автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Разработка теоретических основ адаптивной идентификации и управления в классе нестационарныхтехнологических процессов и их приложении

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ

V • • „КИБЕРНЕТИКА"

■ '

На правах рукописи РАДЖАБОВ Бахтиёр Шарипович

Разработка теоретических основ адаптивной идентификации и управления в классе нестационарных технологических процессов и их приложения

05. 13. 01 - Управление в технических системах

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Ташкент-1994

Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знамени Институте кибернетики научно-производственного объединения „Кибернетика" АН Республики Узбекистан.

Научный консультант: Заслуженный деятель науки

Республики Узбекистан, член-корреспондент АН РУз, доктор физико-математических наук, профессор АБУТАЛИЕВ Ф. Б.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор АХМЕТОВ К. А.

доктор технических наук, профессор ГАФУРОВ А. А.

доктор технических наук, ХАМДАМОВ Р.

Ведущая организация: Самаркандский Государственный

университет им. А. Навои.

Защита состоится . . 1994 г. в „/У^Г

час. на заседании специализированного совета Д 015.12.21 в Узбекском научно-производственном объединении „Кибернетика" АН РУз по адресу: 700143, г. Ташкент, ул. Ф. Ходжаева, 34, НПО „Кибернетика» АН РУз.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института кибернетики НПО „Кибернетика, Академии наук Республики Узбекистан.

Автореферат разослан „ $ . Я__________1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор технических наук, профессор

Шамсиев 3. 3.

- 3 -

ОБЩйЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Развитие теории и практики адаптивного моделирования и управления связано со все более интенсивным их применением к сложным объектам управления и появлением новых современных информационных технологий на базе персональных ЭВМ.

Управление объектом при неопределенных статистических характеристиках всегда являлось одной из центральных проблем теории и практики управления.

В последние годы разработаны достаточно эффективные способы идентификации и управления квазистационарными объектами, учитывающие современные возмоаности алгоритмической теории, принципов измерения и отображения значений параметров и современной вычислительной техники.

Анализ теоретических и экспериментальных исследований алгоритмов адаптивной идентификации и управления позволил формализовать различные по природе классы процессов, для которых приемлемы соответствующие методы адаптивного управления.

В диссертационной работе разработаны основы алгоритмизации и моделирования для решения проблемы адаптивной идентификации и управления применительно к классу нестационарных технологических процессов (НТП).

Актуальность темы исследования.

Класс нестационарных технологических процессов занимает ключевое место в структурах действующих предприятий лицевой, нзфтелерерабатываюцей и химической промыиленности. Основными особенностями этого класса НТП являются нестационарность и стохастичность их параметров и дсловий функционирования. Существует большое число способов решения проблем идентификации и управления объектами, основанных на детерминированных методах, жесткой или программном регулировании параметров, а такае на пассивных методах оценки состояния объекта. Последние могут быть полезными при конструировании и проектировании конкретных вариантов НТП с элементами автоматики и автоматизации. Разработаны методы адаптивной идентификации и управления, решащие проблему для отдельных технологических процессов.

Проектирование и эксплуатация объектов типа НТП зыдви-

гает новые проблемы и задачи моделирования и управления, связанные со стохастичностьв, инерционность!! процессов и их параметров.

В динамических процессах использование параметров, полученных в условиях стационарности, может привести к "раскачивании" объекта. В связи с этим возникает необходи- ' мость в разработке специальной методологии оперативной идентификации НТП. Поэтому создание концепции алгоритмизации реиения задач адаптивного моделирования и управления является актуальной научно-технической проблемой.

Специфика проблемы алгоритмизации реиения задач адаптивной идентификации и управления объектами класса НТП в такой постановке приводит к -необходимости реиения следующих основ<5оолагаючих задач:

- разработка концепции алгоритмизации решения задач адаптивной идентификации и управления нестационарными технологическими процессами на базе их математических моделей линейной и нелинейной структуры;

'-синтез эффективных алгоритмов адаптивной идентификации 1 "управления применительно к классу НТП;

- разработка и внедрение алгоритмов адаптивного управления с идентификацией в каналах обратной связи с .'объектом;

- апробирование и внедрение предлагаемой концепции алгоритмизации адаптивного моделирования и управления в конкретных объектах класса НТП,например в технологических процессах переработки хлопковых семян;

- создание обжей инменерной методики алгоритмического обеспечения проектирования гибких производственных систем в технологии производства хлопкового масла.

Разработанные в работе концепция, алгоритмы и программно-инструментальный комплекс адаптивнйй идентификации и „> управления в классе НТП является перспективным и существенным дополнением в теорию адаптивного управления и открывают широкие возмомности для решения крупных народнохозяйственных проблем.

Целы) диссертационной работы является создание единой концепции алгоритмического обеспечения проблемы адаптивной идентификации и управления применительно к классу НТП и реализация данной концепции при решении прикладных задач.

Конкретными задачами диссертационной работы являются:

- разработка алгоритмов адаптации моделей НТП линейной и нелинейной структуры при непрерывном и дискретном способах поступления информации с объекта;

- разработка процедур линеаризации нелинейных моделей при синтезе алгоритмов их адаптации:

- исследование сравнительных характеристик алгоритмов поиска экстремума и разработка методики выбора эффективных алгоритмов адаптивной идентификации и управления;

- разработка модифицированного алгоритма Внханду и его практическая реализация в задачах адаптивной идентификации и управления НТП;.

- разработка идентификационного алгоритма адаптивного управления квазирегулярными объектами;.

- разработка алгоритмов адаптивного управления с идентификацией в каналах обратной связи;

- разработка специального алгоритма адаптивного управления последовательностьв НТП;

- исследование и формализация технологических процессов переработки хлопковых семян и представление их в качестве объектов адаптивной идентификации и управления с цельв применения разработанных в диссертационной работе алгоритмов и методов;

- реализация разработанных Алгоритмов адаптивной идентификации и управления на базе программно-инструментальных комплексов "РОГБК" и "ЙДЙПТАЦИЗ" в технологических процес-' сах переработки хлопковых семян.

