автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Интеллектуальные системы управления технологическими процессами на основе многомерных чётких логических регуляторов

На правах рукописи

004606211 АНТИПИН Андрей Фёдорович

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ НА ОСНОВЕ МНОГОМЕРНЫХ ЧЁТКИХ ЛОГИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук £ / М|0Н ?010

Уфа-2010

004606211

Работа выполнена

на кафедре автоматизированных технологических и информационных систем ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущая организация

д-р техн. наук, проф. КАЯШЕВ Александр Игнатьевич

д-р техн. наук, проф. МУНАСЫПОВ Рустем Анварович,

проф. каф. технической кибернетики ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет»

канд. техн. наук, доц. ПОЛЯКОВА Лариса Юрьевна,

зав. каф. электроснабжения промышленных предприятий ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»

Государственное автономное научное учреждение «Институт прикладных исследований», г. Стерлитамак

Защита диссертации состоится 29 июня 2010 г. в 12-00 часов на заседании диссертационного совета Д-212.288.03 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу: 450000, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. К. Маркса, 12

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан 25 мая 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д-р техн. наук, проф.

В. В. Мироно

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. За последнее время в технологии автоматизации сложных объектов и процессов, имеющих важное народнохозяйственное значение (карбонизационные и дастилляционные колонны, паровые котлы, интеллектуальные роботы, летательные аппараты и т.д.), сложилась устойчивая тенденция к использованию одномерных логических (нечётких и с чёткими термами) регуляторов. Как правило, подобные объекты управления удаётся описать только вербально (словесно) и, к тому же, подавляющее большинство из них являются многомерными с взаимосвязанными регулируемыми параметрами. Принципиальный недостаток такого подхода состоит в автоматизации сложных многомерных систем с помощью сепаратных (автономных) регуляторов, выходы которых независимы по определению, т.е. реагируют исключительно на "свой" вход.

Кроме того, сложные многомерные системы характеризуются рядом Специфических особенностей, главной из которых является значительное взаимное влияние контуров регулирования при поддержании значений технологических параметров в требуемом диапазоне. Из сказанного, очевидно, что при разработке многомерных регуляторов основной проблемой являются перекрёстные связи. Задачей синтеза многомерной системы, в первую очередь, является компенсация взаимного влияния каналов регулирования, за счёт введения дополнительных компенсирующих связей.

Известно, что современные многомерные нечёткие и дискретно-логические регуляторы из-за большой погрешности и низкого быстродействия не позволяют с приемлемой точностью устранить взаимное влияние контуров регулирования. Особенно ярко это проявляется при управлении многомерными объектами, представленными в виде описания на естественном языке, то есть вербально.

Современные системы и инструментальные комплексы для программирования промышленных и ПК-основанных логических контроллеров и устройств интеллектуального управления, такие как TRACE MODE, SIMATIC STEP 7, TwidoSoft и др. не содержат специализированного инструментария, который бы позволил в полной мере реализовать или анализировать структуру многомерных нечётких и дискретно-логических регуляторов.

В своей работе автор опирался на труды Л. А. Заде, Е. А. Мамдани, В. В. Круг-лова, А. А. Ускова, А. В. Леоненкова, Н. П. Деменкова, Ш. Зильберштейна, Б. Г. Ильясова, В. И. Васильева, А. П. Верёвюша, А. Г. Лютова, Р. А. Мунасыпова и др., в которых достаточно полно освещены вопросы синтеза многомерных нечётких регуляторов, но многомерные логические регуляторы с чёткими термами для управления технологическими процессами не нашли должного отражения.

Приведённые доводы позволяют считать интеллектуальное управление технологическими процессами на основе многомерных чётких логических регуляторов с

компенсацией взаимного влияния контуров регулирования - актуальной научной задачей, решение которой позволит улучшить параметры данного вида регуляторов, а также существенно повысить качество управления технологическими процессами и объектами, описанными вербально.

Цель диссертационной работы состоит в разработке интеллектуальной системы управления (ИСУ), использующей многомерный чёткий логический регулятор (МЛР) для улучшения параметров управления вербально описанными технологическими процессами и объектами с взаимосвязанными регулируемыми параметрами, и на этой основе позволяющей повысить качество готовой продукции, а также снизить энергозатраты.

В работе поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Разработать интеллектуальную систему управления технологическим процессом на основе многомерного чёткого логического рыулятора, блок логического вывода (БЛВ) которого представлен в виде системы управляющих воздействий с механизмом формирования идентификационных номеров продукционных правил.

2. Разработать структуру системы продукционных правил МЛР, в которой, помимо регулирования значений технологических параметров, производится компенсация взаимного влияния контуров регулирования.

3. Разработать специализированный алгоритм интерпретации непрерывных физических величин эквивалентной совокупностью аргументов двузначной логики (STEPTIME) с целью увеличения быстродействия процессов фаззификации в МЛР.-

4. Разработать программное обеспечение системы автоматизированной разработки МЛР, инвариантной по отношению к языкам программирования промышленных и ПК-основанных контроллеров стандарта IEC 61131 -3. '

5. Разработать методику автоматизированной разработки интеллектуальной системы управления на основе МЛР и провести оценку её практической значимости для повышения показателей качества управления при автоматизации конкретных технологических процессов и производств.

Методы исследования. Для решения поставленных в диссертационной работе задач использовались методы теории управления, теории имитационного моделирования, элементы теории алгоритмов, двузначной логики, многомерных нечётких и дискретно-логических регуляторов.

Основные научные результаты, выносимые на защиту:

1. Интеллектуальная система управления на основе многомерного чёткого логического регулятора, в котором блок логического вывода представлен в виде системы управляющих воздействий с механизмом формирования идентификационных номеров продукционных правил.

2. Структура системы продукционных правил МЛР, состоящей из регулирующей и компенсирующей составляющих, обработка которых' производится в каждом цикле сканирования.

3. STEP-TIME алгоритм фаззификации непрерывных физических величин МЛР с возможностью выбора характера и порядка распределения чётких термов на универсальной числовой оси.

4. Программное обеспечение системы автоматизированной разработки МЛР, инвариантной по отношению к языкам программирования промышленных и ПК-основанных логических контроллеров, описанных в международном стандарте IEC 61131-3.

5. Методика автоматизированной разработки ИСУ на основе МЛР с компенсацией взаимного влияния контуров регулирования, и результаты оценки её практической значимости для повышения показателей качества управления сложными технологическими объектами и процессами.

Научная новизна результатов диссертационной работы:

1. Новизна интеллектуальной системы управления на основе многомерного чёткого логического регулятора заключается в представлении блока логического вывода (БЛВ) в виде системы управляющих воздействий с механизмом формирования идентификационных номеров продукционных правил, что позволяет повысить быстродействие многомерной САР и произвести верификацию сложных логических конструкций.

2. Новизна структуры системы продукционных правил МЛР заключается в представлении системы в виде двух функциональных частей: регулирующей и компенсирующей, что позволяет уменьшить степень взаимного влияния контуров регулирования.

3. Новизна STEP-TIME алгоритма фаззификации непрерывных физических величин, в отличие от известного ANY-TIME алгоритма, заключается в отсутствии программных счётчиков и блока модификации структуры, что позволяет свести до минимума количество операций сравнения МЛР.

4. Новизна методики автоматизированной разработки интеллектуальной системы управления на основе МЛР с компенсацией взаимного влияния контуров регулирования заключается в сокращении сроков её разработки и в повышении показателей качества управления.

Обоснованность и достоверность результатов работы подтверждаются результатами математического моделирования, экспериментальных исследований и вычислительных экспериментов, основанных на методах теории имитационного моделирования, теории автоматического управления, теории системного анализа, нечёткой и двузначной логик.

