автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Разработка математических моделей и программных средств для исследования процессов в нейроподобных частотно-импульсных системах управления

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ. ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах рукописи

АЛЕКСАНДРОВА Ольга Ивановна

РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ И ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В НЕЙРОПОДОБНЫХ ЧАСТОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ

Специальность 05.13.01 - Управление в технических системах

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1996

Работа выполнена в Московском государственном институте радиотехники,, электроники и автоматики(технический университет).

Научный руководитель : кандидат технических наук, доцент

РОМАНОВ М.П.

Официальные оппоненты : доктор технических наук,профессор

Медведев B.C.

кандидат технических наук,доцент Панченко В. М.

Ведущее предприятие : Институт автоматизации проектирования Российской академии наук

Защита диссертации состоится "_" _ 1996 г. в_

часов на заседании диссертационного совета Д 063.54.01 при Московском Государственном Институте Радиотехники, Электроники и Автоматики ( Техническом универтитете ) по адресу : 117454, г. Москва, проспект Вернадского, дом 78.

О дате защиты будет сообщено дополнительно.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института радиотехники,электроники и автоматики.

Автореферат разослан "_" _ 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета.кандидат технических наук

Федотова Д.Э.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Предметом изучения в диссертационной работе служат модели и программные средства .позволяющие исследовать процессы в осцилляторных нейронных сетях(ОНС). построенных на основе частотно-импульсных модуляторов.

Интерес к изучению ОНС вызван результатами нейрофизиологических экспериментов .указывающих на существенную .а возможно и центральную роль колебательных процессов в работе нервной системы. Таким образом,в отличии от других направлений, при изучении осцилляторных нейронных сетей основной интерес сосредоточен на динамических, колебательных аспектах функционирования нейронных сетей.

Одним из стимулов развития осцилляторных сетей является желание сформулировать ноЕые принципы обработки информации.и использовать эти принципы для разработки высокоэффективных технических устройств.Работа в этом направлении только началась.

В качестве элемента отдельного осциллятора в диссертационной работе рассматривается частотно-импульсный модулятор,описанный в ряде работ , как модель нейрона. Соединенные между собой возбуждающими и тормозными связями нейроны в осцилляторных сетях образуют многомерные динамические системы, которые, как правило, слишком сложны для математического анализа.

Наличие сложных перекрестных связей и большого числа нели-нейностей не позволяет найти универсальных аналитических методов исследования процессов в многосвязных частотно-импульсных системах (ЧИС). Обычно, такие системы изучаются методами имитационного моделирования на ЭВМ.Однако, использование известных пакетов прикладных программ .разработанных для моделирования систем автоматического управления, не позволяет эффективно исследовать процессы в рассматриваемых системах.

В диссертационной работе показано, что задача исследования нейроподобных ЧИС может быть решена с помощью существующих средстз имитационного моделирования многосзязных дискретных систем. Из анализа основных математических средств, позволяют разрабатывать имитационные модели'дискретных процессов, следует целесообразность использования математического аппарата модифицированной сети Петри с разноцветными маркерами.

В связи с тем. что известные методы и средства не позволяют достаточно полно исследовать процессы в многосвязных ЧИС. разработка математических моделей, алгоритмического и программного обеспечения, а также методик моделирования и исследования процессов в многосвязных частотно-импульсных системах со сложными перекрестными связями и асинхронной работой отдельных элементов является актуальной задачей.

Разработка моделей и программных средств для исследования процессов в нейроподобных частотно-импульсных системах (НПЧИС) имеет важное значение для создания высококачественных систем управления сложными динамическими объектами.

Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка математических моделей и программных средств,позволяющих моделировать и исследовать динамические процессы в многосвязных частотно-импульсных системах управления. В соответствии с этим в данной работе решаются следующие основные задачи :

- , разработка общей концепции моделирования многосвязных ЧИС на основе математического аппарата сетей Петри.

- разработка моделей типовых элементов частотно-импульсных систем автоматического управления на основе математического аппарата сетей Петри,

- разработка математических моделей многосвязных ЧИС.

—разработка алгоритмического и программного обеспечения

для моделирования и исследования процессов , протекающих в НПЧИС .