Методы исследования. При решении сформулированных проблем и задач в работе используются и развиваются методы теорий идентификации и управления, системного анализа, ' поисковые методы оптимизации.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

- разработаны концептуальные основы алгоритмизации решении проблем адаптивной идентификации и управления применительно к классу НТП;

- разработаны новые алгоритмы адаптивной идентификации и управления на базе линейных математических, моделей нестационарных объектов управления:

. - решена задача оптимального выбора алгоритма адаптивной идентификации и управления, щь- конкретного типа НТП на

основе сравнительного анализа характеристик алгоритмов поиска экстремума в условиях априорной неопределенности;

- разработана модификация рекуррентного алгоритма Выханду с более высоким порядком скорости сходимости:

- разработаны специальные алгоритмы адаптивного управления с идентификацией в каналах обратной связи, которые апробированы при управлении последовательностью НТП;

- разработан и реализован идентификационный алгоритм адаптивного управления квазирегулярными объектами;

Практическая ценность работы. Предлагаемая концепция алгоритмизации решения проблемы адаптивной идентификации и управления позволяет синтезировать общую инженерную методику проектирования систем адаптивного управления применительно к классу НТП. В частности:

- разработанные в рамках данной концепции методы и алгоритмы могут быть использованы как при исследовании реальных технологических процессов, так и при их эффективном управлении:,

. - предложенные алгоритмы адаптивной идентификации и управления в составе комплекса программ "РОIБК" внедрены в системах адаптивного управления процессами подачи хлопковых семян на производство и распределения семян внутри производстёа;

- на основе разработанных алгоритмов . синтезированы и реализованы системы адаптивного управления технологическими процессами велуагекия и сепарирования семян, позволяющие оптимизировать эти процессы;

- разработаны системы адаптивного управления технологическими ' процессами влаготепловой обработки хлопковой мятки и прессования мезги, что позволило увеличить выход масла из единицы сырья и улучшить его качество. Реализация данной системы для одной установки "яаровня-форлресс" дает годовую экономическую эффективность в размере 90,4 тыс. руб. в ценах 1992 г:

- основные научные результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены на Кокандском, ТавкентЬком и Гулистан-ском хаслокиркомбинатах, а также приняты для проектирования и создания промышленных вариантов систем адаптивного управления технологическими процессами масложировой промышленности Узбекским государственным проектным институтом лицевой промышленности (УзГИПРОПицепром):

- годовой экономический эффект от внедрения полученных научно-практических результатов в народное хозяйство в целом составляет 1051,3 тыс. руб. в ценах 1ЭЭ2 г. Экономический эффект получен за счет снияения производственник потерь сырья, материалов и улучшения качества готовой продукции;

- основные научные полояения и результаты, полученные в диссертации включены в учебные программы ВТУЗов по общим и специальным курсам "Прикладная математика", "Автоматизация производственных процессов", "Адаптивные системы", "Математическое моделирование и оптимизация систем" и др.

Основные научные полонения, выносимые на зачиту.

На защиту выносятся:

- разработанная единая методология алгоритмизации реиения проблем адаптивной идентификации и управления в классе НТП;

- новые алгоритмы адаптивной идентификации и управления нестационарными объектами на базе линейных и нелинейных моделей;

- методика оптимального выбора алгоритмов адаптивной идентификации и управления для конкретных типов НТП на основе сравнительного анализа алгоритмов поиска экстремума в условиях априорной неопределенности;

- алгоритм ортогональных сечений в случайном поиске и метод многомерного случайного поиска, имеющие высокую скорость сходимости;

- модифицированный алгоритм Выханду применительно к решения задач адаптивной идентификации и управления в классе НТП;

- система адаптивного управления НТП с идентификацией и идентификационный алгоритм адаптивного управления;

- единая инзенерная методика реализации разработанных ' алгоритмов и методов адаптивной идентификации; и управления в

технологии переработки хлопковых семян.

Направление работы. Диссертационная работа выполнялась в соответствии с научными направлениями АН РУз и НПО "Кибернетика" по комплексной проблеме "Информатика" Программа 2.1. "Проблемы информатики, вычислительной техники и автоматизации" Н 1.13.3. в ракках темы "Разработка математических моделей многомерных нестационарных гидрогеохимкческих и геофизических процессов и их' реализация аналитическими и численными методами в виде ППП", ГШ РУз и ЙН РУз гос.

регистрационный номер 01910040522. Тематика работы также находится в соответствии с Проблемой 1.12.66. "Проблемы автоматизации технологических процессов" и целевыми комплексными программами развития пищевой промышленности Республики Узбекистан на 1990 - 1995 г.г.

Апробация работы. Основные научные и практические результаты диссертации докладывались и обсуждались на: Республиканской НТК "Методологические и прикладные аспекты САПР" (Ташкент, 1981); Всесоюзном научном семинаре "Математическое моделирование, оптимизация маслоаировой промышленности" (Краснодар, 1983): Всесоюзном семинаре "Вопросы разработки и применения общесистемного обеспечения АСУ в ПП" (Одесса. 1983); Республиканской НТК "Автоматический контроль и оптимизация процессов'маслозкстракционного производства" (Тавкент. 1984); секции Ученого совета НПО "Масложирпром" (Ленинград Л 989 ); Всесоюзном совещании по проблемам управления (Ташкент,1989 ); Республиканский НТК "Методы управления технической диагностикой и восстановлением работоспособности слойных систем" (Ташкент, 1988); Республиканской конференции "Современные проблемы алгоритмизации" (Ташкент, 1991); Региональной НТК "Моделирование и управление в технических системах" (Ташкент. 1991); Республиканской конференции "Состояние и развитие кибернетики в Узбекистане" (Ташкент. 1393); Международном семинаре "Системный анализ - 93" (Ташкент . 1993); Всесоюзной научной конференции "Управление ВУЗов в новых условиях хозяйствования" (Москва, 1991); Ученых советах Т 3 И С; ежегодных научных семинарах молодых ученых и специалистов по АСУ и САПР КП0 "Кибернетика" ЙН РУз; объединенных семинарах лабораторий "Математического моделирования" и др. НПО "Кибернетика" ЙН РУз.

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 33 научных работ, в том числе две монографии, одна брошюра и получено одно авторское свидетельство.

Структура и объен работа. Диссертационная работа состоит из введения, вести глав и заключения, изложенных на 255 листах навинописного текста, включая рисунка и 4 таблицы, приложения и списка литературы из 208 наименований.

- 9 -

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы,сформулированы цель и задачи исследования, изложены основные научные положения, результаты, практическая ценность и степень апробации работы. Лается краткая характеристика работы по главам.

Первая глава работы посвящена формализации объекта исследования с позиций системного анализа. При этом нестационарный технологический процесс рассматривается в качестве многопараметрической слояной системы, Функционирующей в реальном пространстве и во времени (рис.1).

Г"

Зг

Хн

Сх

ъ

тг-

Хпг

С*

ИТ п

1_.

X' Тп>г

1и

------1

Н'Ь

С*

Рис.1. Представление НТП в виде последовательной многопараметрической системы Разработаны этапа формализации НТП (рис.2), что позволило определить место и роль проблемы адаптивной идентификации и управления в обвей схеме идентификации НТП. В соответствии с этим НТП определен как многостадийная кибернетическая система со свойством стохастичности,формализуемая поведением входных и выходных параметров, которые образуют следуавдв тройку:

> ¿еГ, ш

где Г - мноаество индексов, $¿(1) - векторы случайных возмущения, влияющие на НТП.

Тогда обобщенная формализация записывается так:

здесь - сеазйсгзо зектороз зозиуйэяий.

Рис.2. Этапы формализации НТП.

На основании (2) и по данным (1) сформулирована задача идентификации НТП в экстремальной Форме

№)=1р{га),ф(ЩкШЛ (з)

где _р - функция невязки; к&) - весовая функция; 0* - решение задачи, идентификации; множество допустимых решений задачи идентификации. В частности, наличие семейства векторов {¡Р^} обуславливает- формализацию задачи адаптивной идентификации при известной структуре математической модели НТП. Здесь уместным является постановка и решение задачи параметрической адаптации модели по поступающим данным С1), т.е. ,

где а - вектор неопределенных параметров, а а - решение задачи параметрической идентификации.