Практическая ценность результатов диссертационной работы:

1. STEP-TIME алгоритм позволяет многократно повысить быстродействие процедуры фаззификации многомерного чёткого логического регулятора в зависимости от количества термов, описывающих непрерывные физические величины.

2. По сравнению с интеллектуальными системами управления на основе многомерных дискретно-логических регуляторов (ДЛР) количество операций сравнения в ИСУ с MJIP снижено в среднем на 95 %.

3. Разработано программное обеспечение системы автоматизированной разработки многомерных чётких логических регуляторов "CAP MJIP" (свидетельство № 2009614305 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам о государственной регистрации программы для ЭВМ от 17.08.2009), которое позволяет реализовать и анализировать законченный программный код MJIP в формате языков программирования ПК-основанных и промышленных контроллеров, определённых международным стандартом IEC 61131-3.

4. На базе шаблонов многомерных чётких логических регуляторов разработана клиент-серверная CASE-система для автоматизации процессов обучения, тестирования и аттестации в образовательных учреждениях и на предприятиях (свидетельства №№ 2009611933, 2009611934 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатент) о государственной регистрации программы для ЭВМ от 15.04.2009).

5. Использование МЛР в системе управления дистилляционной колонны № 4 цеха "АД-1" ОАО "Сода" позволило снизить перерегулирование в среднем на 53 % и повысить точность регулирования основных технологических параметров (рЙ жидкости на выходе из смесителя, концентрации NHi и температуры газа из конденсатора дистилляции) на (40-ь 45) %.

Реализация результатов диссертационной работы. Результаты диссертационной работы внедрены в:

- систему управления паровым котлом ТЭЦ в городе Стерлитамаке (Республика Башкортостан, Россия), что позволило снизить степень взаимного влияния контуров регулирования технологических параметров и повысить точность регулирования в среднем на 48,5 %;

- процесс обучения, тестирования и аттестации по учебной дисциплине "Интегрированные системы проектирования и управления" в филиале ГОУ ВПО "Уфимский государственный нефтяной технический университет (УГНТУ)" в городе Стерлитамаке (Республика Башкортостан, Россия).

Апробация диссертационной работы. Основные положения и результаты работы обсуждались и докладывались на следующих конференциях и семинарах:

- 1-й и 2-й Всероссийской научно-технической конференции "Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий" (Уфа, 2007,2009);

- 4-й Всероссийской зимней школе-семинаре аспирантов "Актуальные проблемы науки и техники" (Уфа, 2009);

- научно-практической конференции "Наукоёмкие технологии в машиностроении" (Ишимбай, 2009);

- 9-й и 11-й Международной конференции CSIT (Computer Science and Information Technologies) (Красноусольск, 2007, Греция, 2009).

Публикации. В рамках диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ: 8 научных статей, из них 2 - в рецензируемых журналах из списка ВАК; 2 - в виде тезисов докладов в сборниках материалов конференций; 3 свидетельства Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на 160 страницах машинописного текста и включает в себя введение, четыре главы, заключение, 75 рисунков, 4 таблицы, библиографический список из 111 наименований на 11 страницах и 2 приложения на 3 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и основные задачи исследования, приведены результаты, имеющие научную новизну и практическую ценность, сведения о внедрении результатов, апробация работы и публикации, представлено содержание диссертационной работы.

В первой главе произведён анализ ИСУ на основе существующих типов нечётких и дискретно-логических регуляторов с целью установления их достоинств и недостатков, из которых наиболее существенными являются:

- высокая сложность реализации системы продукционных правил для многомерных нечётких регуляторов, которая напрямую зависит от количества термов, используемых для представления входных и выходных переменных;

- завышенное время сканирования системы продукционных правил, вызванное необходимостью обработки в каждом цикле сканирования всех правил системы.

Установлено, что для реализации многомерного чёткого логического регулятора с компенсацией взаимного влияния контуров регулирования и минимизированным временем отклика, за основу целесообразно взять многомерный пропорциональный дискретно-логический регулятор без автономного сравнивающего устройства.

Произведён анализ ведущих современных систем программирования промышленных и ПК-основанных логических контроллеров (TRACE MODE SOFTOLOGIC, SIMATIC S ТЕР 7, RSLogix 500 и др.) с целью установления степени их готовности к полноценной программной реализации структуры многомерных логических регуляторов с чёткими термами.

Проведённый анализ показал, что для эффективной программной реализации многомерного логического регулятора с переменными в виде совокупности аргумен-

тов двузначной логики необходимо разработать специализированную систему автоматизированной разработки.

Определены основные принципы построения универсальной системы автоматизированной разработки многомерных логических регуляторов с переменными в виде совокупности чётких термов и минимизированным временем отклика.

Во второй главе рассматривается способ интерпретации непрерывных физических величин в виде эквивалентной совокупности чётких термов (рисунок 1), новизна которого заключается в возможности выбора характера и порядка распределения чётких термов на универсальной числовой оси, что позволяет расширить функции и область применения МЛР.

Рисунок 1 - Способ интерпретации физической величины х с прямым (а) и обратным (б) характером и порядком распределения чётких термов Т

Предложена концепция построения ИСУ на основе МЛР, в котором блок логического вывода представлен в виде системы управляющих воздействий с механизмом формирования идентификационных номеров продукционных правил (рисунок 2), что позволяет в каждом цикле сканирования МЛР не обрабатывать систему продукционных правил целиком, а определить только истинное правило, антецедент которого равен логической единице. Данное утверждение опирается на тот факт, что любая непрерывная физическая величина в каждый момент времени г может иметь одно и только одно чёткое значение, находящееся внутри отрезка универсальной числовой оси, покрываемого соответствующим чётким термом, значение которого в рассматриваемый момент времени равно логической единице.

Рисунок 2 - Структурная схема МЛР: Ф - фаззификатор, Д - дефаззификатор, БЛВ - блок логического вывода

Получены аналитические выражения для расчёта основных параметров МЛР:

1) Количество продукционных правил Я МЛР:

я = ях-яг+1; : (1)

Ях^К{Хх)К{Хгу..,К{Хп)-, (2)

. (3)

где Лх и Яг - количество продукционных правил МЛР, образованных «-входными и ¿-выходными переменными Хи 2соответственно; К(Х{),..К(Х„) и К(2{), количество чётких термов переменных Хь..и ^..., 2к МЛР соответственно.

2) Процент сокращения суммарного числа продукционных правил АК МЛР:

ДД = 1--

■100%.

ы м

3) Количество операций сравнения Ь МЛР:

(4)

п к

I-1 I-1

## #### ##

! I ... I I I I | |

ад> вд.оад) ад) ад) ад.оад)

Рисунок 3 - Схема формирования идентификационного номера продукционного правила МЛР в момент времени (

В схеме формирования идентификационного номера продукционного правила МЛР (рисунок 3) К, (X,), К, (Х2), ...,К, (Х„) и К, К, (2г),..., К,(гк) - порядковые номера чётких термов, значение которых равно логической единице в момент времени t, переменных ХЬХ2, ...,Хпи МЛР соответственно.

Разработана структура системы продукционных правил многомерного чёткого логического регулятора, состоящей из регулирующей и компенсирующей составляющих (РСПП и КСПП соответственно), отработка которых производится в каждом цикле сканирования. На рисунке 4 представлена структурная схема ИСУ на основе МЛР с КСПП, где 3(0,2(0 и 1/(0 - векторы задающих, регулируемых и регулирующих параметров соответственно; ХвК Гб - дискретные входные и выходные сигналы многомерного объекта управления (МОУ) соответственно; и {Уу— векторы термов задающих, регулируемых и регулирующих параметров соответственно.