- разработка методики моделирования и исследования процессов в многосвязных ЧИС .

проведение имитационного моделирования и исследования процессов в многосвязных ЧИС ,

- проведение имитационного моделирования и исследования процессов в нейроподобной системе обработки визуальной информации (СОВИ)адаптивного сварочного робота.

Научная новизна. В работе получены следующие основные научные результаты:

- предложена и обоснована общая концепция моделирования многосвязных частотно-импульсных систем на базе математического аппарата сетей Петри.

- разработаны матемаческие модели многосзязньк частот-

но-импульсных систем на основе сетей Петри, которые позволяют эффективно исследовать процессы в системах автоматического управления с произвольным порядком дифференциального уравнения.

Практическая ценность полученных результатов заключается в следующем:

- для проведения имитационных экспериментов по исследованию процессов,протекающих в многосвязных частотно-импульсных системах предложена концепция модульной генерации сетевой модели и разработан комплекс программных средств, позволяющих моделировать многосвязные частотно-импульсных системы с использованием сетей Петри с разноцветными маркерами,

- разработана методика моделирования и исследования процессов в многосвязных частотно-импульсных системах,

- разработаны алгоритмы управления адаптивным сварочным роботом, базирующиеся на предварительной обработке исходной информации устройством СОВИ и расчете коррекции уставки на привод робота,

- разработана математическая модель,алгоритмы и программное обеспечение для исследования процессов в системе обработки визуальной информации адаптивного сварочного робота, построенной на нейроподобных элементах.

Апробация работы. Научные и практические результаты.полученные в диссертационной работе, использованы в научно-исследовательских работах N В89-43 "Разработка математических моделей нейронных сетей на базе многосвязных дискретных систем" и N К-120 "Математические модели нейронных сетей" в рамках программы "Университеты России" Государственного Комитета Российской Федерации по вьющему образованию. Программные средства и методики моделирования многосвязных систем внедрены в лаборатории "Нейроподобные системьГ'в НИИ многопроцессорных вычислительных систем при Таганрогском Радиотехническом Институте для решения задач оптимизации,а также применяются в учебном процессе на кафедре "Проблемы управления" Московского Государственного Института Радиотехники.Электроники и Автоматики (ТУ).

Практическое использование результатов диссертационной работы подтверждены соответствующими актами о Енедрении (Приложение 1 ).

Внедрение работы. Основные положения и результаты днссер-

тационной работы докладывались и обсуждались на XXXVII-XXXXII научно-технических конференциях МИРЭА (1988 - 93гг.),на П-ой Всесоюзной научно-технической конференции"Интеллектуальные системы" (1991г.). на I и II Международном научно-техническом семинаре "Теоретические и прикладные проблемы моделирования предметных областей в системах баз данных и знаний" (1992-93гг.), на Всероссийской конференции "Математическое моделирование в научных и технических системах" (1993г.).

В полном объеме материалы диссертационной работы докладывались на семинарах кафедры "Проблемы управления" МИРЭА .

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав,заключения ,списка литературы и приложений. Общий объем работы содержит 247 стр..включая 140 стр. основного текста, 39 рисунков. 8 таблиц, список литературы из 105 наименований , 2 приложения .

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы; сформулированы цели исследования и основные положения, подлежащие защите; приведено краткое содержание глав диссертации .сведения об апробации, публикациях и внедрении результатов диссертационной работы.

В первой главе на основе анализа работ,посвященных ОНС, обоснована актуальность вопроса изучения осцилляторных нейронных сетей и применения результатов исследования для построения системы управления адаптивного сварочного робота на базе системы обработки визуальной информации.

Рассмотрен вопрос описания функционирования нейрона в ОНС моделью частотно-импульсного модулятора ,приведены биологические предпосылки описания работы одиночного нейрона моделью частотно-импульсного модулятора.При этом моменты появления импульсов на выходе нейрона определяются уравнением вида

Ц +1

/ хШсП = Л (1)

и

где ^ и 1п+1 - моменты появления п и п+1 импульсов.

Д - порог квантования приращения входного сигнала хЦ).