Выдвигается концепция создания системы управления на базе задачи адаптивной идентификации и введение ее в контур управления с учетом времени инерционности НТП С или его стадий). Б этом случае задача адаптивного управления такхе

сформулирована в экстремальной форме (3), но аргументами Функции невязки р на этот раз являются выход по адаптированной модели УмШ и заданная целевая функция (п. 1.2).

С цель» определения концепции решения поставленных задач сделаны литературный обзор и теоретический анализ современных подходов и методов (п.1.3).Изучены условия необходимости адаптации моделей при синтезе систем управления, когда объектом управления является НТП. В частности, проанализировано поведение статистических характеристик погрешностей различных типов, порожденных влиянием [^¿Ш]■ при идентификации НТП на базе линейных структур ах моделей:

Р[га)/ха)]=Р(ла)хЪ]+■

Причем Р[Ч1Ш-*в А у*6

где , - моделируемые и неиоделируемые части пог-

решностей (помех). Проанализированы статистические характеристики (О , при идентификации НТП на базе нелинейных моделей следующего вида:

тр ^¿/Юъ^*;.

На основе анализа 'получены условия аддитивности немодели-руемой части погрешностей , а такзе ее оценки.

Введено понятие параметрической адаптации математической модели при управлении объектом.

Определение. Адаптацией математической модели называется процесс непрерывного или дискретного по времени решения задачи оценки параметров модели, при которых значения выходных параметров объекта У "О-) и модели ТТО отличаются в некоторой мере на заданную величину в момент функционирования объекта, т.е.

где ЕЮ - вектор случайных возмущений, Д(?) - вектор (или матрица) неизвестных параметров модели, - оцзнка

параметров модели или решение задачи (5У.

На основании проведенного исследования объекта и методов его формализации в конце главы сформулированы основная цель и задачи, определяющие концепции адаптивной идентификации и управления классом НТП (п.1.4).,.-

- 12 -

Вторая глава работы посвящена проблеме алгоритмизации адаптивной идентификации НТП, предлагаются основные подходы к ее решению. Исследованы классы алгоритмов и методов.непрерывной и дискретной адаптации моделей НТП с целью построения системы признаковых характеристик, определяющих их эффективность при реализации в системах управления (п.2.1). При решении задач непрерывной адаптации модель -объекта в условиях возмущенного движения определена в виде

^= * /зге«, к (V, ? СО, «С«/, X )=Х ., ш

/ УГХСО, И®,«Я, гдеХ"&) - вектор параметров состояния НТП или ее локальной стадии; У а) - вектор выходных параметров; Ч/ СО -

векторы внешних возмцценйй и помех измерения; О (О - вектор неизвестных параметров модели, по которым'производится, ее' адаптация; / /и У- - известные вектор-оннкции соответству-влих': аргументов; - вектор управляемых сходов НТП. В частности, при решении задачи адаптивной идентификации в качестве (?) рассмотрена линейная структура модели, т.е.

=жтгсач-всонЪ) ; , ,,.

йх ('>

где ЛСО .йШ.РСО ,ъа) - матрицы неизвестных параметров нодели П) соответствующих размерностей.

В соответствии с определением задача адаптация модели (3) сведена к решении следующей экстремальной задачи в интервале наблюдения [и ,т] :

т 4

? [а со]-/¿¡га) Усф -та ^аа). (8)

Здесь Р - функция невязки: кф - в'ёсовая функция.

Изучены основные подходы к решению задачи (58) при условии, что О рассматривается как случайная функция аргументов аСО , Кроме того, рассматривается алгоритм динамической адаптации для моделей с линейной структурой. Для них получены аналитические решения, в структуру которых входят обратные матрицы настраиваемых параметров. В данным случае модель объекта рассмотрена в виде

¿ха)=р,. ы-вос01-<ж«)рсс» 8в)1.а)д№(Ъ ■ (9)

- 13 -

Вектор управления в модели определен в виде Utt)=[gft)~Y(ti], причем YC*>®ГЗДзСЮ . В уравнении (9) введены следующие значения: xft) - вектор состояния: Ай) , 8оШ - матрицы параметров объекта; ¿Ш , Lft) - матрицы настраиваемых (адаптируемых) параметров модели; - вектор, характери-

зующий выход объекта и обратную связь; F(t) - вектор возмущений.

При заданной эталонной модели

¿Ш=а)хЪ) +ВмШ9га> di

с учетом невязки i ЕЮ*

получены решения задачи адаптации.

Для проведения экспериментальных расчетов на ПЭВМ сфор- . мулирована задача адаптивной идентификации по дискретным -наблюдениям применительно к моделям НТП с линейной структурой (п.2.2).

Y(<V) = AWX. -ni C¿) 7

где к - дискретное время. В этом случае задача адаптивной идентификации имеет вид

з[лсф J>fj(")xrCMi)-Yecwjj=> A*C*r+i).

Причем * г

Ya C<v+i) (л>+1 )х C«f*i) s y„ cw+o .

Для -решения этой задачи предлагается использовать шаговые алгоритмы

ДС.М) =JKO + /"Yo(v+<)-JICv)XTCV-n)]xrCV->0.

В частности, разработаны процедуры адаптации параметра^характеристика помехи) в алгоритме Качмаиа, который в скалярном случае имеет вид

п

a¡ c»+t> ~q¿ С") + ——' -д * — %

где i -число параметров модели, подлежащих оценке. Для алгоритма (10) определена условия сходимости, связанные с ортогональностью, и получены статистические характеристики процесса сходимости. Разработана схема идентификации НТП (рис.3), реализующая задачу" адаптации.

Н Т П

мм)

Измерение

Исходная модель при

ЯШ)

ар? ел-)] >£

Нет

ЛСпгУ

г- ■

Ъв.

При ЯШ модель " алаптирова-1^^'; н я

--1

Алгоритмы

адаптивной

иденЕНфика-

Корсенция яарамехров Л (Ю

.Контур адаптации

Вычисление

задач адаптивной

Рис.3. Структурная схека системы адаптивной идентификации КТП по данным наблюдений • В п.2.3 данной главы сформулирована' и решена задача адаптивной идентификации^пэраметров распределения слоеных объектов. На примере "трехпараметрического распределения Вейбулла-Гнеденко предложена методика активизации оценок

неизвестных параметров.

В п.2.4 предлагается общая концепция алгоритмизации адаптации линейных моделей НТП. Сформулирована и ревела задача выбора рационального алгоритма решения идентификации

где У - потери на идентификацию при использовании алгоритма Л : Ув) . ~ выходи по модели и объекту соответственно: 9 - заданный класс алгоритмов, решающих задачу (13). Рассмотрен алгоритм текучего регрессионного анализа для оценки параметров линейной модели НТП. который имеет вид

■ т п ,

лер

(11)

Здесь "и^Л) - выход НТП; - заданная невозрас-

тавщая функция индексов я-/'

На основании (12) предложен следующий рекуррентный алгоритм текущей адаптации для класса линейных моделей:

где !п ~СХп Хл) .