Рисунок 4 - Структурная схема ИСУ на основе МЛР с КСПП

Компенсирующая система продукционных правил позволяет решить основную проблему синтеза МЛР, т.е. предназначена для исключения в установившемся режиме взаимного влияния контуров регулирования.

Источником информации при разработке системы продукционных правил многомерного чёткого логического регулятора являются экспериментально снятые зависимости задающего и регулируемого параметров в автономном ([/„,) и многосвязном (и,„!) режимах его работы.

В связи с тем, что в составе условной части продукционных правил МЛР имеется возможность использовать термы, как входных, так и выходных переменных регулятора, информацию для разработки компенсирующей системы продукционных правил предлагается получать из 2 или более (при необходимости) экспериментов при работе МЛР с реальным объектом управления.

Функция Ци является зеркальным отображением экспериментально полученной функции [/р, относительно оси абсцисс (рисунок 5). Очевидно, что при точном отображении функция и и полностью скомпенсирует влияние (и-/)-контуров на 1-й контур регулирования МЛР.

Рисунок 5 - Графики разностной функции Upi и функции компенсации Uki влияния (n-i) контуров на г-ый контур регулирования МЛР

Предложен STEP-TIME алгоритм интерпретации непрерывных физических величин в виде эквивалентной совокупности аргументов двузначной логики, новизна которого, в отличие от известного ANY-TIME алгоритма, заключается в двукратном сокращении суммарного числа операций сравнения, необходимых для фаззификации физических величин. Отсутствие в алгоритме программных счётчиков позволяет минимизировать количество внутренних переменных регулятора и снизить нагрузку на его вычислительный процессор. Увеличение быстродействия процедуры фаззификации AF МЛР при использовании STEP-TIME алгоритма фаззификации для непрерывной физической величины х в момент времени t определяется по формуле (7).

U ■ =U . + [/..

П1 mi v nt '

mi

(6)

I ВД+iJ

(7)

а б

Рисунок 6 - Блок-схема STEP-TIME алгоритма фаззификации непрерывной физической величины х с прямым (я) и обратным (б) характером и порядком распределения чётких термов Тх

Произведён вычислительный эксперимент, и количественная оценка минимизации времени отклика MJIP. Показано, что средний процент увеличения быстродействия многомерной ИСУ при использовании МЛР будет варьироваться в диапазоне (35 ^ 65) % в зависимости от суммарного числа чётких термов непрерывных физических величин К. Количество операций сравнения в MJIP на 95 % ниже, чем в многомерном дискретно-логическом регуляторе (рисунок 7).

к к

многомерный ДЛР---МЛР --многомерный ДЛР---МЛР

Рисунок 7 - Графики количественной оценки минимизации времени отклика МЛР по результатам вычислительного эксперимента

В третьей главе рассматриваются варианты программной реализации функциональных блоков (фаззификаторов и дефаззификаторов) MJIP, STEP-TIME алгоритма фаззификации на языках программирования стандарта IEC 61131-3 в инструментальной среде разработки TRACE MODE 6.0 и SIMATIC STEP 7.

Разработан алгоритм работы MJIP (рисунок 8), в котором блок логического вывода представлен в виде системы управляющих воздействий с механизмом формирования идентификационных номеров продукционных правил.

Рисунок 8 - Блок-схема алгоритма работы МЛР

Получены аналитические выражения для расчёта максимального (8) и текущего минимизированного (9) идентификационного номера продукционного правила МЛР, антецедент которого равен логической единице в момент времени л

1; (8) К =(*,(/?)-1) • ед) •... ■ Вд)+-+(к,(/>„_,) -1) • к{рм)+к,{ры\ (9)

где вектор Р описывает совокупность /^-входных и ¿-выходных переменных Хя 2 МЛР соответственно; К, (Рц) - номер терма переменной Р,\>, значение которого равно логической единице в момент времени Г; К(Рц) - количество чётких термов переменной^.

Предложена концепция семантического анализа структуры программного кода многомерного чёткого логического регулятора, состоящая из шести положений, которые предусматривают полноценную проверку системы управляющих воздействий на предмет наличия повторяющих, противоречащих и дополняющих друг друга продукционных правил.

Разработано программное обеспечение универсальной системы автоматизированной разработки многомерных логических регуляторов с переменными в виде совокупности аргументов двузначной логики и компенсацией взаимного влияния контуров регулирования "САР МЛР", разработанной в инструментальной среде объектно-ориентированного языка программирования Borland Delphi.

В "САР МЛР" интегрирован специализированный графический язык программирования STEP-GRAPH, предназначенный для редактирования системы продукционных правил МЛР. Принцип работы со STEP-GRAPH основан на создании продукци- I онных правил, путём выделения необходимых областей на отрезках универсальной числовой оси, образованных чёткими термами переменных МЛР.

Рисунок 9 - Внешний вид основного окна "САР МЛР"

Результатом работы "САР МЛР" является законченный программный код многомерного чёткого логического регулятора в формате языков программирования про-

мышленных и ПК-основанных логических контроллеров, описанных в международном стандарте IEC 61131-3.

Составлено техническое руководство для системы автоматизированной разработки многомерных чётких логических регуляторов "САР МЛР", в котором подробно описаны основные функциональные возможности системы, интерфейс, структурная схема главного меню, а также принцип работы с её редакторами (системы фаззи-фикаторов и дефаззификаторов, системы продукционных правил и др.).

В четвёртой главе рассматривается методика автоматизированной разработки интеллектуальных систем управления на основе многомерных чётких логических регуляторов со STEP-TIME алгоритмом фаззификации непрерывных физических величин и компенсацией взаимного влияния контуров регулирования.

Показаны следующие примеры реализации многомерных ИСУ с использованием многомерных чётких логических регуляторов, созданных в системе автоматизированной разработки "САР МЛР":

- интеллектуальной системы управления фильтрующей горизонтальной центрифугой с ножевой выгрузкой осадка типа ФГН-2001;

- системы тестирования на базе шаблонов многомерных логических регуляторов с переменными в виде совокупности чётких термов и минимизированным временем отклика в клиент-серверной CASE-системе, предназначенной для автоматизации процессов обучения, тестирования и аттестации. На разработанное программное обеспечение получены свидетельства Роспатента №№ 2009611933,2009611934 о государственной регистрации программы для ЭВМ от 15.04.2009;

- интеллектуальной системы управления элементом дистилляции с компенсацией взаимного влияния контуров регулирования.

Необходимость логического управления элементами дистилляции обусловлена высокой сложностью технологического процесса регенерации аммиака (налипание и образование наростов продукта на стенках трубопроводов, пульсации показаний расходомеров при измерении расхода многофазной среды, инерционность исполнительных механизмов и др.), что затрудняет использование и подбор коэффициентов ПИД-регуляторов.

На основе МЛР с компенсацией взаимного влияния контуров регулирования реализовано логическое управление дистилляционной колонной, которая состоит из следующих основных элементов: дистиллера, теплообменника и конденсатора дистилляции. Главными показателями оптимального режима работы элемента дистилляции являются заданное содержание СаО в жидкости из дистиллера, которое зависит от значения рН жидкости на выходе из смесителя, и концентрация NHз.

На рисунке 11 представлены временные зависимости значений рН жидкости на выходе из смесителя, составленные на основе п ежечасных показаний приборов, в ИСУ элементом дистилляции без МЛР и с использованием МЛР с КСПП.