Далее рассмотрены математические модели многосвязных систем, определены проблемы.возникающие при реализации задачи исследования нейроподобных ЧИС , связанные с нелинейностью и мно-госвязностью рассматриваемых систем.

Обзор работ,посвященных частотно-импульсным системам .показал, что работы в основном посвящены исследованию односвязных частотно-импульсных систем,а задача исследования процессов в многосвязных ЧИС практически не решена.Обоснована необходимость разработки математических моделей и программных средств имитационного моделирования, позволяющих моделировать и исследовать динамические процессы в многосвязных частотно-импульсных системах.

На основании анализа методов и средств имитационного моделирования для решения поставленной проблемы предложено использовать имитационные модели на основе математического аппарата сетей Петри.В качестве основы для разработки программных средств .позволяющих моделировать многосвязные ЧИС. выбран пакет прикладных программ имитационного моделирования дискретных систем ,реализованный для сетей Петри с разноцветными маркерами.

По результатам первой главы формулируются основные задачи диссертационной работы,которые решаются в последующих глазах.

Во второй главе работы разработаны математические модели, позволяющие эффективно исследовать процессы в нейроподобных частотно-импульсных системах.

На основании анализа объекта моделирования сформулированы принципы моделирования многосвязных ЧИС на основе математического аппарата сетей Петри с разноцветными маркерами (СПРМ),разработаны модели отдельных модулей типовых элементов многосвязных ЧИС, приведено их формальное описание.

Структура моделируемого объекта описывается двудольным ориентированным графом сети Петри с формализацией понятий "позиция", "переход", "дуги входных, выходных и"ингибиторных инцидент®",

При моделировании используются такие понятия, как цвет и число маркеров, которые,согласно концепции моделирования НПЧИС

на основе сетей Петри, соответствуют качественным (полярность импульсов) и количественным (величина импульса) характеристикам составляющих потоков энергии в моделируемой системе.

В соответствии с представлением одиночного нейрона в виде частотно-импульсного модулятора.выделены следующие блоки(модули):

- сумматор,

- интегратор с пороговым элементом,

- формирователь импульсов.

- динамические звенья.

Концепция моделирования многосвязных ЧИС на основе сетей Петри базируется на следующем положении: один маркер ставится в соответствие одному кванту энергии (энергии единичного импульса) .

В диссертационной работе сформулированы следующие принципы, положенные в основу моделирования ЧИС на базе сетей Петри .

1) Производится количественная дискретизация модели, то есть, вещественные числа заменяются на соответствующие целые числа с использованием глобального масштабирующего коэффициента NSCAL, называемого точностью моделирования, по следующей формуле

K=int(г * NSCAL), где int - функция целочисленного счета .

2) Разнополярные импульсы представляются маркерами разного цвета, а именно, положительные - маркерами цвета 1, отрицательные - маркерами цвета 2.

3) Импульс длительности v в формирователи импульсов задается количеством маркеров n = int(v / Тдискр) , где Тдискр -коэффициент дискретизации(такт работы модели).Амплитуда импульса d имитируется количеством маркеров к .поступивших в позицию за Тдискр. где k = int(d).

4) Интегратор заменяется сумматором,складывающим количество маркеров,приходящих в позицию за такт дискретизации.При этом интеграл от импульса длительности v и амплитуды d имитируется суммой

I ТдИСКр * к) / ТДИСКр.

Учитывая,что Тдискр - константа.в модели I = I k = п * к

5) Сумматор реализуется суммированием на каждом такте работы модели количества маркеров ,приходящим на вход элемента.

6) Усилитель с коэффициентом усиления kl имитируется увеличением количества маркеров.поступающих в позицию,в kl раз.

Арифметические операции и прочие не характерные для сетей Петри действия выполняются "внешней" управляющей программой.

Для обоснования концепции моделирования ЧИС на основе сетей Петри, рассмотрим математическое описание события в сети .