Изучены статистические характеристики сходимости алгоритма (13).

В этом аспекте исследованы характеристики работоспособности алгоритма Качмажа для адаптивной идентификации НТП на примере линейной модели

и с* I

где Л' - дискретное время.

Оценка параметров (а;(#)} .(¿=0,п) осуществляется по алгоритму

Г+ХС-иЖлРО * (14)

где У - параметр, характеризующий уровень помех.

Получены численные характеристики распределения параметра Т при практической реализации алгоритма (14) для решения задач адаптивной идентификации в динамическом режима.

С целью расширения класса моделей, подлежащих адаптации в рамках разработанной концепции (п.2.5), предлагается процедура линеаризации нелинейных моделей. Данная процедура апробирована на следующих типах нелинейных моделей:

1-1

здесь С... ,2л) - нелинейная часть модели (15).

При этом процедура линеаризации выполнена на основании метода Ньютона и получены дисперсионные характеристики распределения процедуры линеаризациил рис.4).

О бо -(го на 243 Т7<о

Рис. 4. Дисперсионные характеристики адаптации моделей нелинейной (а), линейной (б) структур и линеаризующей процедуры (в)

Третья глава диссертации посвящена исследованию и разработке.. алгоритмов адаптивной идентификации и управлении ускоренной сходимости. С учетом мнерционннх и стохастических "характеристик НТП выработаны критериальные лолокекия "уплы-вания" объекта при идентификации и его "раскачивания" при управлении. В связи с этим определены сравнительные характеристики по критериям скорости и устойчивости сходимости классов алгоритмов поиска экстремума функции в обстановке помех. Исследованы сравнительные характеристики таких алгоритмов. как алгоритм Ньютона,, наискорейшего, спуска, наименьших квадратов (текущая регрессия) и класс алгоритмов случайного 'Поиска (СП). Сравнение данных классов алгоритмов рассмотрено в п.3.1 и производилось на базе параметрической адаптации подели. описывающей НТП, которая имеет следующий вид

с1б)

.V.

где , к] - параметры скоростей прямой и -обратной связи стадий НТП; Х^-ЛО - матрица коэффициентов передаточных Функций; м - число компонентов модели; хп .А

— параметры объекта и модели. При заданных соотношениях

CIS) и данных, поступавших с объекта, необходимо определить значения вектора параметров модели путем решения следующей задачи:

« iiH н м

Г [Kmjdi, (1?)

В[ К d)] mia к С к", K'l^iJi).

На примере решения задачи (17) по критериям скорости и устойчивости сравнивались алгоритм Ньютона

GmWCI-J*'OGrtOO + V^V cl8)

где Л • Р ~ весовые коэффициенты алгоритма Ньвтона;

Q* - целевое значение критериального функционала; ft -шаг поиска, и алгоритм наискорейшего спуска

йя

G-n(K)-G-mln +Л[Ci-ZftK) , (19)

где б* - начальное значение функции & ; Gm.U - аб-салютный минимум функции В- .

Алгоритмы (18) и (19) сравнивались с известным методом наименьших квадратов (МНЮ. Результаты численного эксперимента по характеристикам сравнения указанных алгоритмов представлены на р'ис.5.

различных значений ^Параметра j .

- 18 -

Анализ алгоритмов градиентного поиска показал их несостоятельность в окрестностях экстремума, что резко снижает их скорость при достижении цели. Это связано с требованием ортогональности данных соседних измерений по каналам "вход-выход" НТП. Для преодоления этой проблемы в работе обосновано использование алгоритмов СП и разработаны новые алгоритмы, позволявшие повысить скорость их сходимости в обстановке помех. С учетом установленного свойства адаптации пробного шага алгоритма СП по модулю и направлению произведено его сравнение с классом алгоритмов градиентного поиска. Сравнение проводилось . по локальномд критерию "потери начпоиск"

г/а , УпСР)

где V_ среднее смещение вдоль градиентного направления при удачном шаге; КУ) - вероятность распределения угла У : } - 1,2,3 - индексы алгоритмов СП; ' , ЯСр ~ критериальный коэффициент ) - го алгоритма СП/ Результаты сравнения представлены на рис. 6.

Ы 1п

и

у /

/

£

———

А)

П

А г

у %

(А О'

✓

у // —

>и

Рис. 6. Сравнительные характеристики классов алгоритмов градиентного поиска, СП и их модификаций.

С целью интенсификации поиска разработан алгоритм ортогональных сечений (п,3.2).Отличительной чертой дачного алгоритма является возможность сужения области поиска путем проведения ортогональных сечений. Это сечение исключает ту часть пространства поиска, где заведомо отсутствует "удачные" направления. Здесь условие ортогональности сечения имеет вид

zjâ„q

hiiiû.ot

_ ж -2 '

аъдсго = а-гссоз где ?, = //<? С**.!*}//* > ¿.0 * ¡1ц*сх)1и ;

¿г.- заданная норма в пространстве.

В п.3.3 описывается разработанный алгоритм многомерного СП, отличавшийся повышенными вероятностными характеристиками поиска удачного шага при решении экстремальных задач. Доказана теорема, обеспечивающая строгость сходимости предложенного алгоритма.-

Теорема. При неравномерных до мо^улд случайно^выбранных направлений поиска подсистема , • • ■ дос-

тигает своегд минимального значения по аргументам и условие выполняется при (0

со (П .

Здесь ¿к , ¿-к - векторы случайных величин, определяющие расстояние от новых состояний до экстремума при первом и j - м шагах поиска. В этом аспекте (п.3.4) предлояена модификация алгоритма Быханду, ймевщая преимущественную скорость сходимости в классе решения задач"-? л

/¿¿О Шсп ; х в £ ; /«? С

Названный алгоритм имеет вид

.t.

Гп*1 ~Г/г -Yn Gn i (Zn) r. ' с 20 3

где

Vn-:Сt+d-Я«)'[!+Ci Rn~{ : n- 0,i,i,

d-- весовой коэффициент.

Доказана соответствующая теорема, обеспечивающая сходимость алгоритма (¿0) и получены оценки его сходимости. Теореиа. Пусть функция Ч-iM выпукла и fcx)ec(ti, Ze£ , а также выполняются условия

Il f "œil<К ; Я 04 L-, K,L >0.

Тогда при заданных начальных условиях алгоритм (20) сходится со следующей оценкой: ^

flx»-z'ЫСм^о) Cç0ao) . Данный алгоритм реализован в системах адаптивного управления процессами переработки хлопковых семян. Динамика отеле-

- 20 . , . яивания выходного параметра Уш процесса увлажнения хлопковых семян при адаптации моделей модифицированным алгоритмом Выхандд показана на рис.7.