Р(РН) 1

8,4

8,6 8,7 8,8 8,9

9,1

"+• рН

Рисунок 10 - Интерпретация параметра рН совокупностью чётких термов

О 5 10 15 20 25 30 35 П

--без использованияМЛР -----с использованиемМЛР с КСПП

Рисунок 11 - Изменение параметра рН в течение заданного периода времени

Использование МЛР в составе ИСУ дистилляционной колонны № 4 цеха "АД-1" ОАО "Сода" позволило снизить перерегулирование в среднем на 53 % и повысить точность регулирования основных технологических параметров (рН, и. температуры газа из конденсатора дистилляции) на (40 45) %.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Разработана интеллектуальная система управления на основе многомерного чёткого логического регулятора с компенсацией взаимного влияния контуров регулирования, в котором блок логического вывода представлен в виде системы управляющих воздействий с механизмом формирования идентификационных номеров продукционных правил, что позволяет повысить быстродействие многомерной ИСУ и произвести верификацию сложных логических конструкций. Показано, что количество продукционных правил в МЛР на (35 ^ 65) % ниже, чем в многомерном ДЛР.

2. Разработана структура системы продукционных правил многомерного чёткого логического регулятора, в которой, помимо регулирования значений технологиче-

ских параметров, производится компенсация взаимного влияния контуров регулирования.

3. Предложен STEP-TIME алгоритм фаззификации непрерывных физических величин, обеспечивающий многократное сокращение числа операций сравнения MJIP. Разработан алгоритм работы многомерного чёткого логического регулятора. Показано, что количество операций сравнения в MJIP на 95 % ниже, чем в многомерном ДЛР.

4. Разработано программное обеспечение системы автоматизированной разработки МЛР, инвариантной по отношению к языкам программирования промышленных и ПК-основанных контроллеров, описанных в стандарте ГЕС 61131-3, что позволяет реализовать и анализировать законченный программный код МЛР.

5. Составлена методика автоматизированной разработки интеллектуальной системы управления на основе многомерного чёткого логического регулятора и проведена оценка её практической значимости для повышения показателей качества регулирования на паровом котле Стерлитамакской ТЭЦ и дистилляционной колоши № 4 цеха "АД-1" ОАО "Сода" (г. Стерлитамак). Использование МЛР привело к снижению перерегулирования и к повышению точности регулирования основных технологических параметров на 48,5 % (паровой котёл ТЭЦ) и (40 * 45) % (дистилляционная колонна ОАО "Сода").

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В рецензируемых журналах из списка ВАК

1. Многомерный дискретно-логический регулятор расхода воздуха парового котла с минимизацией времени отклика / Е. А. Муравьёва, А. Ф. Антипин // Вестник УГАТУ. Серия "Управление, вычислительная техника и информатика". 2009. Т. 13, №2 (35). С. 83-87.

2. Сравнительный анализ быстродействия дискретно-логического регулятора / А. Ф. Антипин // Программные продукты и системы. 2010. № 1 (89). С. 75-77. •

В прочих изданиях

3. Программная реализация фаззификатора логического регулятора с чёткими термами лингвистических переменных в системе Siemens SIMATIC STEP 7 / А. Ф. Антипин // Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий : сб. науч. тр. всерос. науч.-техн. конф. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. Т. 2. С. 3-10.

4. Основные принципы построения универсальной системы программирования логического регулятора на основе чётких термов / А. Ф. Антипин // Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий : сб. науч. тр. всерос. науч.-техн. конф. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. Т. 2. С. 10-12.

5. Программная реализация дефаззификатора логического регулятора с чёткими термами лингвистических переменных в системе Siemens SIMATIC STEP 7 / А. Ф. Антипин // Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий : сб. науч. тр. всерос. науч.-техн. конф. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2007. Т. 2. С. 12-19.

6. Алгоритм фаззификации физических величин на основе чётких множеств / А. И. Каяшев, Е. А. Муравьёва, А. Ф. Антипин // Компьютерные науки и информационные технологии : тр. 9-й межд. конф. Уфа: УГАТУ, 2007. Т. 2. С. 82-83 (Статья на англ. яз.).

7. Концепция увеличения быстродействия процесса регулирования, основанного на системе типовых продукционных правил / А. Ф. Антипин // Актуальные проблемы в науке и технике: сб. тр. 4-й всерос. зимней шк.-семинара аспирантов и молодых учёных. Уфа: Диалог, 2009. Т. 1. С. 33-37.

8. Метод минимизации времени отклика дискретно-логического регулятора / А. Ф. Антипин // Наукоёмкие технологии в машиностроении : матер, науч.-практ. конф. Уфа: УГАТУ, 2009. С. 34-35.

9. Основы автоматизированного проектирования многомерных логических регуляторов / А. И. Каяшев, Е. А. Муравьёва, А. Ф. Антипин // Компьютерные науки и информационные технологии : тр. 11 -й межд. конф. Уфа: УГАТУ, 2009. Т. 1. С. 60-62 (Статья на англ. яз.).

10. Семантический анализ алгоритмов управления процессами на базе дискретно-логического регулятора / А. Ф. Антипин, Е. А. Муравьёва II Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий : сб. науч. тр. 2-й всерос. науч.-техн. конф. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009. Т. 2. С. 161-163.

11. Свид. о гос. per. программы для ЭВМ № 2009611933. Клиент CASE-системы для автоматизации процесса обучения, тестирования и аттестации в образовательных учреждениях и на предприятиях на базе дискретно-логического регулятора / Е. А. Муравьёва, А. Ф. Антипин (RU). М.: Роспатент, 15.04.2009.

12. Свид. о гос. per. программы для ЭВМ № 2009611934. Сервер CASE-системы для автоматизации процесса обучения, тестирования и аттестации в образовательных учреждениях и на предприятиях на базе дискретно-логического регулятора / Е. А. Муравьёва, А. Ф. Антипин (RU). М.: Роспатент, 15.04.2009.

13. Свид. о гос. per. программы для ЭВМ № 2009614305. Система автоматизированного проектирования многомерных логических регуляторов / А. И. Каяшев, Е. А. Муравьёва, А. Ф. Антипин (RU). М.: Роспатент, 17.08.2009.

Диссертант

А. Ф. Антипин

АНТИПИН Андрей Фёдорович

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ НА ОСНОВЕ МНОГОМЕРНЫХ ЧЁТКИХ ЛОГИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ

Специальность 05.13.06 — Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 24.05.2010 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. л. 1,0. Усл. кр.-отт. 1,0. Уч.-изд. л. 0,9. Тираж 100 экз. Заказ № 235.

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии 450000, Уфа-центр, ул. К. Маркса, 12

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР КОНЦЕПЦИЙ И МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ МНОГОМЕРНЫХ ЛОГИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ.

1.1 Многомерные логические регуляторы и системы управления технологическими процессами на основе продукционных правил.

1.2 Базовые принципы построения системы автоматизированной разработки многомерных логических регуляторов.

1.3 Цель и задачи исследования диссертационной работы.

ВЫВОДЫ ПО ПЕРВОЙ ГЛАВЕ.

ГЛАВА 2 МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НА БАЗЕ МНОГОМЕРНЫХ ЧЁТКИХ ЛОГИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ.л.^ 34 <

2.1 Концепция построения интеллектуальной системы управления на основе многомерного чёткого логического регулятора.

2.2 Структура системы продукционных правил многомерного чёткого логического регулятора с компенсацией взаимного влияния контуров.

2.3 Многомерный логический регулятор с чёткими термами и минимизированным временем отклика.

2.4 STEP-TIME алгоритм фаззификации непрерывных физических величин многомерного чёткого логического регулятора.

2.5 Количественная оценка минимизации времени отклика многомерного чёткого логического регулятора.

ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ.

ГЛАВА 3 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МНОГОМЕРНОГО ЛОГИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА С ПЕРЕМЕННЫМИ В ВИДЕ СОВОКУПНОСТИ АРГУМЕНТОВ ДВУЗНАЧНОЙ ЛОГИКИ.

3.1 Особенности реализации фаззификаторов и дефаззификаторов многомерного логического регулятора с чёткими термами.

