengiz ob'ektlari, transport vositalarida harakatni boshqarish;

· ko'p agentli tarmoq markazlashtirilgan tizimlar, ishlab chiqarish tizimlari, hisoblash, telekommunikatsiya va boshqa tarmoqlar ;

· transport va logistika tizimlari ;

· Global energiya, gaz uzatish va boshqa yirik infratuzilma tizimlari;

· To'liq bo'lmagan ma'lumotlar va qarama-qarshilik sharoitida boshqaruv vazifalarini axborot bilan ta'minlash va strategik va tezkor qarorlarni qo'llab-quvvatlash tizimlari.

Boshqaruv tizimlarini qurish nazariyasining fundamental muammolari ularni jadal rivojlantirishni talab qiladi. Ushbu yo'nalishdagi tadqiqotlarni rivojlantirish quyidagilarga imkon beradi:

Boshqarish-hisoblash-aloqa murakkab uchlik muammosini hal qilishning nazariy asoslarini ishlab chiqish (muammo " Boshqaruv- Hisoblash- Aloqa") murakkab axborot va boshqaruv tizimlari uchun, shu jumladan aloqa kanallari cheklovlari va quyi tizimlarning ishdan chiqishi sharoitida;

Harakatlanuvchi ob'ektlar, maxsus maqsadli ob'ektlar, texnologik va tashkiliy tizimlar bilan bog'liq bo'lgan printsipial jihatdan yangi ob'ektlar va jarayonlarni boshqarish muammolarini hal qilish;

funktsional diagnostikaning samarali usullarini yaratish va havo kemalari va boshqa harakatlanuvchi ob'ektlarni boshqarish tizimlarining nosozliklariga chidamliligini, shuningdek, elektr energetika tizimlarining dinamik barqarorligini ta'minlash;

Boshqarish tizimlarini ishlab chiqish jarayonini algoritmlashtirish va avtomatlashtirish orqali loyihaviy yechimlarni ishlab chiqish sifatini oshirish, tezlashtirish va xarajatlarini kamaytirish.

Bundan keyin boshqaruv keng ma'noda tushuniladi, jumladan, aloqa tarmog'i, guruhli, taqsimlangan boshqaruv (ingliz tilidagi adabiyotlarda - tarmoqlarda nazorat, tarmoqlar ustidan nazorat, taqsimlangan boshqaruv va boshqalar).