Воронов Е.М., Карпунин А.А., Репкин А.Л. ОУММС (2010) (Воронов Е.М., Карпунин А.А., Репкин А.Л. Оптимальное управление многообъектными многокритериальными системами (2010))

Московский государственныйтехнический университетим. Н.Э. БауманаФакультет информатики и систем управленияКафедра «Системы автоматического управления»Воронов Е.М., Карпунин А.А., Репкин А.Л.Оптимальное управлениемногообъектнымимногокритериальнымисистемамиУчебное пособие для проведенияпрактических занятий, лабораторных работи выполнения курсовой работыМосква2010Учебное пособие по выполнению работ по дисциплине ОУММССодержаниеВведение ............................................................................................................ 31. Задачи управления и принятия решений в ММС на основе стабильноэффективных компромиссов (краткий анализ методов решения) ..........

41.1. Общая характеристика теоретико-прикладного направления.......... 41.2. Общее определение игры. Частные классы игр................................. 61.3. Математическая модель конфликтной ситуации в ММС ............... 101.4. Анализ основных принципов оптимальности, форм компромиссови методов решения на основе понятий стабильности иэффективности ................................................................................... 191.5. Основные определения эффективности и стабильности. Методы иалгоритмы стабильно-эффективного управления ........................... 201.6.

О применении методов и алгоритмов стабильно-эффективногоуправления в практических задачах ................................................. 262. СТЭК на основе Парето–Нэш–УКУ–Шепли-комбинаций и активныхравновесий ................................................................................................. 303. Руководство пользователя ПС «МОМДИС» ............................................

383.1. Введение .............................................................................................. 383.2. Назначение .......................................................................................... 383.3. Принцип действия .............................................................................. 383.4. Область применения .......................................................................... 393.5. Аппаратные требования ..................................................................... 393.6.

Структура ПС «МОМДИС» .............................................................. 393.7. Математическая подсистема ПС «МОМДИС» ................................ 413.8. Подсистема отображения и пользовательского интерфейса .......... 423.9. Установка ............................................................................................ 423.10. Запуск программы ............................................................................ 423.11.

Описание интерфейса пользователя ............................................... 423.12. О программе...................................................................................... 443.13. Создание модели .............................................................................. 443.14. Описание модели в форме Коши .................................................... 463.15. Описание модели в матричном представлении ............................. 473.16. Область показателей ........................................................................ 503.17.

Выбор метода оптимизации ............................................................ 503.18. Управление графическим окном ..................................................... 513.19. Аналитика ......................................................................................... 523.20. Завершение работы с моделью ........................................................ 523.21. Завершение работы с программой ..................................................

523.22. Пример............................................................................................... 534. Требования к содержанию отчета. Подготовка к защите курсовойработы................................................ Ошибка! Закладка не определена.5.

Задания на курсовую работу ...................................................................... 552Воронов Е.М., Карпунин А.А., Репкин А.Л.ВВЕДЕНИЕКурсоваяработаподисциплине«Оптимизацияуправлениямногообъектными многокритериальными системами (ОУММС)» посвященаисследованию практических задач многокритериальной оптимизацииструктурно-сложных систем управления. В соответствии с теорией иметодами оптимизации управления ММС, изложенными в [1], практическиеприложения данной дисциплины формируются в трех классах задачуправления:а) в условиях исходной структурной несогласованности с балансировкойэффективности в структуре в многосвязных (многоканальных) задачахрегулирования, управления и принятия решений;б) в условиях естественной конфликтной ситуации в задачах управлениягруппировками, группами и одиночными летательными аппаратами (ЛА), взадачах прогноза управления производственными ресурсами предприятия вусловиях конкуренции, в биологических, экологических задачах обеспечениягомеостазиса (самосохранения);в) в условиях неопределенности с формированием робастных методоврегулирования, управления и принятия решений на основе принципаконфликтной анизотропии неопределенных факторов.Данные классы задач управления представлены в тематике курсовыхработ по дисциплине ОУММС.Для решения достаточно сложных прикладных задач разработанапрограммная система (ПС) «МОМДИС» (Многокритериальная ОптимизацияМногообъектных ДИнамических Систем), в которой реализованы алгоритмыполучения равновесных (межобъектно устойчивых сбалансированных поэффективности объектов-подсистем) и многокритериально оптимальныхуправлений (решений).В процессе выполнения курсовой работы у студентов формируютсязнания и умения, а также навыки в проектировании и исследованииструктурно-сложныхсистемуправленияпримногокритериальныхтребованиях, «разнесенных» по структуре.Предлагаемые задания по курсовой работе содержат общуюхарактеристику, математическую модель и постановку прикладной задачи,исходные численные данные (формируя 70-80 вариантов заданий), этапывыполнения работы с применением ПС «МОМДИС» и многофакторныманализом результатов оптимизации.Приведены требования к составлению отчетов, рекомендации поподготовке к защите курсовой работы.3Учебное пособие по выполнению работ по дисциплине ОУММС1.

ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ И ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ММС НАОСНОВЕ СТАБИЛЬНО-ЭФФЕКТИВНЫХ КОМПРОМИССОВ(КРАТКИЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ)1.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕОРЕТИКО-ПРИКЛАДНОГО НАПРАВЛЕНИЯС ростом информационной и структурно-целевой сложностифункционирования и проектирования управляемых систем все болеесущественным становится учет факторов несогласованности, конфликтностии неопределенности различного характера.Проблема взаимодействия объектов (коалиций) возникает при прямомформировании многообъектной модели конфликтной ситуации, приструктуризации классической однообъектной и однокритериальной задачиуправления с формированием многообъектной многокритериальной системы(ММС), а также при представлении сложной задачи и системымногоуровневой структурой. Многоуровневая структура сложной системы(рис.

1.1) позволяет выделить три вида систем: подсистему-объект; систему,которую составляет горизонтальный ряд в общем случае равнозначныхобъектов (ММС); полную иерархическую систему (ИС). Каждый вид системыформирует свой «вклад» в задачи оптимизации.СтруктурыОБЪЕКТММСИСКлассы задачЭффективность на основе классическойтеории оптимального управления (ТОУ)Эффективность и стабильность на основе ТОУ и игровыхподходов (ИП)Эффективность, стабильность, межуровневая оптимальностьна основе ТОУ, ИП и теории принятия решений в ИСРис.

1.1. Структура многоуровневой системы и классы задачВ рамках ММС формируется класс задач оптимизации, в которомизвестные подходы оптимизации для обеспечения эффективности объекта(вариационные подходы, принцип максимума, методы динамическогопрограммирования и процедуры нелинейного численного программирования)4Воронов Е.М., Карпунин А.А., Репкин А.Л.существенно дополняются игровыми подходами с собственными принципамиоптимизациидляобеспеченияуравновешенного(стабильного)взаимодействия в ММС, которое способствует достижению эффективностиобъекта и системы в целом.Многокритериальная оптимизация структурно сложных системуправления посвящена разработке теории и методов оптимизации управленияи принятия решений в ММС в форме стабильно-эффективных компромиссовна основе комбинации методов теории игр и теории оптимальногоуправления. Разрабатываемые подходы выявляют двойственность проблемыуправления в структурно сложных системах, которая сочетает оптимизациюуправления или принятия оптимального решения в объекте-подсистеме собеспечением сбалансированной эффективности объектов-подсистем вструктуре.Наосноведаннойтеорииразработаныметодымногокритериального проектирования, которые особенно важны в трехклассах прикладных задач управления: в условиях исходной структурнойнесогласованности, в условиях естественной конфликтной ситуации и вусловиях неопределенности.Методы решения в рамках данных направлений базируются намногообъектности структуры, многокритериальности задач и свойствахконфликтноговзаимодействияобъектов(антагонистического,бескоалиционного, коалиционного, иерархического, кооперативного икомбинированного характера) при проектировании и обеспечениифункционирования управляемой ММС.

По существу создается достаточнополный набор методов оптимизации ММС как основа теории оптимальногоуправления ММС, которая занимает определенное промежуточное местомежду классической теорией управления объектов и теорией оптимизации вмногоуровневых системах. Поэтому разработка способов управления ММС,имеющих свойства стабильности и эффективности и обеспечивающихкомпромиссы на тактической и информационной основе, является актуальнойзадачей теории управления ММС.Методы теории оптимизации управления ММС получили дальнейшееразвитие и нашли применение во всех трех указанных выше классахприкладных задач [1].