Інтелектуальні моделі системи підтримки прийняття рішень при автоматизованому управлінні процесом гідротранспортування

 

 

Глухова Н. В., Горобец В. И., Корсун В. И. Нечеткая модель струйного аппарата, используемого в гидротранспортных системах // Науковий вісник Національної гірничої академії України. -2000. -№5. -С. 48-50.

Глухова Н. В. Альтернативы энергосбережения для гидротранспортных систем // Науковий вісник Національної гірничої академії України. -2001. -№1. -С. 37-41.

Горобец В. И., Глухова Н. В. Оптимизация параметров и управление объектами гидротранспортной системы // Сб. научн. тр. НГАУ. – 2001. – №11, том 2. – С. 144-147.

Глухова Н. В., Корсун В. И. Синтез интеллектуальных моделей объектов гидротранспорта // Системні технології: Зб. наук. пр. – Дніпропетровськ. : ДНВП “Системні технології”, 2001. – № 3 (14). – С. 137-139.

Глухова Н. В., Корсун В. И. Моделирование гидротранспортной системы на основе искусственных нейронных сетей // Вестник Херсонского гос. тех. ун-та. – 2001. – №3 (12). – С. 82-85.

Обоснование целесообразности использования струйных аппаратов для гидротранспортной системы / В. И. Горобец, А. М. Сокил, Н. В. Глухова, В. Д. Шурыгин // Збагачення корисних копалин. – 2001. – №11 (52). – С. 100-104.

Глухова Н. В., Корсун В. И. Нечеткая модель напорного устройства гидротранспортной системы // Адаптивні системи автоматичного управління. – Дніпропетровськ: Системні технології. – 2000. – Вип. 3 (23). – С. 61-65.

Глухова Н. В., Корсун В. И. Нейросетевой и нечеткий подходы к построению экспертных систем управления гидротранспортом // Вибрации в технике и технологиях. – 2001. – №3 (19). – С. 68-70.

Глухова Н. В., Корсун В. И. Нечеткий гидравлический расчет напорного трубопровода // Адаптивні системи автоматичного управління. – Дніпропетровськ: Системні технології. – 2001. – Вип. 4 (24). – С. 115-117.

10. Горобец В. И., Глухова Н. В. Интеллектуальная идентификация и анализ устойчивости режимов работы гидротранспорта // Збагачення корисних копалин. – 2002. – №14 (55). – С. 23-27.

Глухова Н. В. Синтез нечетких моделей напорных устройств гидротранспортной системы // Труды Всеукраинской конф. “Автоматизация технологических объектов и процессов. Поиск молодых”. – Донецк: ДГТУ. – 2001. – С. 69-71.

Глухова Н. В. Нейросетевое моделирование объектов гидротранспорта в экспертной системе поддержки принятия решений //Тези доп. Міжнародн. конф. “Системний аналіз та інформаційні технології”. – Ч. 1. – К. : НТУУ “КПІ”. – 2001. – С. 32-34.

Корсун В. І., Глухова Н. В. Нейромережний та нечіткий підходи до побудови експертних систем керування гідротранспортом // Тези доп. Міжнародн. конф. “Контроль і управління в складних системах” (КУСС-2001). – Вінниця: ВДТУ. – 2001. – С. 243.

Глухова Н. В., Корсун В. И. Построение моделей объектов гидротранспорта на основе нечеткой логики и нейронных сетей // Тез. доп. Міждерж. наук. -метод. конф. “Комп’ютерне моделювання”. – Дніпродзержинськ: ДДТУ. – 2001. – С. 63-64.

Глухова Н. В. Поддержка принятия решений по управлению напорным гидротранспортом // Сб. научн. тр. 6-го Международн. молодежн. форума “Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке”. – Ч. 2. – Харьков: ХНУРЭ. – 2002. – С. 22-23.

Глухова Н. В. Гидравлический расчет напорного трубопровода с использованием нечетких чисел (L-R) – типа // Сб. научн. тр. 2-й Междунар. конф. “Автоматизация технологических объектов и процессов. Поиск молодых”. – Донецк: ДНТУ. – 2002. – С. 50-52.

Особистий внесок здобувача. У роботах [1, 3, 6] авторкою розглянуті проблеми використання струминних апаратів для гідротранспорту, синтезована та досліджена модель струминного насоса для гідросуміші з використанням нечітких чисел.

У роботі [4] здобувачка обґрунтувала використання інтелектуальних моделей для математичного опису функціонування об’єктів гідротранспортної системи. У роботах [5, 12, 14] авторкою синтезована модель напірного трубопроводу на основі штучних нейронних мереж. Створення нечіткої моделі відцентрового насоса для гідросуміші представлено авторкою у роботах [4, 7, 11].

Використання розроблених авторкою нечітких та нейромережевих моделей у системі підтримки прийняття рішень при автоматизованому управлінні гідротранспортом наведено у роботах [8, 10, 12, 13, 15]. Запропонована здобувачкою методика нечіткого гідравлічного розрахунку показана у роботах [9, 16].

 

 

Глухова Н. В. Інтелектуальні моделі системи підтримки прийняття рішень при автоматизованому управлінні процесом гідротранспортування. – Рукопис.

Дисертаційна робота на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05. 13. 07 – Автоматизація технологічних процесів. – Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2002.