Переход от одной маркировки сети Петри к другой осуществляется посредством срабатывания переходов. Переход t может сработать при маркировке ш,если он является возбужденным, т.е. если

ш(р) - 1 F(р, t) > 0 , р g Р (2)

Это условие означает.что в каждой входной позиции перехода число маркеров не меньше веса дуги, соединяющей эту позицию с переходом. В результате срабатывания перехода t,удовлетворяющего условию (2), маркировка ш заменяется маркировкой п1 + 1 по следующему правилу

ш1м Cp)=m± (р) - I Ftp. t) + I H(t.p) . р «s P. т.е.в результате срабатывания из всех входных позиций перехода t изымается F(p,t) маркеров и в каждую входную позицию добавляется H(t,p) маркеров.

При проведении имитационного моделирования интеграл (1) заменяется суммой с тактом суммирования Тдискр.Тогда математическое описание события в сети Петри (2) эквивалентно математическому описанию появления импульсов на выходе частотно-импульсного модулятора (1).

В соответствии с тем, что функционирование рассматриваемых систем включает в себя.как правило, такие процессы,как формирование входного сигнала, генерация импульсов, усиление сигнала . инвертирование, суммирование однополярных и разнополярных импульсов, а также наличие отрицательной или положительной обратной связи, разработаны модели отдельных модулей для построения сети Петри реальной системы .Разработанные модели ,на основе которых могут быть построены практически все" известные типовые элементы систем автоматического управления (САУ) сведены в таблицу

Для проверки адекватности полученных моделей отдельных мо-

Типовые элементы САУ

Таблица

1. Постоянный сигнал Х[ на ¡-ом входе системы

3. Генерация импульсов

Б

/^Л т

-вв-4 р I—

ч!У I

6. Инерционное звено С

©ЫЗСОЬ к —----

I

I—*

о

2. Инвертирование

4. Безлнерциошюе звено.

7. Интегратор

----

---

о

дулей ЧИС построена математическая модель и приведены результаты имитационных экспериментов по исследованию процессов, протекающих в замкнутой односвязной системе управления электропривода робота. Совпадение результатов имитационных экспериментов на модели и на реальном физическом объекте подтверждает построение адекватной модели одного частотно-импульсного модулятора.

Приведены результаты моделирования и исследования процессов в нелинейной многосвязной системе с ассимметричной структурой связей, которые показывают хорошее совпадение результатов моделирования и аналитического расчета.

В третьей главе разработано алгоритмическое и программное обеспечение для проведения имитационных экспериментов с моделями ЧИС,а также методика моделирования и исследования процессов в многосвязных частотно-импульсных системах на базе сетей Петри с разноцветными маркерами.

В данной главе рассмотрены принципы организации модульной генерации сетевой модели и разработаны различные типы модулей для библиотеки модулей,на основе которой осуществляется генерация систем рассматриваемого класса путем задания межмодульных связей.что значительно облегчает и ускоряет процесс моделирования.

Отношения между модулями, (т.е. связи,дуги), которые определяются на кортежах

аурПпк, 3(а,п). р, 3(Ь,т),о .

где

А - множество различных типов модулей

Б(а. *) - модуль типа а

- число модулей типа а<£ А

Б(а,п) - конкретно настроенный п-ый модуль типа а. устанавливаются следующим образом

ШурИпк, Б(а,п), р, Б(Ь,т), ^ = к .

Если 1урИпк = 1,то из позиции р, принадлежащей п-ому модулю типа а, в переход и принадлежащий ш-ому модулю типа Ь.идет входная дуга кратности к.

Если 1урПпк = 2, то из перехода I, принадлежащего ш-ому модулю типа Ь,в позицию р, принадлежащую п-ому модулю типа а,идет выходная дуга кратности к.

Если 1ур11пк = 3, то из позиции р. принадлежащей п-ому модулю типа а, в переход I,принадлежащий т-ому модулю типа Ь.идет тормозящая дуга кратности к.

Под модульным описанием сетевой модели понимается определение следующих понятий:

- множество различных типов модулей и число модулей каждого типа в моделе

(А, N3 для А),

- библиотека структур разнотипных модулей

( 5(а,*),а е А),

- настройка конкретных модулей всех типов

(Б(а.п), п=1,На, а е А).