3.2 Программная реализация многомерного чёткого логического регулятора с минимизированным временем отклика.

3.3 Система автоматизированной разработки многомерных чётких логических регуляторов "CAP MJIP".

3.3.1 Принцип работы и техническое описание "CAP MJIP".

3.3.2 Интерфейс и функциональные возможности редакторов системы автоматизированной разработки "CAP MJIP".

3.3.3 Принцип работы подпрограммы семантического анализа системы автоматизированной разработки "CAP MJIP".Ill

ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ.

ГЛАВА 4 ВОПРОСЫ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ МНОГОМЕРНЫХ ЧЁТКИХ ЛОГИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ.

4.1 Методика разработки интеллектуальной системы управления на основе многомерного чёткого логического регулятора.

4.2 Реализация многомерного чёткого логического регулятора системы управления центрифугой типа ФГН-2001 в "САР МЛР".

4.3 Интеллектуальная система управления элементом дистилляции на основе многомерного чёткого логического регулятора.

4.4 Реализация CASE-системы тестирования на базе шаблонов многомерных логических регуляторов с чёткими термами.

ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЁРТОЙ ГЛАВЕ.

Актуальность темы диссертационной работы. За последнее время в технологии автоматизации сложных объектов и процессов, имеющих важное народнохозяйственное значение (карбонизационные и дистилляционные колонны, паровые котлы, интеллектуальные роботы, летательные аппараты и т. д.), сложилась устойчивая тенденция к использованию одномерных логических (нечётких и с чёткими термами) регуляторов. Как правило, подобные объекты управления удаётся описать только вербально (словесно) и, к тому же, подавляющее большинство из них являются многомерными с взаимосвязанными регулируемыми параметрами. Принципиальный недостаток такого подхода состоит в автоматизации многомерных систем с влияющими друг на друга регулируемыми параметрами с помощью сепаратных (автономных) регуляторов, выходы которых независимы по определению, т.е. реагируют исключительно на "свой" вход.

Кроме того, многомерные системы характеризуются рядом специфических особенностей [10,12,20,28, 56, 62,63], главной из которых является значительное взаимное влияние контуров регулирования при поддержании значений технологических параметров в требуемом диапазоне. Из сказанного выше, очевидно, что при разработке многомерных регуляторов основной проблемой являются перекрёстные связи [56, 57]. Задачей синтеза многомерной системы, в первую очередь, является компенсация взаимного влияния каналов регулирования, за счёт введения дополнительных компенсирующих связей [75,94,95].

Известно [96, 97, 98], что современные многомерные нечёткие и дискретно-логические регуляторы из-за большой погрешности и низкого быстродействия не позволяют с приемлемой точностью устранить взаимное влияние контуров регулирования. Особенно ярко это проявляется при управлении многомерными объектами, представленными в виде описания на естественном языке.

Современные системы и программные комплексы для программирования промышленных и ПК-основанных контроллеров и устройств интеллектуального управления, такие как TRACE MODE, SIMATIC STEP 7, TwidoSoft и др. не содержат специализированного инструментария, который бы позволил в полной мере реализовать или анализировать структуру многомерных логических регуляторов [12,34,67,74,105,106,109,110].

В своей работе автор опирался на труды Л. А. Заде, Е. А. Мамдани, В. В. Круглова, А. А. У скова, А. В. Леоненкова, Н. П. Деменкова, Ш. Зильберштей-на, Б. Г. Ильясова, В. И. Васильева, А. П. Верёвкина, А. Г. Лютова, Р. А. Муна-сыпова и др. [14, 15, 17, 19, 20, 21, 23, 25, 31, 33, 35 - 38, 40, 61, 76 - 79, 81], в которых достаточно полно освещены вопросы синтеза многомерных нечётких регуляторов, но многомерные логические регуляторы с чёткими термами для управления технологическими процессами не нашли должного отражения.

Приведённые доводы позволяют считать интеллектуальное управление технологическими процессами на основе многомерных чётких логических регуляторов с компенсацией взаимного влияния контуров регулирования — актуальной научной задачей, решение которой позволит улучшить параметры данного вида регуляторов, а также существенно повысить качество управления технологическими процессами и объектами, описанными вербально.

Цель диссертационной работы состоит в разработке интеллектуальной системы управления (ИСУ), использующей многомерный чёткий логический регулятор (МЛР) для улучшения параметров управления вербально описанными технологическими процессами и объектами с взаимосвязанными регулируемыми параметрами, и на этой основе позволяющей повысить качество готовой продукции, а также снизить энергозатраты.

Для достижения указанной цели в диссертационной работе поставлены и решены следующие основные задачи:

1. Разработать интеллектуальную систему управления технологическим процессом на основе многомерного чёткого логического регулятора, блок логического вывода (БЛВ) которого представлен в виде системы управляющих воздействий с механизмом формирования идентификационных номеров продукционных правил.

2. Разработать структуру системы продукционных правил МЛР, в которой, помимо регулирования значений технологических параметров, производится компенсация взаимного влияния контуров регулирования.

3. Разработать специализированный алгоритм интерпретации непрерывных физических величин эквивалентной совокупностью аргументов двузначной логики (STEP-TIME) с целью увеличения быстродействия процессов фаз-зификации в МЛР.

4. Разработать программное обеспечение системы автоматизированной разработки МЛР, инвариантной по отношению к языкам программирования промышленных и ПК-основанных контроллеров стандарта IEC 61131-3.

5. Разработать методику автоматизированной разработки интеллектуальной системы управления на основе МЛР и провести оценку её практической значимости для повышения показателей качества управления при автоматизации конкретных технологических процессов и производств.

Методы исследования. Для решения поставленных в диссертационной работе задач использовались методы теории управления, теории имитационного моделирования, элементы теории алгоритмов, двузначной логики, многомерных нечётких и дискретно-логических регуляторов.

Основные научные результаты, полученные автором и выносимые им на защиту:

1. Интеллектуальная система управления на основе многомерного чёткого логического регулятора, в котором блок логического вывода представлен в виде системы управляющих воздействий с механизмом формирования идентификационных номеров продукционных правил.

2. Структура системы продукционных правил МЛР, состоящей из регулирующей и компенсирующей составляющих, обработка которых производится в каждом цикле сканирования.

3. STEP-TIME алгоритм фаззификации непрерывных физических величин МЛР с возможностью выбора характера и порядка распределения чётких термов на универсальной числовой оси.

4. Программное обеспечение системы автоматизированной разработки МЛР, инвариантной по отношению к языкам программирования промышленных и ПК-основанных логических контроллеров, описанных в международном стандарте IEC 61131-3.

5. Методика автоматизированной разработки ИСУ на основе МЛР с компенсацией взаимного влияния контуров регулирования, и результаты оценки её практической значимости для повышения показателей качества управления сложными технологическими объектами и процессами.

Научная новизна результатов диссертационной работы:

1. Новизна интеллектуальной системы управления на основе многомерного чёткого логического регулятора заключается в представлении блока логического вывода (БЛВ) в виде системы управляющих воздействий с механизмом формирования идентификационных номеров продукционных правил, что позволяет повысить быстродействие многомерной САР и произвести верификацию сложных логических конструкций,

2. Новизна структуры системы продукционных правил МЛР заключается в представлении системы в виде двух функциональных частей: регулирующей и компенсирующей, что позволяет уменьшить степень взаимного влияния контуров регулирования.

3. Новизна STEP-TIME алгоритма фаззификации непрерывных физических величин, в отличие от известного ANY-TIME алгоритма, заключается в отсутствии программных счётчиков и блока модификации структуры, что позволяет свести до минимума количество операций сравнения МЛР.

4. Новизна методики автоматизированной разработки интеллектуальной системы управления на основе МЛР с компенсацией взаимного влияния контуров регулирования заключается в сокращении сроков её разработки и в повышении показателей качества управления.

