Пупков К.А., Коньков В.Г. Интеллектуальные системы (1-е изд., 2001) (1245264), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Тогда обнаружение отклонения отзаданной области заключается в опровержении формулыдля текущихнаблюдаемых значений x.Вместе с тем допустима инвертированная постановка: в пространствесостояний задается совокупность областей C, фактическая траектория системыв которых должна отсутствовать.
Здесь C описывается наборомнеблагоприятных для системы ситуаций.Если область функционирования системы обширна и наборвыделенных ситуаций велик и многообразен, то описывающую их модель вряде случаев можно представить как модель знаний, а для сопоставленияиспользовать какую-либо процедуру, характерную для искусственногоинтеллекта.Задачи управления комплексами дискретных распределенных объектовв реальном времени.
Эти задачи являются наиболее функционально емкими ивключают в себя задачи мониторинга, контроля и принятия решений. Наиболеепростым развитием рассмотренных выше систем контроля, в том числеинтеллектуальных,являетсяуправлениекомпенсациейвыявленныхнежелательных отклонений от заданной идеальной целевой траектории системыв пространстве состояний. Необходимым дополнительным элементом здесьстановится модель, описывающая структуру комплекса объектов, их свойства исреду функционирования, а также динамику их поведения. Такие моделидолжны содержать сложноструктурированный декларированный компонент, аописания процессов будут иметь вид логико-динамических моделей. В связи сэтим процедуры обработки целесообразно строить как решающие процедурыопределенных интеллектуальных систем.В более полном варианте задача предполагает выработку воздействий,обеспечивающих их заданную целевую траекторию в пространстве состояний.В общем случае такая траектория имеет вид сети, каждая вершина которойсопоставляется с определенным логическим выражением, описывающимтребуемое состояние объектов управления и/или объектов производства, скоторыми работает система.
Выработка закона управления реализуется какпроцесс принятия решения в сложной среде, а при планировании многошаговыхцепочек достижения целевых состояний задача имеет непосредственныйлогический вывод.Задачи диагностики. Имеется система контроля некоторого процесса,воспроизводимого комплексом распределенных объектов.
Известно, чтонаблюдаемые отклонения от процесса являются следствием определенныхпричин или первичных событий в объектах. Требуется создать системуконтроля отклонений, определяющих их истинные первопричины. Эта задачаотносится к классу типичных приложений экспертных систем реальноговремени. Функции контроля и диагностики могут сочетаться с формированиемрекомендаций по выводу процесса на нормальный режим функционирования.Логическая структура интеллектуальной системы управлениядискретными производственными процессами.Представленные выше задачи имеют ряд общих особенностей,позволяющих эффективно объединить средства их решения в единой оболочкеинтегрированной интеллектуальной системы управления, структура которойприведена на рис. 58.Задачиподдержкипринятиярешенийприпланированиипроизводственной деятельности.
Задача диспетчерского планированияпроизводственных процессов труднорешима, так как строгому решениюпрепятствует ряд плохо формализуемых факторов, учитываемых плановодиспетчерскими службами при формировании планов. В связи с этим в даннойзадаче перспективным представляется сочетание моделей оптимизации (вособенности - многокритериальной) с моделями представления в ЭВМ, а такжеиспользование эвристических знаний диспетчеров - плановиков.108Рис. 58Центральным звеном комплекса является управляющая система,состоящая из динамической базы оперативных состояний и совокупностипроцедур выработки закона управления. Действия этих процедур определяютсясодержимым баз знаний Б31-Б33 и моделью, описывающей заданную целевуютраекторию управляемого комплекса объектов в пространстве состояний.Центральный компонент интегрированной системы (подробно рассмотренныйдалее) в настоящее время реализован и опробован в ряде производственныхприложений.Модель, описывающая целевую траекторию, в общем виде может бытьпредставлена сетью, где каждой вершине соответствует определенноетребуемое состояние.
Целью управляющей системы в любой фиксированныймомент времени является перевод подчиненных объектов в целевое состояние,описываемое некоторым подмножеством вершин сети, задающей целевуютраекторию. В производственных системах целевая траектория строится, какопределенное детализированное представление технологического маршрута иматематически может быть описана, например, сетью переходов или сетьюПетри.База Б31 содержит сведения о структуре и постоянных свойствахобъектов и среды, с которыми взаимодействует система, и имеетпреимущественно декларативный характер.В системе ПРОДУС, рассматриваемой далее, эта база знаний являетсякомпонентом базы оперативных состояний (что, как показывает опыт, не всегдаудобно) и строится как совокупность объектов, объединяемых вподмножество/классы произвольного состава и иерархии.