УСг),««

~У"й)

-У"СО

абсо

шгяая

—-я

погр< ВНОСИ Б

о

3 л®

Рис. 7. Динамика отслеживания выходного параметраУ(т) ' ,* при адаптации моделей модифицированным алго-

, / ритмом Выханду УГ(*> и алгоритмом ГаллеяУгДО

'Четвертая глава диссертационной работы посвящена разработке алгоритмов адаптивного управления с идентификацией в цепи обратной связи, использукщих в своей структуре предложенные в предыдущих главах алгоритмы и методы. В частности, в п.4.1 приводится решение задачи синтеза систем*»: адаптив-нбго управления НТП с идентификацией ^а основе модели возмущенного движения объекта в динамическом ренине

(Ц ах

У -Сх; .

_ Я №)= У<£а)., Тк-*<г.>0.

Здесь адаптивная идентификация в системе управления синтезирована на базе решения задачи (20):

гт- .. . ,2/яЭ;

1* =]ехр{р0 (Тк.г +21)}икСТ-*3<0 с1?г ;

5

к

I

5

- 21 -

Получена достаточные условия сходимости алгоритма (21). В п.4.2.пдедлояен идентификационный алгоритм адаптивного управления для класса квазирегулярных объектов с моделью

= лстЬ)+8сь)и.Ь) + Ы,

, г (22)

Для (22) получен алгоритм адаптивного управления рассматриваемым объектом, скалярный вид которого следующий:

и. сю = [д-a ¡roo - yeiCttJ/J-e,

где К - дискретное время.

На объекте имитирована динамика выхода форпрессового масла при яестком регулировании и с использованием идентификационного алгоритма адаптивного упрарления, показывающая преимущество последнего.

В п.4.3. НТП рассмотрен как последовательная многопараметрическая система (ПМС), каждый элемент (стадия) которой Функционирует оптимально в. что не гарантирует оптимальности ПМС в целом. Для поиска глобального алгоритма адаптивного управления, обес'пбчивавщего оптимальность ПМС в целом, сформулирована задача оптимизации "стыковочных моментов" этой системы, для которой синтезирован специальный критериальный Функционал . -

л-1 л-1 ' р

, (23)

W 1я1 , (XÍH}€ (<}i+i ,>£«)

характеризующий степень рассогласований выходных параметров ¿ - го элемента с входными параметрами ¿-H - го элемента ПМС. Для аргументов функционала HCt) определены области их изменения в виде О]

Решение задачи (23) осуществлено алгоритмом многомерного СП. В результате решения получен алгоритм . вычисле-ния управленческих значений -по входам для всех элементов ПЙС, обеспечивавший оптимальность функционирования ПМС в целом (рис.8). Здесь Bt , 8а ..... Вп - алгоритмы управления стадиями, реализующих локальные цели Цi , Цг .... . Цп : 8г - алгоритм управления, реализующий глобальную цель в ПМС. ; . - -

Ш1

11 11 I!

А*

Ш-

Ха

61

9а

Уа

Ва

Ц2

Яп

Уп

В и

Ца

ГП Бг

Мг

Рис. 8.

Пятая глава диссертации посвящена формализации объекта приложения разработанных алгоритмов адаптивной идентификации и управления. В данном случае в качестве объектов определены технологические процессы (ТП) переработки хлопковых семян и получения хлопкового масла, которые по своей структуре и параметрам являются типовым примером класса НТП. В п.5.1 дано( описание ТП получения хлопкового масла и получены причинно-следственные характеристики производственных потерь .продукции, связанные с существующей системой управления: •"''"" Таблица 1

"\Цроцессы подготови- ¡Процесс Процесс ¡•Процесс ¡Процесс

^\дельного участка ¡очистки увлая- ! шелуше- ¡сепари-

признаки-^чпроизводства! семян нения ! ния рования

причины ! семян семян ! семян ¡рупанки

потерь продукции ^^^ < у:/. У:/. ч У.У. ! у:/.

1.Конструктивные дефекты 12-15 10-12 10-12 9-12

оборудования

2.Отклонения от техноло- 25-30 20-25 22-26 20-28

гических норм

3.Отклонения от времен- 15-20 17-20 17-20 15-20

ных характеристик пре-

бывания материала в

агрегатах

4.8есткость системы 22-28 20-25 18-20 25-30

управления

5.Влияние внешних фак- 10-15 15-20 17-20 10-12

торов (характеристики сырья и др.)

На основе разработанных математических моделей проведена полная параметризация процессов шелушения и сепарирования (п.5.2). Сформулированы и даны реиения задач адаптивной идентификации рассматриваемых процессов с целью последующей разработки систем управления. Разработаны модели процесса влаготепловой обработки хлопковой мятки и прессования мезги. Определены критериальные' взаимосвязи качественных и количественных показателей хлопкового масла с. функционированием систем управления данной технологией. Проведена формализация ТП жарения мятки прессования мезги (п.5.3). Определены структурные взаимосвязи параметров процесса получения масла и экспериментально оценены характеристики кривых разгонов процесса в динамическом реяиме.

П. 5.4 данной главы посвящен разработке алгоритмов адаптации моделей процессов сепарирования. При этом в соответствии с общей концепцией алгоритмизации задач адаптивной идентификации данная задача сформулирована и решена в экстремальной постановке при следующей исходной модели:

дй(*1.ъл) - д Ы

Э21 ]. зц с . агз

+ (24)

дъ д*ъ '

при 1-0.

Здесь <5« , И - параметры модели; - Функция

распределения концентрации рушанки; & , 2-» - нияние и верхние границы слоя руианки в агрегатах; £ - время. Для модели (24) сформулированы соответствующие начальные и граничные условия. При этом задача адаптивной идентификации представлена в виде

?а(*1.1*,{'>-—1*ЧП с25)

где

1-х

Результаты решения задачи (25) были использованы также при синтезе систем адаптивного управления процессом сепарирования. ■

йестая глава работы освещает практическое применение разработанной концепции адаптивной идентификации и управления НТП в технологии производства хлопкового масла. С учетом

- 24 - ...

проведенного причикнб-следственного анализа (табл.i) разработана инженерная методика реализации данной концепции» В связи с этим в п.6.1 приводится методика разработки и реализации . системы.- адаптивного управления процессой подачи хлопковых семян на производство. Для этого случая модель, определяющая расход по течкам, питающим автоматические весы имеет вид

Qi(»*f[Q?Ctil-S[j« tCQ]t\ <26)

где - общйй поток над весами : j4¿ - степень открытия

, ¿ - го иибера над весами (1=1,2,3,4.5).

Функция (26) идентифицирована экспериментальным путем на объекте с учетон передаточных Функций шиберов и блока сопряжения. Их модель представлена в виде преобразователя "напряжение-частота". При постоянном отвесе семян =100 кг (цель) получены следующие соотноиения;

¿ (27)

1 tyzíoa 1 Ji QiCQ

Для (26) решена задача параметрической адаптации при заданном расходе Q = 18 т/час. и получены данные для модели: напряЕение - 25 B;Tt = 20 с и / = 0.002 «¿ (Гц), где U¿ -рабочее напрявение регулятора весов с, i - м номером.

