Статті
Постійне посилання колекціїhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7522
Переглянути
36 результатів
Результати пошуку
Документ Технічні аспекти інтеграції відкритих онтологічних баз знань із сучасними автоматизованими системами управління(2021) Луцька, Наталія Миколаївна; Власенко, Лідія Олександрівна; Пупена, Олександр МиколайовичДокумент Проблема забезпечення стійкості інтелектуальних систем керування технологічними об’єктами(2019) Ладанюк, Анатолій Петрович; Власенко, Лідія Олександрівна; Луцька, Наталія Миколаївна; Смітюх, Ярослав ВолодимировичУ статті розглянуто інтелектуальні системи керування (ІСК) технологічними об ’єктами (процесами, агрегатами, комплексами), які мають ряд суттєвих особливостей з точки зору автоматизації, що об’єктивно дає змогу виділити їх в один клас. Виконано аналіз структур ІСК з логічними регуляторами, доведено важливість об’єктивних оцінок стійкості та якості процесів керування технологічними об ’єктами. Показано, що сучасні ІСК — це великі складні системи з ієрархічною структурою, побудовані на основі таких основних інтелектуальних технологій, як штучні нейронні мережі, генетичні алгоритми, нечітка логіка, методи діагностики та прогнозування, асоціативна пам’ять тощо, де особлива увага приділяється «неруйнуванню нижнього рівня» при їх побудові. При цьому до них висуваються вимоги, характерні для великих складних систем, а також додаткові, зокрема, специфічні вимоги щодо їх функціонування в різних ситуаціях та умовах (залежно від технологічного об’єкта) врахування різних видів невизначеностей, недостатності або надлишковості інформації тощо. Однією з головних вимог, окрім вищезазначених, є вимога стійкості ІСК. Стійкість традиційних САР — відома і добре досліджена проблема, а для інтелектуальних систем ця характеристика, особливо методи її визначення, знаходяться в стадії дослідження та на піці розроблення. Розглядаються і наводяться варіанти найбільш відомих підходів визначення стійкості для різних типів ІСК. Показано, як змінюється методика визначення стійкості при використанні нечітких регуляторів у системах з різними додатковими характеристиками. Так, для суттєво нелінійних об ’єктів із статистичними невизначеностями та невизначеностями, що виникають у математичних моделях, недоцільно використовувати класичні критерії стійкості Михайлова, Рауса-Гурвіца та Найквіста; для нелінійних об ’єктів з параметричною невизначеністю та адитивним керуванням можливе використання критерію Найквіста з додоатковим виділенням областей на комплексній площині, а для нейромережевої системи — теорема про малий коефіцієнт підсилення.Документ Розробка методики ідентифікації математичних моделей технологічних об’єктів з невизначеностями(2019) Луцька, Наталія МиколаївнаУ роботі запропоновано дві методики ідентифікації математичних моделей з інтервальними невизначеностями: емпіричний та з використанням рандомізації. Методика побудована на поетапних процедурах, що включають проведення експерименту, ідентифікацію параметрів в номінальному режимі, а також ідентифікацію інтервальної невизначеності параметрів математичної моделі. Застосування методів рандомізації, зокрема бутстрепу та «Складального ножа» на етапі ідентифікації номінальної моделі та інтервальної невизначеності дозволяє зменшити кількість та час проведених експериментів, а також підвищить точність отриманих оцінок. Перевагами обох методик є простота та інтуїтивна зрозумілість отриманих рішень.Документ Дослідження робастно-оптимальних систем керування багатозв’язними технологічними об’єктами(2018) Луцька, Наталія Миколаївна; Ладанюк, Анатолій ПетровичВ результаті отримана структура робастно-оптимального регулятора, що складається з компенсатора та локальних PID-регуляторів, параметри яких розраховуються при оптимізації Н∞-норми замкненої системи. Порівняння запропонованої системи з іншими системами шляхом моделювання підтвердило ефективність робастно-оптимальної багатовимірної системи, зокрема підвищується якість системи та розмах невизначеності, при якому система зберігає стійкість. Розроблена система керування зберігає стійкість у всьому діапазоні невизначеності об’єкта, однак в номінальному режимі якість системи дещо гірша, ніж в традиційних системах керування. Це пояснюється грубими налаштуваннями системи, якими володіють робастно-оптимальні системи. Усунення остатнього недоліку і є перспективою подальших досліджень.