Обоснованность и достоверность результатов диссертационной работы. Достоверность и обоснованность результатов диссертационной работы подтверждаются результатами математического моделирования, экспериментальных исследований и вычислительных экспериментов, основанных на методах теории имитационного моделирования, теории автоматического управления, теории системного анализа, нечёткой и двузначной логик.

Практическая ценность результатов диссертационной работы:

1. STEP-TIME алгоритм позволяет многократно повысить быстродействие процедуры фаззификации многомерного чёткого логического регулятора в зависимости от количества термов, описывающих непрерывные физические величины.

2. По сравнению с интеллектуальными системами управления на основе многомерных дискретно-логических регуляторов (ДЛР) количество операций сравнения в ИСУ с МЛР снижено в среднем на 95 %.

3. Разработано программное обеспечение системы автоматизированной разработки многомерных чётких логических регуляторов "САР МЛР" (свидетельство № 2009614305 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам о государственной регистрации программы для ЭВМ от 17.08.09 г.), которое позволяет реализовать и анализировать законченный программный код МЛР в формате языков программирования ПК-основанных и промышленных контроллеров, определённых международным стандартом IEC 61131-3.

4. На базе шаблонов многомерных чётких логических регуляторов разработана клиент-серверная CASE-система для автоматизации процессов обучения, тестирования и аттестации в образовательных учреждениях и на предприятиях (свидетельства №№ 2009611933, 2009611934 Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатент) о государственной регистрации программы для ЭВМ от 15.04.09 г.).

5. Использование МЛР в системе управления дистилляционной колонны № 4 цеха "АД-1" ОАО "Сода" позволило снизить перерегулирование в среднем на 53 % и повысить точность регулирования основных технологических параметров (рН жидкости на выходе из смесителя, концентрации NH3 и температуры газа из конденсатора дистилляции) на (40 45) %.

Реализация результатов диссертационной работы. Результаты диссертационной работы внедрены в:

- систему управления паровым котлом ТЭЦ в городе Стерлитамаке (Республика Башкортостан, Россия), что позволило снизить степень взаимного влияния контуров регулирования технологических параметров и повысить точность регулирования в среднем на 48,5 %.

- процесс обучения, тестирования и аттестации по учебной дисциплине "Интегрированные системы проектирования и управления" в филиале ГОУ ВПО "Уфимский государственный нефтяной технический университет (УГНТУ)" в городе Стерлитамаке (Республика Башкортостан, Россия).

Апробация диссертационной работы. Основные положения и результаты диссертационной работы обсуждались и докладывались на следующих конференциях и семинарах:

- 1-й и 2-й Всероссийской научно-технической конференции "Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий" (Уфа, 2007 и 2009 гг.);

- 4-й Всероссийской зимней школе-семинаре аспирантов "Актуальные проблемы науки и техники" (Уфа, 2009 г.);

- научно-практической конференции "Наукоёмкие технологии в машиностроении" (Ишимбай, 2009 г.);

- 9-й и 11-й Международной конференции CSIT (Computer Science and Information Technologies) (Красноусольск, 2007 г. и Греция, 2009 г.).

Публикации. В рамках диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ: 8 научных статей, из них 2 - в рецензируемых журналах из списка ВАК; 2 - в виде тезисов докладов в сборниках материалов конференций; 3 свидетельства Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатент) о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на 160 страницах машинописного текста, и включает в себя введение, четыре главы,

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Разработана интеллектуальная система управления на основе многомерного чёткого логического регулятора с компенсацией взаимного влияния контуров регулирования, в котором блок логического вывода представлен в виде системы управляющих воздействий с механизмом формирования идентификационных номеров продукционных правил, что позволяет повысить быстродействие многомерной ИСУ и произвести верификацию сложных логических конструкций. Показано, что количество продукционных правил в МЛР на (35 ^ 65) % ниже, чем в многомерном ДЛР.

2. Разработана структура системы продукционных правил МЛР, в которой, помимо регулирования значений технологических параметров, производится компенсация взаимного влияния контуров регулирования.

3. Предложен STEP-TIME алгоритм фаззификации непрерывных физических величин, обеспечивающий многократное сокращение числа операций сравнения МЛР. Разработан алгоритм работы МЛР. Показано, что количество операций сравнения в МЛР на 95 % ниже, чем в многомерном ДЛР.

4. Разработано программное обеспечение системы автоматизированной разработки многомерных чётких логических регуляторов, инвариантной по отношению к языкам программирования промышленных и ПК-основанных контроллеров, описанных в международном стандарте IEC 61131-3, что позволяет реализовать и анализировать законченный программный код МЛР.

5. Составлена методика автоматизированной разработки интеллектуальной системы управления на основе многомерного чёткого логического регулятора и проведена оценка её практической значимости для повышения показателей качества регулирования на паровом котле Стерлитамакской ТЭЦ и дис-тилляционной колонне № 4 цеха "АД-1" ОАО "Сода" (г. Стерлитамак). Использование МЛР привело к снижению перерегулирования и к повышению точности регулирования основных технологических параметров на 48,5 % (паровой котёл ТЭЦ) и (40 45) % (дистилляционная колонна ОАО "Сода").

1. Антипин, А. Ф. Метод минимизации времени отклика дискретно-логического регулятора / А. Ф. Антипин // Наукоёмкие технологии в машиностроении : матер, науч.-практ. конф. -Уфа: УГАТУ, 2009. -С. 34-35.

2. Антипин, А. Ф. Сравнительный анализ быстродействия дискретно-логического регулятора / А. Ф. Антипин // Программные продукты и системы, 2010.-№ 1 (89).-С. 75-77.

3. Артамонов, Д. В. Основы теории линейных систем автоматического управления : учеб. пособие / Д. В. Артамонов, А. Д. Семёнов. Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2003.- 135 с.

4. Ахо, А. В. Структуры данных и алгоритмы / А. В. Ахо, Д. Э Хоп-крофт, Д. Д. Ульман. -М.: Вильяме, 2007.-391 с.

5. Бабичев, А. В. Распознавание и спецификация структур данных / А. В. Бабичев. М.: Ленанд, 2008. - 187 с.

6. Бергер, Г. Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL, и программируемых контроллеров SIMATIC S7-300/400 / Ганс Бергер. Б. м. : Siemens AG, 2001. - 776 с.

7. Большаков, А. А. Методы обработки многомерных данных и временных рядов : учебное пособие / А. А. Большаков, Р. Н. Каримов. М. : Горячая линия — Телеком, 2007. - 520 с.

8. Букреев, В. Г. Основы инструментальной системы разработки АСУ Trace Mode : учеб. пособие / В. Г. Букреев, А. В. Цхе. Томск : Изд-во ТПУ, 2003.-127 с.

9. Васильев, В. И. Интеллектуальные системы управления. Теория и практика : учебное пособие / В. И. Васильев, Б. Г. Ильясов. — М.: Радиотехника, 2009.-392 с.

10. Верёвкин, А. П. Современные технологии управления процессами : учеб. пособие / А. П. Верёвкин, С. В. Денисов. Уфа : Изд-во УГНТУ, 2001. -86 с.

11. Генельт, А. Е. Автоматизированные методы разработки архитектуры программного обеспечения / А. Е. Генельт. СПб. : СПбГУ ИТМО, 2007. -133 с.

12. Гофман, В. Э. Работа с базами данных в Delphi / В. Э. Гофман, А. Д. Хомоненко. 2-е изд. - СПб. : БХВ-Петербург, 2003. - 624 с.

13. Грекул, В. И. Проектирование информационных систем : учебное пособие / В. И. Грекул, Г. Н. Денищенко, Н. JI. Коровкина. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. — 299 с.