- определение межмодульных связей

( 1?(1урИпк,3(а,п).р,5(Ь,т), и ).

- "внешние" управляющие и интерпретирующие программы для модулей.

На осноЕе этих понятий при модульной генерации определяется единая сетевая модель моделируемой системы.

Алгоритм модульной генерации опирается на схемы общей нумерации позиций и переходов в модулях ( НУМЕРАТОРЫ ),и схемы обратного декодирования номеров позиций и переходов и определения их принадлежности к конкретным модулям ( ДЕНУМЕРАТОРЫ ).

НУМЕРАТОРЫ:

Р1Миш(а,п,р) - по номеру позиции р п-го модуля типа а определяется номер позиции в общей сети ТгИшНа.п.I) - по номеру перехода I п-го модуля типа а определяется номер перехода в общей сети

ДЕНУМЕРАТОРЫ:

Р1ВеМит(РЬ,а,п.р) - по номеру позиции РЬ в общей сети определяется номер позиции р,номер модуля п и тип модуля а, ТгОеШга(ТК,а.п,^ - по номеру перехода ТИ в общей сети определяется номер перехода ^ номер модуля п и тип модуля а. Предлагается использовать следующий алгоритм нумерации элементов (позиций или переходов) в общей сети на основе библиотеки модулей и общей структуры модели:

абсолютный номер элемента =

число элементов в модулях предшествующего типа (предполагается, что типы модулей линейно упорядочены) + число элементов в модулях данного типа с предшествующими

номерами + номер элемента в модуле.

На основе модульного описания модели, библиотеки модулей, нумераторов и денумераторов определяются все параметры модели на сети Петри.

Библиотека модулей построена на основе следующих разновидностей модулей

- модуль " Источник " ,

- модуль " Сумматор " ,

- модули " Сумматор - частотно-импульсный модулятор " для сети с инверсией импульсов и для сети без инверсии импульсов ,

- модуль" Инерционное звено".

Для проведения имитационных экспериментов по исследованию процессов в многосвязных частотно-импульсных системах разработан комплекс программных средств, позволяющих моделировать рассматриваемые системы с использованием сетей Петри с разноцветными маркерами.

В качестве ядра при построении системы имитационного моделирования используется комплект,. программных средств сетевого моделирования на сетях Петри с разноцветными маркерами (ПССМ СПРМ),разработанный в Институте автоматизации и проектирования при РАН.Пакет реализован на языке Fortran-90 на IBM/PC (транслятор MS-Fortran 5.0) .

Для имитации функционированния НПЧИС разработаны следующие программные модули.

1)Модуль VIPMAIN : библиотечные модули, межмодульные связи, настройка внешнего управления и интерпретаторов.

Данный модуль содержит реализацию подпрограмм и функций, необходимых для выполнения модульной генерации сетевой модели. В данном модуле описывается стуктура библиотечных модулей, их настройка и начальное состояние, межмодульные связи.

Блок управления представляет собой набор подпрограмм, основная функция которых - внешнее изменение текущего состояния сети модели.

Настройка и генерация специальных интерпретаторов,реализуемых пользователем на основе стандартных средств интерпретации элементов модели, выполняет подпрограмма СШНТР, реализованная в данном модуле.

2)Модуль иЗЕИМСИ :Модульная генерация сетевой модели.

Основная задача подпрограмм и функций указанного модуля -

реализация функций генерации сети Петри на основе модульного описания сетевой модели.

Здесь в подпрограммах- НУМЕРАТОРАХ определяется абсолютный номер элемента в общей сети по относительному в модуле.В подпрограммах- ДЕНУМЕРАТОРАХ по абсолютному номеру позиции /перехода/ в сети определяется тип модуля, номер модуля в типе, номер позиции/перехода/ в модуле.Во вспомогательных функциях определяется общее число позиций и переходов в модулях.

3)Модуль ЕХТПШ : внешняя тестовая функция.

В данном модуле содержатся процедуры и функции, обеспечивающие различные способы задания внешней тестовой функции.

Определено два способа задания тестовой функции - табличный и аналитический. Способ задания определяется по номеру функции.

4) Блок интерпретаций.