Документ Розширення функціональних можливостей автоматизованих систем керування технологічними об’єктами(2016) Луцька, Наталія МиколаївнаЗапропоновано порівняльну характеристику сучасних методик синтезу систем керування для технологічних об’єктів з невизначеностями. Розглянуто основні характеристики методів розробки робастно-оптимальних регуляторів,їх переваги та недоліки, а саме: Loopshaping, 2-Ріккаті підхід,µ-синтез, LMI-підхід, а також оптимізаційний метод негладкого синтезу. Подано передатні функції робастних регуляторів, параметри та структура яких синтезовані за критерієм мінімуму Н∞-норми замкненої системи. Наведено структуру системи керування, за якою проведено моделювання систем з різними робастними регуляторами, а також розраховано показники якості та стійкості систем на всьому діапазоні невизначеності. Найкращі показники виявилися у системи з регулятором, що розрахований за алгоритмом µ-синтезу, однак порядок регулятора набагато вищий за порядок об’єкта. Найменшу область невизначеності, за якої система зберігає стійкість, виявлено в системі з PID-регулятором, параметри якого розраховані за алгоритмом негладкого синтезу.Документ Комплексування методів теорії керування в системах автоматизації технологічних об’єктів. Частина 2. Приклади(2017) Ладанюк, Анатолій Петрович; Луцька, Наталія Миколаївна; Кишенько, Василь Дмитрович; Смітюх, Ярослав Володимирович; Шумигай, Дмитро АнатолійовичУ статті розглядаються приклади комплексного використання існуючих методів і принципів керування для отримання нових, більш досконалих систем, які мають властивості емерджентності та дають змогу збільшити ефективність функціонування складних технологічних комплексів. Наводяться приклади комплексування робастного та предиктивного регуляторів, нечітких і нейромережевих систем, ситуаційного та координаційного керування, аналітичних і синергетичних методів. Новостворені системи керування завдяки своїм новим властивостям, які неможливо отримати при тривіальному використанні обох методів, обраних для комплексування, забезпечують якісне й ефективне керування складних об ’єктів, для яких стандартні системи керування не можуть гарантувати необхідної точності за умови енегро- та ресурсоефективності. The paper gives the examples of synthesis of existing methods and principles of control to get new, more sophisticated systems that have emergent properties and increase the efficiency of complex technological systems. Authors proposed combination of robust and predictive controllers, fuzzy and neural systems, situational control and coordination, synergy and analytical methods. New control systems because of their new properties, that can not be obtained by trivial use both methods chosen for complexation, provide qualitative and efficient control of complex plants for which the standard control system can not guarantee the required accuracy.Документ Енергоефективність робастно-оптимальних систем керування технологічними об’є ктами(2018) Луцька, Наталія МиколаївнаУ статті досліджується енергоефективність робастно-оптимальних систем керування для технологічних об ’єктів неперервного типу в динамічному режимі, що працюють в умовах суттєвих невизначеностей. Енергоефективність системи керування безпосередньо залежить від компромісу між якістю та енерговитратами, який на сьогодні покладений на проектанта системи автоматизації. Логічним вдосконаленням такої системи є побудова оптимізаційної задачі автоматичного вибору компромісу. Метою статті є розробка методики альтернативи вибору між енерговитратами та якістю системи керування, пристрій регулювання якої синтезується за критерієм Нх-норми замкненої системи в просторі змінних стану. Наведена загальна постановка задачі робастно-оптимального синтезу керуючого пристрою в просторі змінних стану, в математичну модель об’єкта якої введені вагові параметри. Останні задаються як дійсні числа, коефіцієнти заданих стійких дробово-раціональних передавальних функцій або множина дробово-раціональних передавальних функцій. Сформовані три критерії енергоефективності на основі введених вагових параметрів, що визначають компроміс між якістю й енергозбереженням системи. Два з нихзведені до однокритеріальної задачі оптимізації з обмеженнями та один — до двокритеріальної задачі на основі стабільно-ефективного компромісу. Приведені підходи до розв ’язку таких задач.