14. Дарахвелидзе, П. Г. Программирование в Delphi 7 / П. Г. Дарах-велидзе, Е. П. Марков. СПб. : БХВ-Петербург, 2003. - 784 с.

15. Деменков, Н. П. Нечёткое управление в технических системах : учеб. пособие / Н. П. Деменков. -М.: Изд-во МГТУ им; Н. Э. Баумана, 2005. 200 с.

16. Деменков, Н. П. Программные средства оптимизации настройки систем управления : учеб. пособие / Н. П. Деменков. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. - 244 с.

17. Деменков, Н. П. Языки программирования промышленных контроллеров : учеб. пособие / Н. П. Деменков ; под ред. К. А. Пупкова. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. - 172 с.

18. Деменков, Н. П. SCADA-системы, как инструмент проектирования. АСУ ТП / Н. П. Деменков. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. - 131 с.

19. Демченко, В. А. Автоматизация и моделирование технологических процессов АЭС и ТЭС / В. А. Демченко. Одесса.: Астропринт, 2001.-305 с.

20. Денисенко, В. А. Основные определения дискретно-непрерывных сетей / В. А. Денисенко // Труды Одесского политехнического университета. — Одесса: Б. и., 1997.-Вып. 2. С. 9-13.

21. Ездаков, А. Л. Экспертные системы САПР : учебное пособие / А. Л. Ездаков. М.: ФОРУМ ИНФРА-М, 2009. - 159 с.

22. Заде, Л. А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приблизительных решений / Л. А. Заде. М.: Мир, 1976. - 165 с.

23. Зотов, М. Г. Многокритериальное конструирование систем автоматического управления / М. Г. Зотов. М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. -375 с.

24. Игнатьева, А. В. Исследование систем управления / А. В. Игнатьева, М. М. Максимцов. -М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. 157 с.

25. Игошин, В. И. Математическая логика и теория алгоритмов / В. И. Игошин. М.: Академия, 2008. - 448 с.

26. Интеллектуальные системы управления с использованием нейронных сетей : учеб. пособие / В. И. Васильев и др.. — Уфа: УГАТУ, 1997. — 158 с.

27. Ипатова, Э. Р. Методологии и технологии системного проектирования информационных систем / Э. Р. Ипатова, Ю. В. Ипатов. — М. : Флинта, 2008.-255 с.

28. Искусственный интеллект и интеллектуальные системы управления / И. М. Макаров и др.. М. : Наука, 2006. - 333 с.

29. Калянов, Г. Н. Моделирование, анализ, реорганизация и автоматизация бизнес-процессов / Г. Н. Калянов. М. : Финансы и статистика, 2007. — 239 с.

30. Каяшева, Г. А. Дискретно-логический регулятор для управления критичными технологическими процессами / Г. А. Каяшева // Инновации в интегрированных процессах образования, науки, производства. Уфа : Гилем,2006.-С. 250-259.

31. Каяшева, Г. А. Дискретно-логические регуляторы с продукционными правилами на основе функций двузначной логики / Г. А. Каяшева // Инновации в интегрированных процессах образования, науки, производства. — Уфа : Гилем, 2007. С. 153-158.

32. Каяшева, Г. А. Концептуальные основы повышения быстродействия и расширения области применения дискретно-логических регуляторов / Г. А. Каяшева // Интеллектуальные системы / под ред. К. А. Пупкова. — М. : РУСАКИ, 2006. С. 93-97.

33. Каяшева, Г. А. Управление исполнительными органами нефтегазового комплекса на основе дискретно-логического регулятора / Г. А. Каяшева, Е. А. Муравьёва // Нефтегазопереработка и нефтехимия 2005. Уфа : Изд-во ГУ ИНХП РБ, 2005. - С. 368-369.

34. Келим, Ю. М. Типовые элементы систем автоматического управления / Ю. М. Келим. М.: ФОРУМ ИНФРА-М, 2002. - 384 с.

35. Ким, Д. П. Сборник задач по теории автоматического управления : многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы / Д. П. Ким. М.: Физматлит, 2008. - 328 с.

36. Ким, Д. П. Сборник задач по теории автоматического управления : линейные системы / Д. П. Ким. М.: Физматлит, 2007. - 166 с.

37. Коломейцева, М. Б. Адаптивные системы управления динамическими объектами на базе нечётких регуляторов / М. Б. Коломейцева, Д. Л. Хо. -М. : Компания "Спутник +", 2002. 138 с.

38. Коломейцева, М. Б. Синтез адаптивного нечеткого регулятора для нелинейной динамической системы / М. Б. Коломейцева, Д. Л. Хо // Вестник МЭИ, 2000. № 9. - С. 85-88.

39. Комиссарчик, В. Ф. Автоматическое регулирование технологических процессов / В. Ф. Комиссарчик. Тверь : ТГТУ, 2001. - 248 с.

40. Крашенинников, С. А. Технология кальцинированной соды и очищенного бикарбоната натрия / С. А. Крашенинников. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Высшая школа, 1985.-287 с.

41. Круглов, В. В. Интеллектуальные информационные системы: компьютерная поддержка систем нечёткой логики и нечёткого вывода : учеб. пособие / В. В. Круглов, М. И. Дли. М. : Физматлит, 2002. - 254 с.

42. Круглов, В. В. Нечёткая логика и искусственные нейронные сети : учеб. пособие / В. В. Круглов, М. И. Дли, Р. Ю. Годунов. М. : Изд-во Физ.-мат. лит., 2001.-224 с.

43. Кэнту, М. Delphi 7 / М. Кэшу. СПб. : Питер, 2004. - 1101 с.

44. Леоненков, А. В. Нечёткое моделирование в среде MATLAB и Fuzzy TECH / А. В. Леоненков. СПб. : БХВ-Петербург, 2005. - 736 с.

45. Лукас, В. А. Теория автоматического управления / В. А. Лукас. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1990. - 416 с.

46. Методы робастного, нейро-нечёткого и адаптивного управления / под общ. ред. К. А. Пупкова. -М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001.-245 с.

47. Методы сжатия данных. Устройство архиваторов, сжатие изображений и видео / Д. Ватолин и др.. М.: Диалог-МИФИ, 2003. - 384 с.

48. Мирошник, И. В. Теория автоматического управления. Линейные системы / И. В. Мирошник. — СПб. : Питер, 2005. — 336 с.

49. Мочалов, И. А. Нечёткие вероятностно-статистические методы в задачах управления / И. А. Мочалов. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003.-457 с.

50. Муравьёва, Е. А. Нечёткий регулятор с лингвистической обратной связью для управления технологическими процессами: патент РФ № 2309443 / Е. А. Муравьёва, Г. А. Каяшева. М.: Роспатент, 2007. - Бюл. № 39.

51. Неволин, В. И. Робастные информационные системы. Методы синтеза и анализа / В. И. Неволин. -М.: Радио и связь, 2008. 311 с.

52. Нестационарные системы автоматического управления: анализ, синтез и оптимизация / под ред. К. А. Пупкова, Н. Д. Егупова. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. — 631 с.

53. Нестеров, А. Н. Проектирование АСУТП. Методическое пособие. Книга 2 / А. Н. Нестеров. СПб.: ДЕАН, 2009. - 944 с.

54. Никулин, Е. А. Основы теории автоматического управления. Частотные методы анализа и синтеза систем : учебное пособие / Е. А. Никулин. -СПб.: БХВ-Петербург, 2004. 629 с.

55. Новые информационные технологии : учебное пособие / под ред. В. П. Дьяконова. М.: Солон-Пресс, 2009. - 639 с.

56. Основы конструирования и расчёта химико-технологического и природоохранного оборудования : справочник. — Калуга : Издательство Н. Боч-карёвой, 2002. Т. 2. -1028 с.