Блок интерпретаций представляет собой набор подпрограмм, основная функция которых - определение интерпретируемых состояний и событий в модели и сбор по ним статистических данных на основе стандартных средств интерпретации элементов модели. Используя данные средства определяются события и состояния элементов сети модели,выбранных для интерпретаций (момент и факт срабатывания определенных переходов и состояния позиций). Программные средства обеспечивают сбор статистических данных в случае возникновения указанных событий.В качестве входных используются данные о состоянии модели, данные для стандартных средств интерпретации и данные, определяемые пользователем в соответствии с решаемой задачей.

5)Модуль VIРБЕМО : монитор-имитатор,интерфейс настройки модели по параметрам.

Основная функция монитора-имитатора заключается в определении порядка вызова основных блоков подпрограмм и момента окончания имитационного эксперимента. Монитор-имитатор запуска-

ет на выполнение имитатор, блок управления, блок интерпретаций. Реализована стандартная логическая схема функционирования монитора-имитатора.

Указанный модуль включает в себя программу VIPDEM и набор подпрограмм, реализующих интерактивный режим для настройки модели по параметрам.

Ограничения реализации вытекают из ограничений используемого компилятора, кроме того суммарный объем данных ограничен имеющейся оперативной памятью. Быстродействие зависит от общего объема данных.

На основании результатов по построению математического, алгоритмического и программного обеспечения разработана методика моделирования систем рассматриваемого класса и приведено руководство для пользователя.

Результаты главы продемонстрированы на примере применения методики для построения имитационной модели многосвязной сети нейроподобных частотно-импульсных элементов, структура которой подобна структуре сети .используемой в ряде работ для реализации ассоциативной памяти.

Результаты экспериментов по исследованию процессов в сети нейроподобных элементов позволили отметить наличие в системе бегущих волн, определить частоту следования и направление их распространения . Показана возможность формирования интерференционных картин на исследуемых системах, что может быть использовано при построении ассоциативных и управляющих структур,работающих на принципе голографии.

Компактность представления элементов нейроподобных систем с помощью математического аппарата сетей Петри позволяет на вычислительных средствах типа IBM PC/XT моделировать и исследовать сети, содержащие до 200 частотно-импульсных элементов и 1500 безинерционных звеньев.

В четвертой главе предложенные математические модели и методики использованы для имитационного моделирования нейроподоб-ной системы обработки визуальной информации адаптивного сварочного робота.

В соответствии с функциональной схемой адаптивного сварочного робота здесь разработан алгоритм управления движением адаптивного сварочного робота, базирующийся на предварительной

обработке исходной информации устройством обработки визуальной информации(СОВИ) и расчете коррекции уставки на привод робота. Разработана математическая модель, алгоритмы и программное обеспечение для проведения имитационных экспериментов с моделями системы обработки визуальной информации.

На основе методов сетевого моделирования и методики модульной генерации разработана математическая модель, проведена настройка библиотечных модулей,определены межмодульные связи и общая схема модели системы обработки визуальной информации для модульной генерации сетевой модели. Такой подход позволяет реализовать алгоритм автоматической генерации модели системы обработки визуальной информации по следующим основным параметрам системы: число входов-датчиков, число выходов и коэффициент обратной связи. При этом выполняется проверка ограничений по памяти и определяется возможность выполнения генерации. Сгенерированная модель выводится во внешний файл в виде матриц , описывающих структуру сети.что позволяет проверить результаты генерации.

Обеспечивается возможность использования различных тестовых функций,подаваемых на вход модели системы обработки визуальной информации и задаваемых аналитически или таблично.

Эксперименты,проведенные для определения точности преобразований, осуществляемых в СОВИ,и проверки коэффициентов,обеспечивающих отсутствие колебаний в системе показали, что малые относительные погрешности преобразований в СОВИ позволяют использовать ее для управления адаптивным сварочным роботом. Точность системы с обратной связью зависит от величины коэффициентов обратной связи и может варьироваться в эксперименте.

Система может быть использована также для решения гораздо более сложных задач распознавания. Например, разделение движущихся на конвейере деталей на классы для последующей их сортировки.