В результате реализации данной системы достигнут достаточный уровень стабилизации общего потока подачи семяк на производство.

В п.6.2. приведено решение, задачи адаптивной идентификации процессов распределения хлопковых семян (рушанки, ядра и мятки) по параллельно работающим оборудованиям. При этом получены оптимальные значения параметров отверстий (ячеек) :транспортно—распределительного * шнека (TPI), обеспечивающие равномерное распределение сыпучего материала. Получена математическая модель процесса распределения в виде системы интегральных уравнений, характеризующая зависимость геометрических размеров течек от уровня-сыпучего материала в ТРИ. Согласно этой модели условие равномерного распределения имеет вид:

Poje dx=&¡Q dx=- -=J?.f e oír, (28)

. -25 -

где X/ , Xi , ... , Хп - граничные значения линейных размеров течек ТРИ; , , , - уровни потенциалов

над течками; £ - величина входного потенциала сыпучего материала. Получен закон распределения линейных размеров течек, обеспечивающий равномерный поток

________________(23)

здесь'л^о - величина минимального смещения.

На базе модели процесса распределения (28) - (29) в

п. 6.3 описана разработанная данным процессом (рис.9).

система адаптивного управления

Адаптер

rij«>.lj«S

АГРЯГАТ (шелушитель, сепаратор-и др.)

В-—

L.

Объекг управления

Измерение и преоб' разозанйб актнвногс чо'ка

Иденгифм-кагор

H II

Рис. 9. Система адаптивного управления с идентификацией процессом распределения хлопковых семян При минимизации' критериального функционала, обеспечивающего адаптивное управление, реализован алгоритм многомерного СП,. Данный алгоритм реализован в канале

< /До > з—^

(30)

где I.-£t) - реальный показатель активного тока привода дви^ гателя j - го агрегата; - управляемое значение

активного тока, воспроизводимое адаптером (рис.9); Sjtà -площадь сечения течки ТРИ. соответствующая условиям выравнивания распределения (28); L^CO - длина линейного вага шиберной заслонки ТРИ. соответствующая условиям выравнивания. Реализация данной системы управления на предприятиях (Гули-станский маслоаиркомбинат) позволила обеспечить равномерную

- 26 -

загрузкд параллельно работавшего оборудования.

Предложено решение задачи адаптивной идентификации и управления процессами терновлагообработки мятки хлопковых семян и получения пасла (п.6.4) с учетом характеристик рассматриваемых процессов и соответствующих показателей времен разгонов. Синтезирована обобщенная схема параметризации, объединяющая функционирование пропарочно-увлакнительного инека, ааровни и форпресса. При этом определены входные ( гх - давление пара (Па] ; хг - толщина ямыха [мм] ;

Хъ - потребляемая мощность форпресса [Квт] -

влажность мятки (%] ; - масличность поступающей мятки (У-]'. - температура материала, находящегося внутри

¡¡¡аровни ('С] ; Уч - влажность мезги [У.\ ) и выходные с Уа - цветность форпрессового масла [в 1 см ч. кр."] ;

Уг - масличность нмыха ( '/.] ) параметры рассматриваемого процесса. Синтезирована математическая модель данного процесса в линейной форме

Ы Ы (31)

По поступающим с выхода данных наблюдений. и Уг с учетом аддитивных помех , сформулирована задача

параметрической адаптации модели (31)!

[ом]= ¡оа (у) + ¿^слоа^с^о-у, (#-н)1-~т1п=*о'(л» о,

1ч /о*}*т (32)

С2[&(")]=!кМ 4 ^ Ь^г^-чуЫ^^т'т^Ь^о, „ £=1 {8*} ¿Л*

где V - дискретное время; о(м) , $(") - векторы параметров модели (31): Л,- области допустимых значений параметров модели (31). При решении задачи (32) нами реализован дискретный вариант алгоритма ортогональных сечений в СП. Результаты решения задачи (32) для десяти циклов наблюдений представлены на рис.10. Как видно, при адаптивном моделировании выходные параметры процесса достаточно хорошо отслеяиваются.

фикации ТП получения хлопкового масла:

la, 1б - характеристики наблюдений за У* и Уа ; Па, Иб, -характеристики У« и Уз по неадаптированной модели: Ша. Шб - характеристики V, и У» по адаптированной модели

На основе полученних результатов решения задачи адаптивной идентификации и с учетом временных характеристик запаздывания канала "объект - ЭВМ - объект" разработана система адаптивного управления процессом отяима форпрессового масла Сп.б.З). С применением экспертных методов входные параметра процесса классифицированы и разделены на управляемые С x,"ui , xt-u2 . ti-ut , x-t-llt ) и контролируемые ,Xs ). При такой параметризации значения управляемых параметров по каналам обратной связи, определены путем решения следующей задачи адаптивного управления:

Q[ut>ut,U(,Ur]=¿i [atu, *аги*+аьК( *о,и7-Ут] + з

Здесь ' Qf , ог , ае , ог . o< . b» . 6c . йт - решения задачи С32); ^

,Уг« - заданный целевые значения (принятый = 20,00 [в 1 см сл. ч. кр.З; = 12,00 17.1; - весовые коэффици-

енты, определяемы экспериментально (приняты ¿i - 0,35,-=0,65 );

U - пределы изменения управляемых параметров, задаваемые технологией.

Результаты речения задачи (33) по реальным данным (Таи-

- 28 -

кентский маслог-гфкоибинат) представлена на рис. 11.

(в 1 си.сл.число кр.)

хлопкового масла на прогнозируемые значения Чтт иУ»опт при адаптивном управлении:

—о— прогнозируемые оптимальные значения выхода -о——реакции У{ и Уг на прогнозируемые значения

Здесь очевидно то, что при адаптивном управлении данным процессом выходные параметры Ух и Уа мало отличаются от их прогнозируемых оптимальных значений,что обеспечивает целевое функционирование процесса в динамике.

В .рамках предложенной инаенерной методики задачи (30), (32) и (33) репены на ПЭВМ (типа IBM / AT - 286), на базе програяыно-инструментальных комплексов "АДАПТАЦИЯ" и "P0ISK". Система адаптивного управления процессом отнима оорпрессового касла ' Енедрена на Танкентскок иасложиркокбинате с годовым экономическим эффектом 90,4 тыс.руб. (по ценам 1992 г.). Разработанная инаенерная методика передана для проектирования промышленных вариантов систем адаптивного управления технологическими процессами лицевых предприятий в Узбекский Государственный проектный институт ЗзГИПРОПЩПРОН.

В прилояениях приведены табличные данные, результаты численных экспериментов, графический материал и документы, подтвергдавцие внедрение результатов работы.'

- 29 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные полокения и результаты, полученныеарамках диссертационной работы сводятся к следующим:

1. Разработана принципиальная схема объекта исследования процессов алгоритмизации,., адаптивной идентификации и управления,..применительно классу нестационарных технологических процессов. На основа проведенного системного анализа определены основные принципы поведения объектов, относящихся к классу нестационарных технологических процессов. При этом нестационарный технологический процесс функционирует в условиях априорной неопределенности.

