Інтелектуальні моделі системи підтримки прийняття рішень при автоматизованому управлінні процесом гідротранспортування

Результати:

При математичному моделюванні роботи відцентрового насоса для гідросуміші розроблена лінгвістична база знань, у якій здійснюється нечітка формалізація експертної інформації. Такий підхід забезпечує отримання математичного опису в умовах неможливості визначення кількісних характеристик роботи насоса.

Розроблена математична модель струминного насосу для гідросуміші з використанням алгебри нечітких чисел, в якій, на відміну від відомих раніше моделей, реалізується математичне урахування неточностей, що обумовлені необхідністю введення емпіричних коефіцієнтів.

Синтезовані математичні моделі руху полідисперсної гідросуміші в напірному трубопроводі на основі штучних нейронних мереж, які забезпечують обробку неповних даних, урахування присутності у трубопроводі повітря та можуть використовуватися для ідентифікації режимів руху гідросуміші.

Практичне значення отриманих результатів.

розроблені математичні моделі об’єктів гідротранспортної системи дозволяють визначити основні характеристики технологічного процесу гідротранспортування та особливості функціонування окремих ланок гідротранспорту в умовах дефіциту апріорної та експериментальної інформації;

отримані моделі є основою створення системи підтримки прийняття рішень при оперативному управлінні технологічним процесом гідротранспортування багатофазних середовищ в умовах гірничих підприємств;

математичні засоби, алгоритми та програмне забезпечення для моделювання та ідентифікації параметрів гідротранспортних систем використано при експлуатації, проектуванні та реконструкції гідротранспортних систем.

Практичне значення роботи підтверджується впровадженням отриманих результатів в умовах Вільногірського державного гірничо-металургійного комбінату (м. Вільногірськ, Україна) ; використанням результатів роботи Інститутом геотехнічної механіки НАН України та Науково-дослідним інститутом автоматизації чорної металургії; а також в учбовому процесі Національного гірничого університету.

Особистий внесок здобувача. Авторка самостійно сформулювала задачі досліджень та наукові положення, виконала теоретичні розробки, брала безпосередню участь у виконанні експериментів та досліджень у виробничих умовах.

Апробація результатів дисертаційної роботи. Апробація основних положень та результатів, що представлені у дисертаційній роботі, здійснена на Міжнародній науково-методичній конференції “Комп’ютерне моделювання” (м. Дніпродзержинськ, 2001), 1-й Всеукраїнській науково-технічній конференції аспірантів та студентів “Автоматизація технологічних об’єктів та процесів. Пошук молодих” (м. Донецьк, 2001), Міжнародній науково-технічній конференції “Комп’ютерні технології в науці, освіті та промисловості” (м. Дніпропетровськ, 2001), 3-й Міжнародній науково-практичній конференції студентів, аспірантів та молодих вчених “Системний аналіз та інформаційні технології” (м. Київ, 2001), 4-й Міжнародній конференції з математичного моделювання МКММ-2001 (м. Херсон), 6-й Міжнародній конференції “Контроль та управління у складних системах” КУСС-2001 (м. Вінниця), науковому семінарі “Проблеми управління та інформатики” (м. Дніпропетровськ, 2001), 6-му Міжнародному молодіжному форумі “Радіоелектроніка та молодь у XXI ст. ” (м. Харків, 2002), 2-й Міжнародній науково-технічній конференції аспірантів та студентів “Автоматизація технологічних об’єктів та процесів. Пошук молодих” (м. Донецьк, 2002).

Публікації. За результатами наукових досліджень опубліковано 16 друкованих праць (із них 5 без співавторів), у тому числі 10 статей у фахових виданнях, 6 – у збірниках праць наукових конференцій.

Структура дисертаційної роботи. Обсяг дисертації складає 140 сторінок друкованого тексту. Дисертація складається з вступу, чотирьох розділів основного тексту, висновків та 6 додатків. Містить 46 ілюстрацій, 3 таблиці, перелік використаних джерел з 104 найменувань.

 

 

У вступі обґрунтована актуальність теми досліджень, наведений її зв’язок із науковою програмою; сформульовані мета та задачі дослідження; викладені наукові положення; розкриті наукова новизна та практична цінність отриманих результатів; відображений рівень апробації результатів, кількість публікацій та особистий внесок здобувача.

Перший розділ охоплює питання аналізу технології гідравлічного транспортування багатофазних середовищ у гірничий галузі промисловості, сучасних засобів автоматичного управління гідротранспортними системами. У ньому також представлені основні підходи до математичного опису функціонування технологічних об’єктів гідротранспорту.

Виявлено, що існуючі засоби математичного опису функціонування гідротранспортних систем можна умовно поділити на два класи: теоретичні та емпіричні. При цьому характерно, що теоретичні моделі містять значну кількість ідеалізацій і припущень, вони громіздкі та потребують великі обсяги апріорної та кількісної інформації о функціонуванні технологічних об’єктів. На практиці знайшли розповсюдження емпіричні та полуемпіричні методи математичного опису, що використовують експериментальні дані та знання спеціалістів-експертів. Головним недоліком цих методів є жорсткий зв’язок із конкретними технологічними умовами та неточність в емпіричних розрахунках та моделях, яку важко оцінити звичайними математичними методами.

У першому розділі також зроблений аналіз існуючих засобів автоматизації гідротранспортних систем, розкрито їх переваги та недоліки. Наведені основні вимоги, що ставляться до систем автоматизованого управління гідротранспортом. На основі здійсненого аналізу методів математичного опису та засобів автоматизованого управління технологічним процесом гідротранспортування сформульовані мета та основні задачі дослідження.

Другий розділ присвячений створенню та дослідженню моделей двох видів насосів для перекачування гідросуміші.

Модель відцентрового насоса заснована на нечіткій базі знань, що синтезована при використанні експертного досвіду та результатів експериментальних досліджень. Для математичної формалізації експертної інформації впроваджена теорія нечітких множин. При цьому вхідні та вихідний параметри моделі насоса описуються за допомогою лінгвістичних змінних.

В основі бази знань знаходиться набір вербальних висловлювань експерта, що виражені у формі умовних логічних продукцій. Наприклад, логічне висловлювання “якщо щільність гідросуміші велика та при цьому витрата гідросуміші дуже велика, то насос повинен розвивати на виході середній напір” може бути записано так: якщо “щільність гідросуміші”=В та “витрата гідросуміші”=ДВ, то “напір”=С.

Набір логічних