Разработанные модели и программные средства позволят обоснованно проектировать элементы и системы управления ,построенные на нейроподобных частотно-импульсных структурах,что обеспечит значительное повышение качества их расоты.

В заключении приводятся основные зыводы диссертационной работы.

В приложениях приведены исходные тексты основных модулей программных средств и акты о внедрении результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1) Предложена и обоснована общая концепция моделирования многосвязных частотно-импульсных систем на базе математического аппарата сетей Петри.

2) Разработаны матемаческие модели многосвязных частотно-импульсных систем на основе сетей Петри, которые позволяют эффективно исследовать процессы в системах автоматического управления с любым порядком дифференциального уравнения.

3) Для проведения имитационных экспериментов по исследованию процессов.протекающих в многосвязных частотно-импульсных системах предложены эффективные алгоритмы модульной генерации сетевой модели и разработан комплекс программных средств, позволяющих моделировать многосвязные частотно-импульсных системы с использованием сетей Петри с разноцветными маркерами.

4) Разработана и внедрена методика моделирования и исследования процессов в многосвязных частотно-импульсных системах.

5) Разработаны алгоритмы управления адаптивным сварочным роботом, базирующиеся на предварительной обработке исходной информации устройством СОВИ и расчете коррекции уставки на привод робота.

6)чРазработана математическая модель,алгоритмы и программное обеспечение для исследования процессов в системе обработки визуальной информации адаптивного сварочного робота, построенной на нейроподобных элементах.

Основные материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1.Александрова 0.И., Романов М.П., Моделирование многосвязных частотно-импульсных систем // Вопросы кибернетики.Устройства и системы: Межвуз. сб. науч. тр./МИРЗА*- - М., 1988. -с. 31-36.

2. Александрова О.И., Имитационное моделирование робото-технических комплексов // Информатика и вычислительная техника:

Межвуз.сб.науч.тр./МИРЭА. - М., 1988. - с. 4-9.

3. Александрова О.И..Графический интерпретатор для системы имитационного моделирования гибких производств//Моделирование и искусственный интеллект: Межвуз.сб.науч.тр./МИРЭА. - М., 1988. - с. 119-123.

4. Александрова О.И..Романов М.П., Имитационное моделирование многосвязных частотно-импульсных систем обработки визуальной информации адаптивных роботов // Вопросы кибернетики. Устройства и системы: Межвуз. сб. науч. тр./МИРЭА. - М., 1989. -с. 73-83.

5. Александрова О.И. Сетевое моделирование для имитации функционирования многосвязных частотно-импульсных систем. // Моделирование и управление в гибких автоматизированных производствах и системах автоматического управления /МИРЭА. - М.. 1990 - с.93-99.

6. Александрова 0.И..Романов М.П. Сетевое моделирование нейроноподобных систем// Вопроса кибернетики. Устройства и системы: МежЕуз. сб. науч. тр./МИРЭА - М.. 1990 - с.131-141.

7. Александрова О.И..Романов М.П.. Имитационное моделирование нейроподобной системы обработки визуальной информации // Вопросы кибернетики. Устройства и системы: Межвуз. сб. науч. тр./МИРЭА. - М.. 1991. - с. 84-92.

8.Александрова О.И., Романов М.П..Чухров И.П. Программное обеспечение для исследования динамики нейроподобных частотно-импульсных систем.// Теоретические и прикладные проблемы моделирования предметных областей в системах баз данных и знаний: Тез. докл. 1-го Международн. научно-технического семинара "Теоретические и прикладные проблемы моделирования предметных областей в системах баз данных и знаний"/Под ред. Игнатенко В. В.-Киев: Concept Ltd, 1992. - с. 162-164.

9. Александрова 0.И., Романов М.П.Методика моделирования нейроподобных частотно-импульсных систем.// Теоретические и прикладные проблемы моделирования приметных областей в системах баз данных и знаний:Тез.докл. 2-го Международн. научно-технического семинара "Теоретические и прикладные проблемы моделирования предметных областей в системах баз данных и знаний"/Под ред.Игнатенко В.В.-Киев:Concept Ltd,1993.-с.10-13.