2. Проведен аналитический обзор современных подходов н методов, прииеняеинх для решения проблем идентификации и упразления объектами, функционирующими в условиях априорной неопределенности. С учетоа особенностей объекта приложения установлены принципы, определяющие, приоритет ' адактнвлкх методов идентификации и управления.

3 . Проанализированы принципиальные недостатки-- некоторых классов алгоритмов речения адаптивной идентификации и упразления, когда объектом их приложения является нестационарный технологический процесс. Это показано на примере ортогональных методов. Проанализированы основные пути моделирования погрешностей пространственных л временных характеристик объектов и определена концепция алгоритмизации. Внявлены условия нарушения управляемости класса нестацио-. парных технологических процессов,при наличии ¡¿емоделируемых погрешностей. На основе исследования статистических характеристик погрешностей выявлены специфические особенности влияния погреиности на скорость сходимости алгоритмов адаптивной . идентификации и управления. _ '

4. Обоснована необходимость дополнения класса алгоритмов адаптивной идентификации и управления применительно для НТП. При этом определены основные требования":; классам алгоритмов в составе контура управления НТП, среди которых наиболее приоритетным является требование, обусловленное активизацией оценок путем оперативной обработки-информации, поступающей с объекта. ; .

5. В. соответствии с концепцией! алгоритмизации решен®' поставленных задач исследованы и определены основный пртШ'---

ципы синтеза алгоритмической структуры для непрерывной адаптации моделей в условиях наличия неполной информации о поведении объекта. При этом разработаны модификации алгоритмов непрерывной адаптации параметров математических моделей. учитывающие корреляционные характеристики входных, параметров объекта.

6. Решена задача параметрической адаптации моделей для класса НТП при дискретном поступлении информации по каналам "вход"-"выход". Исследованы условия сходимости рекуррентного алгоритма Качмана и определены его практические возможности при использовании его в контуре "объект-модель -объект". Получены численные оценки для параметра Т ( характеристика помехи ) при практическом применении алгоритма Качмама.

7. Разработана и- предложена специальная методика активизации пассивных оценок параметров распределения сложных систем. Данная методика реализована на примере распределения Вейбулла-Гнеденко при адаптивном моделировании надежности импульсно-усилительных микромодулей. Разработана процедура алгоритмизации, данной методики для ее имитации на ПЭВМ. С целью расширения класса моделей в рамках классической теории алгоритмизации разработана специальная процедура линеаризации нелинейных моделей при синтезе систем адаптивного управления. Исследованы дисперсионные характеристики адаптации линейных, нелинейных моделей, а такяе линеаризующей процедуры.

8. Получены сравнительные характеристики алгоритмов поиска экстремума критериальной функции,, позволяющие определить тактику применения конкретного типа алгоритма при решении задач адаптивной идентификации и управления в динамическом рекиме. Разработаны модификации алгоритма случайного поиска, названные алгоритмами ортогональных сечений в случайной поиске и многомерного случайного поиска, обладающие высокой скоростью сходимости и устойчивостью.

9. Разработана модификация алгоритма Выханду в классе градиентных методов поиска экстремума. Доказана теорема, обуславливающая повышение скорости сходимости алгоритма Выханду. Разработаны . практические рекомендации применения модифицированного алгоритма Выханду при адаптивном управле-

о

нии слоеными техническими объектами в динамическом режиме.

10. Разработан специальный алгоритм управления НТП с идентификацией параметров модели в канале обратной связи с объектом. Исследованы и получены условия сходимости и устойчивости данного алгоритма при динамическом режиме поступления информации с объекта по каналам прямой связи при наличии помех с. неизвестным законом распределения. Получены рекуррентные соотношения, реализующие алгоритмы в структуре идентификатора, учитывающие динамику инерционности НТП и каналоз измерения.

11. Разработан и реализован для класса квазирегулярных объектоз идентификационный алгоритм адаптивного управления, математическая модель которого задается в виде системы стохастических дифференциальных уравнений. Получены аналитические выранения для оперативного вычисления значений управленческих воздействий, -позволяющие, оперекать моменты "скачков" параметров регулирования объекта. Данный алгоритм такке апробирован на реальной объекте-прй управлении процессом получения форпрессозого масла, который показал.его эффективность.

12. Сформулирована и реиена задача алгоритмизации адаптивной идентификации и управления последовательностью нестационарных технологических процессов. Синтезирована многокритериальная задача, оперативной идентификации пара-, кетроз в стыковочных моментах последовательности НТП, что характерно для широкого класса реальных технологических процессов. Разработана общая концепция алгоритмизации задач адаптивной идентификации в каналах обратной связи систем управления последовательностью НТП.

13. На базе разработанной концепции алгоритмизации синтезированы и рекомендованы ' для промышленного внедрения комплексы программных модулей "РОШ" и "АДАПТАЦИЯ" на языке ТУРБО БЕЙСИК версии РС. Предлонена методика их реализации для конкретных задач адаптивной идентификации и управления технологическими процессами.

- 14. Для внедрения разработанной алгоритмической системы дано описание технологического процесса получения и переработки хлопкового масла. Проанализированы принципиальные недостатки, свойственные существующей технологии и системе управления. Определена и клзссифицирозаны причинно-

следственные характеристики потерь сырья, полуфабрикатов и готовой продукции,Проведена параметризация наиболее слоеных этапов технологии.

15. Произведена' апробация предлагаемых алгоритмов адаптивной идентификации. и управления отдельными стадиями технологических процессов производства хлопкового масла на базе программного комплекса "РО^К". Разработаны практические рекомендации по созданию промышленных вариантов систем адаптивного управления, использующих в своей структуре математическую модель, оптимизирующую технологический процесс в динамическом рекиме. Разработаны и внедрены системы адаптивного управления процессами подачи семян на производство и их распределения.внутри производства.

16. Разработана и внедрена в производство система адаптивного управления процессами влаго-тепловсй обработки мятки и прессования кезги с учетом динамики функционирования оборудования с годовым экономическим эффектом 90.4 тыс, руб. в ценах 1992 года для одной установки "чанная ааровня-форпресс". Разработаны научно-концептуальные основы синтеза и промышленного внедрения алгоритмов адаптивной идентификации и управления на базе программных комплексов "Р015К" и "АДАПТАЦИЯ" применительно к технологическим процессам переработки хлопковых семян и других сельскохозяйственных культур. При этом суммарный экономический от реализации для одного маслозирового предприятия составил 1051.3 тыс. руб. в год в ценах 1992 г.

1?. Теоретические исследованиям практические выводы, сделанные в процессе внедрения разработок на масложировых предприятиях создали основу для проектирования и внедрения гибки::'АСУТО предприятиями .пищево($,.и'«перерабатывающей промышленности с активным использованием компьютерной техники и высокоинформационной техно^гии.

Публикация результатов исследований Основные результаты'диссертации опубликованы в следующих работах.