57. Панкевич, О. Д. Диагностирование трещин строительных конструкций с помощью нечётких баз знаний / О. Д. Панкевич, С. Д. Штовба. — Винница : УНГОЕРСУМ-Вшниця, 2005. 108 с.

58. Пантелеев, А. В. Методы оптимизации в примерах и задачах / А. В. Пантелеев, Т. А. Летов. 2-е изд. - М.: Высшая школа, 2005. - 544 с.

59. Парр, Э. Программируемые контроллеры : руководство для инженера / Э. Парр. — 3-е изд. М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. — 516 с.

60. Пентус, А. Е. Математическая теория формальных языков : учебное пособие / А. Е. Пентус, М. Р. Пентус. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.-247 с.

61. Петров, И. В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приёмы прикладного проектирования / И. В. Петров. — М. : Солон-Пресс, 2004.-256 с.

62. Поспелов, Д. А. Логические методы анализа и синтеза схем / Д. А. Поспелов. — М.: Энергия, 1974. 368 с.

63. Программирование в функциональном плане (FBD) для S7-300 и S7-400 : справочное руководство. Б. м. : Siemens AG, 2004. - 208 с.

64. Программирование с помощью STEP 7 V5.3 : руководство. Б. м. : Siemens AG, 2004. - 602 с.

65. Программируемый контроллер S7-300. Данные CPU, CPU 31хС и CPU 31х: справочное руководство. Б. м.: Siemens AG, 2002. — 178 с.

66. Пятибратов, А. П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации : учебник / А. П. Пятибратов, Л. П. Гудыно, А. А. Кириченко. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Финансы и статистика, 2003. — 512 с.

67. Рапопорт, Э. Я. Оптимальное управление системами с распределёнными параметрами : учебное пособие / Э. Я. Рапопорт. М. : Высшая школа, 2009.-677 с.

68. Ротач, В. Я. Теория автоматического управления: соответствуют ли её основные положения действительности? / В .Я. Ротач // Промышленные АСУ и контроллеры. 2007. -№ 3. - С. 12-19.

69. Ротштейн, А. П. Влияние методов дефаззификации на скорость настройки нечёткой модели / А. П. Ротштейн, С. Д. Штовба // Кибернетика и системный анализ. 2002. - № 5. - С. 169-176.

70. Рыжков, А. П. Элементы теории нечётких множеств и измерения нечёткости / А. П. Рыжков. М.: Диалог-МГУ, 1998. - 81 с.

71. Сарвин, А. А. Диагностика и надёжность автоматизированных систем / А. А. Сарвин, JI. И. Абакулина, О. А. Готшальк. СПб. : СЗТУ, 2003. -69 с.

72. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008611359. Дискретно-логический регулятор с ANY-TIME алгоритмом минимизации времени отклика/Г. А. Каяшева (RU). -М.: Роспатент, 18.03.08.

73. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009614305. Система автоматизированного проектирования многомерных логических регуляторов / А. И. Каяшев, Е. А. Муравьёва, А. Ф. Антипин (RU). -М.: Роспатент, 17.08.09.

74. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008610501. Универсальный дискретно-логический аппроксиматор математических функций на основе системы булевых функций / Г. А. Каяшева, Е. А. Муравьёва (RU). М. : Роспатент, 28.01.08.

75. Система автоматизации S7-400. Данные CPU : справочное руководство. Б. м. : Siemens AG, 2004. - 166 с.

76. Система управления центрифугой типа ФГН-2001 : руководство по эксплуатации. Б. м. : НПО им. М.В. Фрунзе, 2008. - 16 с.

77. Теория автоматического управления : учебник для машиностро-ит. спец. вузов / В. Н. Брюханов и др. ; под ред. Ю. М. Соломенцева. — 3-е изд., стер. — М.: Высшая школа, 2000. — 268 с.

78. Технология, экономика и автоматизация процессов переработки нефти и газа / С. А. Ахметов и др.. М. : Химия, 2005. - 736 с.

79. Ту, Ю. Т. Современная теория управления : пер. с англ. / Ю. Т. Ту. М. : Машиностроение, 1976. — 472 с.

80. У сков, А. А. Интеллектуальные системы управления на основе методов нечёткой логики / А. А. Усков, В. В. Круглов. Смоленск : Смоленская городская типография, 2003. — 177 с.

81. Усков, А. А. Принципы построения систем управления с нечёткой логикой / А. А. Усков // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004. - № 6. - С. 7-13.

82. Фёдоров, Ю. Н. Справочник инженера по АСУТП. Проектирование и разработка / Ю. Н. Фёдоров. — М.: Инфра-Инженерия, 2008. 928 с.

83. Cao, S. G. Analysis and design for a class of complex control system. Part I: Fuzzy modeling and identification / S. G. Cao, N. W. Rees, G. Feng // Au-tomatica.- 1997.-No. 33.-P. 1017-1028.

84. Horsch, M. An anytime algorithm for decision making under uncertainty / M. Horsch, D. Poole // Artificial Intelligence : proceedings of the international joint conference. S. 1. : s. п., 1995. - P. 726-736.

85. Kayashev, A. I. Algorithm of physical quantities fuzzification on the basis of crisp sets / A. I. Kayashev, E. A. Muravyova, A. F. Antipin // CSIT'2007 : proceedings of the international workshop.-Ufa :USATU, 2007.-Vol. 2.-P. 82-83.

86. Kayashev, A. I. The basis of automated designing of multivariate logical regulators / A. I. Kayashev, E. A. Muravyova, A. F. Antipin // CSIT'2009 : proceedings of the international workshop. S. 1.: s. п., 2009. - Vol. 1. - P. 60-62.

87. Kayasheva, G. A. The model of fuzzy linguistic variable regarded as a total combination of crisp terms / G. A. Kayasheva, E. A. Muravyova // CSIT'2007 : proceedings of the international workshop. Ufa : USATU, 2007. - Vol. 2. - P. 87-89.

88. Kayasheva, G. A. The peculiarities of fuzzy controllers on the base of the fuzzy production rules system using functions of Boolean logic // CSIT'2008 : proceedings of the international workshop. S. 1.: s. п., 2008. - Vol. 2. - P. 45-47.

89. Kosko, B. The shape of fuzzy sets in adaptive function approximation / B. Kosko // IEEE transactions on fuzzy systems. 2001. - Vol'. 9. - P. 637-656.

90. Rockwell Automation Россия Электронный ресурс. - Электрон, дан. - [Б. м.] : Rockwell Automation, 2009. - Режим доступа : http://www.rock-wellautomation.ru, свободный. - Загл. с экрана.

91. SCADA системы для АСУ ТП. SCADA-SOFTLOGIC-MES-EAM Электронный ресурс. Электрон, дан. - [Б. м.] : AdAstra Research Group, 2009. - Режим доступа : http://www.adastra.ru, свободный. - Загл. с экрана.

92. Schneider Electric специалист в управлении электроэнергией Электронный ресурс. - Электрон, дан. - [Б. м.] : Schneider Electric, 2009. - Режим доступа : http://www.schneider-electric.ru/sites/russia/ru/home.page, свободный. - Загл. с экрана.

93. SIMATIC. Информация по продуктам 2009. - Б. м. : СИМЕНС, 2009. -159 с.

94. STL для S7-300 и S7-400. Программирование : справочное руководство. Б. м. : Siemens AG, 2004. - 254 с.

95. TRACE MODE. Версия 6 : руководство пользователя. М. : AdAstra Research Group, 2006. - 820 с.

96. Zilberstein, S. Using anytime algorithms in intelligent systems / S. Zil-berstein//AI Magazine, 1996. Vol. 17. -No. 3. - P. 73-83.