Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Синтез оптимальної технічної структури системи управління



Передбачається, що технічна структура (ТС) оптимальна, коли:

- реалізує набір формалізованих функцій F, які забезпечують досягнення системою заданої мети QT (Т – для технологічного об’єкта);

- сукупність показників якості E – найкраща з можливих і її не можна покращити.

Другими словами: повинні забезпечуватись функціональні можливості системи та необхідні показники якості. Вид ТС (централізована, розподілена) визначається оцінкою якості можливих варіантів ТС.

Допустимо: в результаті структурного аналізу ТОУ відомі:

- функціональна структура СУ

W (F, U) (9.3)

- сукупність з e частинних критеріїв та область їх визначення к0.

Задача має велику розмірність, яку можна дещо скоротити за рахунок:

- зведення задачі синтеза ТС СУ до m задач синтезу структури функціональних підсистем та їх наступного агрегування в систему;

- використання початкової бази даних у вигляді масиву (банка, таблиці) типових маршрутів М(х,у).

Тут можуть бути різні підходи, але виділяються три етапи:

= визначення типу мікропроцесорних засобів та ЕОМ;

= визначення структури функціональних підсистем;

= визначення ТС системи на основі відомих підсистем.

Головне: вибір найкращого рішення (альтернативи) – багато-критеріальна задача з використанням сукупності частинних критеріїв та певної процедури прийняття рішень

На рис.9.1 показана декомпозиція цільової функції:

0 рівень – виділення цільової функції для процесу функціонування СУ;

1 рівень – декомпозиція цільової функції за стадіями життєвого циклу:

1 - розробка ТЗ; 2 – розробка документації; 3 – впровадження; 4 – експлуатація.

2 рівень – декомпозиція отриманої підмети на етапі розробки структур:

1 – функціональної; 2 – технічної; 3 – інформаційної; 4 - алгоритмічної; 5 – програмної; 6 – організаційної.

3 рівень – декомпозиція отриманої підмети при розробці ТС для забезпечення:

1 – функціональних можливостей; 2 – якості функціонування; 3 – ресурсів.

4 рівень – формування цілей нижнього рівня і виявлення сукупності факторів, найбільш суттєвих для функціонування СУ.

Використовувані критерії при синтезі ТС повинні:

- бути повними та охоплювати всі суттєві фактори, які впливають на поведінку системи;

- розкладатись, для спрощення процесу прийняття рішень, на етапи;

- не бути надлишковими, щоб розмірність задачі не збільшувалась;

- не дублювати різних аспектів поведінки системи.

Частинними критеріями можуть, наприклад, бути:

стадія розробки документації:

1- якість загальносистемного програмного забезпечення; 2 – якість методичного забезпечення; 3 – зручність замовлення технічних засобів; 4 – різноманітність номенклатури технічних засобів; 5 – досвід проектування СУ на конкретній техніці;

стадія впровадження:

6 – вартість технічних засобів; 7 – затрати на впровадження.

стадія експлуатації:

8 –надійність; 9 – вартість експлуатації; 10 – живучість; 11 – трудоємкість управління; 12 – напруженість праці оператора; 13 – час реакції; 14 – перешкодостійкість; 15 – точність управління; 16 – якість сервісу; 17 – зручність експлуатації.

 

 
 


0 рівень

 

1 рівень

 

 

2 рівень

 

3 рівень

 

 

........................................ 4 рівень

 

 

Рис.9.1. Дерево декомпозиції цільової функції системи з виділенням підцілей нижнього рівня

 

Проблема: частина критеріїв задається кількісно (час реакції, вартість системи, затрати на впровадження), інші – якісно (лінгвістичні змінні) – якість видів забезпечення, сервісу, зручність і т.д. В літературі наведено дані, що процес прийняття рішень не супроводжується помилками, коли для оцінки альтернатив використовується не більше 7-ми критеріїв. При більшій їх кількості вони використовуються на різних стадіях.

При створенні ТС СУ невизначеності викликані:

= поведінкою середовища, в якому буде функціонувати система;

=обмеженнями, пов’язаними з технічними характерис-тиками ТЗ та ПЗ;

= недостатнім досвідом та значенням факторів, які впливають на якість СУ.