Каждый из объектовхарактеризуется набором параметров/свойств и определенным протоколоминформационного взаимодействия с системой и/или другими объектами.База знаний Б32 представляет собой совокупность логикодинамических моделей, описывающих поведение во времени подчиненныхсистеме дискретных объектов с учетом допустимых управляющих воздействий.Для объектов, воспроизводящих функции переключательного или автоматноготипа, такие модели могут быть представлены, например, правиламипреобразования состояния предметной области во времени. Особенностьданной модели заключается в том, что для записи результатов действияоператоров в общем случае удобно пользоваться логикой времени (логикойвременных соотношений).База знаний Б33, являющаяся логико-динамической моделью процессауправления, реализуемого интеллектуальной системой, представляет собойсовокупность правил, законов и алгоритмов генерации реакции системы напоступающую входную информацию.
Обрабатывающее исполнительное ядроуправляющей системы в заданной схеме можно рассматривать какинтерпретатор модели процесса управления. Эта модель руководит работойисполнительного ядра и задает логику выполняемых им действий. В таком видепрограммное обеспечение управляющей системы может быть построено какинвариантное, т.е. настраиваемое на задачу путем изменения описания моделитребуемого процесса.Структура и организация динамической базы оперативных состоянийуправляющей системы тесно связана с языком и формой представления моделипроцесса управления, хранящейся в Б33, с моделями из Б32, Б31 и сматематической моделью описания целевой траектории системы. В частности,для этого база управляющей системы должна хранить предысторию временныхсостояний наблюдаемых объектов.
Таким образом, можно считать, что понятиесостояния отображается в интеллектуальной управляющей системе в видеопределенной динамической информационной модели.База оперативных состояний управляющей системы реального временидолжна быть оснащена программным монитором асинхронного ввода данных отобъектов управления и/или внешних информационных систем (ИС),собирающих также сведения о состоянии внешней среды.109Для обеспечения интерактивного режима работы с операторамианалогичным образом должен обеспечиваться ввод в базу поступающих от нихкоманд, запросов и сообщений. То же самое относится к внешним программнымкомплексам.Функциональные возможности и уровень интеллектуализации системыуправления в целом могут быть довольно существенно расширены и развиты засчет организации взаимодействия интеллектуальной управляющей системы свходящими в состав базы знаний Б34 внешними экспертными системами (ЭС) испециализированными процедурами оптимального выбора и принятия решений.В рамках имеющейся логико-динамической модели процессауправления система самостоятельно принимает решения по компенсацииобнаруживаемых отклонений от целевой траектории и формирует управляющиевоздействия, переводящие объекты в очередные целевые состояния.
Привозникновении сложных аномальных явлений и ситуаций или невозможностидостижения целевых состояний собственными средствами управляющаясистема обращается к внешней дедуктивной ЭС с требованием разобраться вситуации и выдать диагноз или рекомендовать соответствующие меры понормализации состояния предметной области. В результате ЭС либо выдаетдиагностические оценки ситуаций и решений, либо обнаруживает, чтоимеющихся данных недостаточно для заключения и формирует команду стребованием получения недостающей информации. С этого моментауправляющая система начинает работать под управлением ЭС. В ходе ихсовместной работы могут возникнуть ситуации, в которых будет существоватьцелое множество допустимых альтернативных решений.
Например, впроизводственных системах это могут быть решения о перераспределениипартий деталей между оборудованием и восстановлении хода производства, атакже другие решения, связанные альтернативным использованиемраспределяемых ресурсов, что в итоге обусловливает необходимость поискаоптимального варианта управления. С этой целью в состав интеллектуальнойсистемы управления включены специализированные процедуры оптимальноговыбора и принятия решений. Особо рациональным представляется здесьиспользование процедур поиска оптимальных решений по Парето в условияхмногокритериальных задач с обращением к лицу, принимающему решения(ЛПР).Базовые инвариантные программно-информационные средстваинтеллектуальной системы управления.В качестве базовой программной платформы рассмотреннойинтеллектуальной управляющей системы используется динамическаяпродукционная управляющая система реального времени ПРОДУС-85 [96-99].Инвариантность системы подтверждается следующими свойствами:-дает возможность изменять состав, структуру и состояниеобъектов;позволяет расширять правила, законы, алгоритмы управления,контроля, мониторинга для заданного комплекса дискретныхраспределенных объектов;позволяет дополнять, развивать и модифицировать прикладныефункции управления, контроля, мониторинга в процессеэксплуатации без перепрограммирования.Внутренняя организация системы и технология создания в ее средеконкретных прикладных систем основана на использовании методологии имоделей искусственного интеллекта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