Документ Автоматизовані технологічні комплекси: сучасні методи, задачі аналізу та синтезу. Частина 2. Приклади реалізації і проблема технологічних ризиків(2020) Ладанюк, Анатолій Петрович; Власенко, Лідія Олександрівна; Луцька, Наталія Миколаївна; Смітюх, Ярослав Володимирович; Бойко, Регіна ОлегівнаПропонована стаття є завершенням дослідження ефективності функціонування сучасних технологічних комплексів (ТК). У першій частині проведено аналіз проблеми, здійснено порівняння традиційних і сучасних підходів до розробки автоматизованих технологічних комплексів (АТК) та зроблено висновки щодо доцільності використання сучасних підходів до побудови АТК У другій частині наведено результати оцінки ризиків, що існують під час функціонування АТК і негативно впливають на якість та ефективність його роботи. Для цього на початковому етапі наведено коротку класифікацію існуючих ризиків і подано їхню коротку оцінку. Основне дослідження направлене на підвищення ефективності роботи АТК при дії виробничих ризиків, оскільки їхній вплив безпосередньо формує відхилення від оптимального (обраного чи розрахованого) технологічного регламенту, що знижує продуктивність ТК та якість продукції, суттєво погіршує значення техніко-економічних показників. Розраховано ефективність, взаємозв ’язки та взаємовпливи між такими показниками функціонування АТК: ефективність, керування, дійсне значення регульованої змінної та величина ризику. Запропоновано проводити оцінку останнього на основі прямої залежності величини ризику і стійкості системи автоматичного регулювання (CAP). Для проведення дослідів основними критеріями, що впливають на ефективність, обрано інтегральний квадратичний критерій і показник оцінки ризику Risk. Зокрема, в пункті статті «Проектування CAP на основі оцінки технологічних ризиків» наводяться результати моделювання у вигляді залежності між ефективністю, інтегральним квадратичним критерієм і ризиком. Отриманий результат є основою для функціонування блоку оптимізації інтелектуальної системи моніторингу якості CAP на основі оцінки ризиків, структурна схема якої наведена в статті. Проведені дослідження підтверджують доцільність обраного напряму і є підставою для подальшої роботи авторів над проектуванням та впровадженням ефективних систем керування на основі оцінки ризиків та інтелектуальних підходів. This article is a consummation of study of the effectiveness of modem technological complexes (TC). In the first part the problem, comparison of traditional and modem approaches to the development of automated technological complexes (ATC) were analyzed and conclusions about the feasibility of using modem approaches to the construction of ATC were made. The paper presents the results of risks that exist during the operation of the ATC and negative influence on the quality and efficiency of its functioning. For this, at the initial stage, a brief classification of existing risks and its brief assessment were given. The main study is aimed at improving efficiency of ATC under the action of production risks, as its impact directly forms deviations from an optimal (selected or calculated) technological regulations, which reduce productivity of TC and product quality, significantly worsens technical and economic indicators. The authors calculated efficiency, relationships and interactions between the following indicators of ATC operation: efficiency, management, actual value of the regulated variable and the magnitude of the risk. It was proposed to evaluate the latter on the basis of the direct dependence of the magnitude of risk and stability of the automatic control system (ACS). An integrated quadratic criterion and a risk assessment “Risk” indicator were chosen as the main criteria influencing the effectiveness of the experiments. In particular, the paragraph of the article “Design of ACS based on technological risk assessment” presents the results of modeling in the form of the dependence between efficiency, integrated quadratic criterion and risk. The obtained result is the basis for an operation of an optimization unit of an intelligent quality monitoring system of the ACS based on risk assessment, the structural scheme of which was given in the paper. The conducted researches confirm an expediency of the chosen direction and is the basis for the authors’ further work on the design and implementation of an effective management systems based on risk assessment and intelligent approaches.Документ Автоматизовані технологічні комплекси: сучасні методи, задачі аналізу та синтезу. Частина 1. Аналіз проблеми(2020) Ладанюк, Анатолій Петрович; Власенко, Лідія Олександрівна; Луцька, Наталія Миколаївна; Смітюх, Ярослав Володимирович; Бойко, Регіна ОлегівнаУ статті досліджено традиційні та сучасні підходи до розробки автоматизованих технологічних комплексів харчової промисловості, зокрема проаналізовано вимоги до системи, яка розробляється, що включають надійність, безпечність, чутливість і стійкість. Показано підходи до проектування системи, особливостями якого є багатовимірність, нелінійність і невизначеність умов функціонування. Визначено основні критерії синтезу ефективних автоматизованих технологічних комплексів і проаналізовано сучасні методи оптимізації цих критеріїв. Зазначено, що внаслідок