Використовуються такі процедури синтезу. Процедура формування варіантів використання обчислювальної техніки. Основа – аналіз функцій f ÎF та можливості їх реалізації на основі сучасної техніки.

Вибір найкращої альтернативи – на основі критеріїв k1-k7 та використання їх згорток.

Синтез структури функціональних підсистем.

Для кожної пари Х,У (х ÎХ, у ÎУ), виділяється типовий маршрут, який забезпечує перетворення Х в У (m(х,у) Î М(Х,У)). З однотипних маршрутів формується a варіантів кожної з m функціональних підсистем

Gia(Vi , Bi) = mjk(x , y) (9.4)

k=1,...k; j=1,...h; i=1,...m; a=1,... a

Основа – критерії k8-k11.

Синтез структури системи (ССС). З виділених моделей підсистем шляхом агрегування синтезуються можливі варіанти структури системи (централізована, територіально чи функціонально розподілена, комбінована...)

Gg (Vg, Bg)= Gij (Vij, Bij) (9.5)

ш=1,...m; j=1,... a; g=1,...g

Основа – критерії k12-k17.

Якщо ні один з варіантів не відповідає поставленим вимогам, то здійснюється перехід в початок (при ki Ïk0).

Оптимізація технічної структури АТК на графових моделях. Формально оптимізація – вироблення та реалізація множини стратегій R (способів дій розробників АСУТП), які визначаються множиною алгоритмів Ra= {r1,r2...} процедур проектування для досягнення цільо-вої функції Q. Реалізація цих стратегій приводить до декомпозиції ТС об’єкта та АСУТП і утворення нових структур з урахуванням множини функцій F та оцінок E, які програмують життєвий цикл АТК.

Для ТК:

Г (М,А)

R1: М´А´F´E1® Гіі, Аі)

R2: Мі´ Аі´Е2® (9.6)

R1, R2 Ì R; Е1, E2ÌE, і=1, ...m,

де: - конденсація графа; m – число функцій, які реалі-зуються системою.

Для АСУТП:

G(V,В) (9.7)

R3: V´B´E3´F® Gі (Vі, Bі)

R4: Vі´ Bі´Е4® (9.8)

R3, R4 Ì R; Е3, E4 Ì E, і=1, ...m,

де: - укрупнений орграф ТС СУ, конденсація орграфа G(V, B).

На основі виразів (9.6) і (9.8) задача синтезу оптимальної ТС СУ зводиться до визначення сукупності множин:

< М, А,V, В, F, Е> (9.9)

та пошуку єдиного рішення в багатовимірному просторі вибору

М – множина технологічних елементів;

А – множина зв’язків між ними;

V – множина функціональних елементів СУ;

В - множина зв’язків між ними;

F – множина функцій СУ;

Е – оцінки життєвого циклу АТК

Тоді орграф ТС АТК можна привести до виду:

О (J, Q) = (9.10)

Г f

Відносно стратегій R:

R1 повинна забезпечувати за допомогою множини оцінок E1 виділення в ТК m технологічних підсистем, за допомогою яких через множину F реалізується функція ;

R2 повинна забезпечити за допомогою множини оцінок Е2 компоновку такої струкутри ТОУ з m технологічних підсистем, яка б найкраще відповідала , Е3, Е4;

R3 – вибір найкращого типу елементів для m підсистем СУ та їх оптимальну конструктивну і логічну компоновку з урахуванням множини оцінок Е3;

R4 ® синтез оптимальної ТС СУ з урахуванням m підсистем та множини оцінок Е4.

Поставлена задача має велику розмірність, відноситься до багатоцільової (векторної) оптимізації в умовах невизначеності (нечіткості) оцінок Е. Ця задача відноситься до комбінаторних з дискретними змінними.

Один з шляхів розв’язання – це прийняття ряду припущень, а саме:

= реалізуємі функції складаються із задач, що розв’язуються на основі уніфікованих алгоритмів, для яких відомі основні технічні характеристики (час роботи, об’єм пам’яті, число вхідних і вихідних параметрів і т.д.);

= кожна з підсистем ТОУ (ТК) має свої критерії, моделі, а в сукупності підсистеми реалізують задану мету управління;

= часто зручно приймати, що кожна з m функцій реалізується своєю функціональною підсистемою.

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.