Дисертація присвячена розробці математичного та програмного забезпечення інтелектуальної системи підтримки прийняття рішень. У роботі побудовані нечіткі математичні моделі відцентрового та струминного насосів гідротранспортної системи, які використовують експертне знання та емпіричні дані, що забезпечує працездатність моделей в умовах апріорної невизначеності та відсутності експериментальних досліджень. Синтезовані математичні моделі руху гідросуміші у напірному трубопроводі шляхом навчання штучних нейронних мереж на основі експериментальних даних. Запропонований нечіткий підхід до виконання розрахунку гідравлічних параметрів напірного транспортування, який дозволяє введення і формалізацію експертних та емпіричних даних. Із застосуванням нечітких та нейромережевих моделей удосконалений існуючий метод аналізу стійкості гідротранспортної системи. Розроблений блок підтримки прийняття рішень при оперативному управлінні процесом. Створено відповідне алгоритмічне та програмне забезпечення виконаних розробок. Запропонована структура системи підтримки прийняття рішень, що використовує розроблені засоби моделювання, розрахунків, ідентифікації та підтримки рішень.

Ключові слова: технологічний процес гідротранспортування, трубопровідна система, автоматизація гідротранспорту, інтелектуальні моделі, експертне знання, система підтримки прийняття рішень.

 

 

Глухова Н. В. Интеллектуальные модели системы поддержки принятия решений при автоматизированном управлении процессом гидротранспортирования. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05. 13. 07 – Автоматизация технологических процессов. – Национальный горный университет, Днепропетровск, 2002.

Диссертация посвящена разработке математического и программного обеспечения интеллектуальной системы поддержки принятия решений для управления технологическим процессом напорного гидротранспорта.

В работе выполнен анализ современной технологии гидравлического транспорта полезных ископаемых в отрасли горной промышленности. Выявлены основные проблемы, возникающие при автоматизации гидротранспортных систем в условиях рудников, шахт и обогатительных фабрик. Рассмотрены основные методы, применяющиеся при математическом описании процессов движения и преобразования гидросмесей.

В рамках диссертации разработаны нечеткие математические модели центробежного и струйного насосов для гидросмесей. В основу нечеткой модели центробежного насоса для гидросмеси положена лингвистическая база знаний, содержащая нечеткие логические правила работы насоса. При создании модели струйного насоса с использованием теории нечетких множеств и алгебры нечетких чисел выполнен математический учет неточностей в модели, вызванных необходимостью применения эмпирических зависимостей, коэффициентов и экспертных рекомендаций. Алгебраические операции над нечеткими параметрами математической модели струйного насоса реализованы согласно принципу обобщения и путем представления их в виде нечетких чисел (L-R) -типа с выполнением соответствующих правил вычислений.

Преимуществом представленных нечетких моделей является возможность их построения в условиях неопределенности и дефицита числовых экспериментальных данных, поскольку модели предусматривают использование и математическую формализацию данных качественного характера в виде экспертных знаний и приближенных эмпирических зависимостей.

Для возможности введения и формализации эмпирических рекомендаций при выполнении расчета гидравлических параметров напорного трубопровода применялся аппарат нечетких чисел.

Синтезированы математические модели движения полидисперсной гидросмеси в напорном трубопроводе на основе искусственных нейронных сетей, которые обучаются на экспериментальных данных, зарегистрированных на реальном объекте управления. Для моделирования движения гидросмеси была выбрана многослойная нейронная сеть прямого распространения сигналов. Рассмотрено создание нескольких нейросетевых моделей различной сложности, отвечающих задачам контроля и управления карьерным гидротранспортом. Работоспособность нейронных сетей проверялась путем тестирования. Преимуществом нейросетевых моделей для решения поставленной задачи является их способность аппроксимировать нелинейные функциональные зависимости, характерные для процессов гидротранспорта полидисперсной гидросмеси, самообучение на реальных данных и учет присутствия в трубопроводе свободного воздуха.

Усовершенствован существующий метод анализа устойчивости гидротранспортной системы путем применения разработанных нечетких и нейросетевых моделей объектов гидротранспорта. Преимуществом такого подхода является возможность одновременного использования экспертных знаний и предпочтений, накопленных в нечетких моделях, и оперативной информации в нейронных сетях.

Разработан блок поддержки принятия решений при управлении процессом пульпоприготовления на входе гидротранспортной системы, позволяющий повысить эффективность принятия решений по заданию управляющих воздействий оператором гидромонитора. Блок основан на совокупности продукционных логических правил, содержащих экспертные знания.

Предложена структура и механизм функционирования интеллектуальной системы поддержки принятия решений, использующей разработанные в диссертации средства моделирования, идентификации, расчета и поддержки принятия решений.

Ключевые слова: технологический процесс гидротранспортирования, трубопроводная система, автоматизация гидротранспорта, интеллектуальные модели, экспертные знания, система поддержки принятия решений.

 

 

Glukhova N. V. Decision support system intellectual models in automated control of hydrotransportation process. – Manuscript.

The thesis presented for a candidate degree of engineering science on a speciality 05. 13. 07 – Technological process automation. – National Mining University, Dnepropetrovsk, 2002.

The thesis is focused on development of intellectual decision support system mathematical bases and software. Indistinct mathematical models of hydrotransport system’s centrifugal and jet pumps are constructed in this work applying expert knowledge and empirical data, that provides models serviceability in conditions of uncertainty and experimental researches absence. The mathematical models of hydromix movement in the pressure head pipeline are synthesised by training artificial neural networks on the basis of experimental data. The fuzzy method of hydraulic transportation parameters computing is offered which allows input and formalisation both of the expert and empirical data. The existing method of hydrotransport system stability analysis is advanced using fuzzy and neural models. The decision support block for operative management of a hydromix preparation process is developed. The software of the control system is developed. The structure of the system is offered applying developed methods.

Key words: hydrotransportation technological process, pipeline system, hydrotransport automation, intellectual models, expert knowledge, decision support system.