багатокритеріальності та складності критерію необхідні нові методи для оперативної оптимізації виробництва: багатокрокової редукції розмірності, глобального пошуку за кривою Пеано, покриття прямокутного паралелепіпеда рівними кубами, глобального пошуку за допомогою стохастичного автомата тощо. Особливу увагу приділено формуванню узагальнених висновків щодо синтезу автоматизованих технологічних комплексів, що в загальному включають формування вимог, розробку альтернативних структур системи, оптимізацію параметрів обраної структури технологічного комплексу та перевірку розробленої системи. Окремо авторами вказується на необхідність і доцільність використання методів системної інженерії при проектуванні та створенні сучасних автоматизованих технологічних комплексів, що пов’язано з об’єктивною потребою враховувати велику кількість інформації для обробки, вимог до системи, умов і невизначеностей функціонування та ризиків, а також взаємозв’язки апаратних і програмних складових системи. Дослідження розділено на дві частини (дві статті): перша присвячена аналізу проблеми та визначенню сучасних підходів до розробки автоматизованих технологічних комплексів; друга — аналізу результатів розробки та впровадженню таких систем на конкретних харчових виробництвах. The article explores traditional and modem approaches of the development of automated technological complexes of food industry. Particulary, the requirements for the system under development, including reliability, security, sensitivity, and robustness, are analyzed. Approaches to the design of the system, which features are multidimensionality, non-linearity and uncertainty of operating conditions, are shown. The main criteria for the synthesis of efficient automated technological complexes are determined and the modem methods of optimization of these criteria are analyzed. It is noted that due to the multicriteria and complexity of the criterion, new methods are needed for the operational optimization of production, such as multi-step dimensionality reduction, global Peano’s curve search; coverage of rectangular parallelepiped equal cubes, global search using stochastic automaton and others. Particular attention is paid to the formation of generalized conclusions on the synthesis of automated technological complexes, which generally include formation of requirements, development of alternative structures of the system, optimization of the parameters of the selected structure of the technological complex and the verification of the developed system. Authors point out the necessity and expediency of using systems’ engineering methods in the design and creation of modem automated technological complexes, which is connected to the objective need to take into account a large amount of information for processing, system requirements, conditions and uncertainties of functioning and risks, as well as interconnections hardware and software components of the system. Research is divided into two parts (two articles): the first is devoted to the analysis of the problem and definition of modem approaches of the development of automated technological complexes; the second is about successful results of the development and implementation of such systems in specific food industries.Документ Розробка моделей системи керування бражної колони(2016) Луцька, Наталія Миколаївна; Гриценко, Надія ГеоргіївнаУ статті розглянуто бражну колону (БК), яка є складним, нестаціанарним, енергоємним і багатозв’язним об’єктом, тому актуальним завданням є створення системи керування, що ґрунтується на сучасних наукових підходах і структурі автоматизованої системи керування. Розроблено моделі підсистеми керування БК для контуру витрата пари та бражки–тиск низу колони, що мають лінійну структуру, відображають статику й динаміку процесів брагоректифікації. Оцінку значень параметрів моделі проводено відповідно до прийнятого критерію якості, що характеризує ступінь адекватності моделі об’єкта шляхом порівняння значень моделі та реальної системи. The distillation column was considered as a complex, nonstationary, energy-intensive and multiply object. The topical issue of creating a control system based on modern scientific approaches and automated control system structure has been shown. The developed models of distillation column control subsystem of steam and distiller flow rate loop — column bottom pressure have linear structure that reflects static and dynamic processes of distillation. The evaluation of model parameters was performed according to accepted criteria of quality characterizing the model adequacy of the object by comparing the values of the model and the real system.