1, Радкабов Б. И. К вопросу адаптации случайного поиска в оптимальном управлении технологическими процессами. // Вопр. кибернетики. -Таикент, 1982. - Выл. 120. -С. 33-38.

2. Радгабов Б.¡¡.Адаптивное управление некоторыми процессами

- 33 -

в технологии производства хлопкового масла.// Вопр. кибернетики. - Тавкент, 1984. - Вып. 12?. -С. 29-33.

3. Р'адяабов Б.1., Каргополов В.И., Зиядуллаев Й.С. Об одном алгоритме многомерного случайного поиска.// Вопр. кибернетики. - Таикент, 1381, -Выл. 115. -С. 79-34.

4. Радаабов Б.й. К вопросу моделирования процесса термовла-гообработки мятки хлопковых сеиян.//Материалы Респ. НТПК по САПР. Таикент, 1981. -С. 133-136.

5. Радяабов Б.Б. Случайный поиск в оптимизации маслояирово-го производства.// Материала Ulli Peen: школы молодых ученых и специалистов по ACU и САПР, -Тавкент, 1982. -С. 31-32. ' .. : ;

6. Радаабов Б.Э..Загиуоадов Й.М. Вероятностная модель системы оптимального управления; надеаностьи сетей интегрального обслуяивания.// Материалы РНТК. "Принципы построения и функционирования сетей интегрального обслуяивания", Таикент, 1989. - С. 73-74.

7. Раджабов Б.15., Мукук /1.К. Математическое моделирование систем с применением метода наименьпи:: квадратов. - Таикент: ТЭИС, 1990. -24 с.

8. Раднабов Б.В.,Гулямоз Ü.M.,Зимурадов А.М. Вероятностная модель оценки оптимальной надеяности лмпульсно-усили-тельных микромодулей.// Изв. АН УзССР. Сер. тех. паук. Таикент, 1990. N 6. -С. 11-14.

9. Радяабов Б.В.,3шмурад1в А.Н. Худойбердиев С.А. Идентификация параметров распределения надевности импульсно-усилительных микромодулей.// Узбекский аурнал проблемы информатики и энергетики. Таикент: Фан, 1992. -N. 1,- С. 10-14. •

О. Радаабов Б.В., Нсианоз Р.Н. Адаптивное управление технологическими процессами с идентификацией в цепи обратной связи.// Тезисы Докл. Региональной НТК "Коделирование и управление в технических системах". 4.2. гТапкент, 1991. -С. 30-31. - • j .

[1. Радаабов Б.В. Идентификационный алгоритм адаптизного управления квазирегулярными объектами одного класса //НзЬ. яурн. проблемы информатики и энергетики. - Таикент: Фан, 1993. Я 8.

12. Радяабов Б.В.. Касимходяаев Б.К. Синтез системы'адаптивного управления процессами распределения хлопковых

- 34 -

семян. // Тезисы докл. МШК " Системный анализ - 93",-Таикент, 1993. - С. 68 - 69.

13. РаджсчЛпя Б.И. Сравнительные характеристики некоторых алгоритма поиска в задачах адаптивной идентификации и управления.//Тезисы докл. Респ. конф."Состояние и развитие кибернетики в Узбекистане", -Таикент. 1993.- С. 58 - 59.

14. Радаабов 5.S., Иргаиев H.H. Оптимальное управление процессом термовлагообработки мятки хлопковых семян на базе адаптивных моделей.// Вычислительная и прикладная математика. -Ташкент: УзШШТИ. 1988. -С. 59-68.

15. Раджабов Б.Ш. Имитационное моделирование технологических процессов пищевых предприятий. -Таикент: Нехнат, 1992. -129 сДсоавт. Растригин Л.А.. Касымходааев Б.К., Зиядул-лаев A.C., Гулямов Ü.M.).

16. Каргополов В.Н., Радаабов Б.Е., Зиядуллаев A.C. Метод ортогональных сечений в случайном поиске.// Изв.АН УзССР. Сер. техн. наук. -Таикент, 1983, N 1. -С7 5-8.

17. ft.C. N 1039844. 10,05.83. Способ загрузки параллельно работающего оборудования сыпучим материалом.// Каргополов В.К., Зиядуллаев й.С.,Лигай В.П..Раджабов Б.В., Енгулатов Н.й. 4 с. - Ил. 2.

18. Каргополов В.М., Радаабов Б.1., Зиядуллаев A.C. Условия оптимального функционирования последовательных многопараметрических систем.// Применение случайного поиска. -Кемерово: КГН. 1981. - С. 15-22.

19. Касымходжаев Б.К., Радаабов Б.В.,. Зиядуллаев A.C. Адаптивнее моделирование и управление многостадийным производством. - Ташкент.: Мехнат, 1992. - 153 с.

20. НасымходЕаев Б.К., Радаабов Б.0., Зиядуллаев A.C. Разработка алгоритма и программного модуля для автоматизации планирования ремонта в системе ыасложировой проныилен-ности.// Алгоритмы. Ташкент, 1991. Вып.74. - С. 92-98.

21. Касыиходяаев Б.К., Раднабов Б,В.. Зиядуллаев A.C. Методологические основы кооперации ремонтных служб в системе маслоаировай промэтленности. -Ташкент: НИИНТйТЭИ Госплана УзССР, - 1990. - 43 с.

22. Абуталиев Ф.Б., Радагабов Б.®., Зиядуллаев A.C. Идентификация процесса термовлагообработки мятки хлопковых семян с применением случайного поиска.// Натекаткческое моделирование и оптимизация процессов маслояировой про-

мывленности: Тез. докл. Всесовз. семинара. -Краснодар. 1983. -с. 63-65.

23. Енгулатов Н.И.. Радвабов Б.И. К вопроси оптимизации процесса приготовления водно-спиртовой смеси.// Вопросы кибернетики, вып. 121. - Тавкент: РИСО АН УзССР, 1983. - С. 108 -114.

24. Зиядуллаев A.C.. Радвабов Б.В. Об оптимальных задачах "АСУ - ремонт" в масловировой промышленности.//- Тезисы докл. семинара "Вопросы разработки и использования общесистемного обеспечения АСУ в пищевой промышленности", Одесса, 1988. - С. 71-73.

25. Касымходяаев Б.К., Радвабов Б.В., Зиядуллаев A.C. Вычислительные аспекты алгоритмов решения задач комплекса "АСУ-ремонт". - В сб. Вопросы РАСУ. НИСО АН УзССР. Ташкент» 1989. С. 53-58.

26. Касымходваее Б.К,, Радвабов Б.В., Зиядуллаев A.C. Разработка оптимального плана загрузки ремонтного оборудования в составе комплекса "АСУ-ремонт". - В сб. Вопросы моделирования и информатизации экономики, вып. 1, Ташкент, НЙС АН РУз. 1991. - С. 27-33.

27. Радвабов Б.В. Многоуровневые адаптивные алгоритмы в задачах оценки надевности радиоэлектронной аппаратуры. -//Методы управления технической диагностикой и восстановления работоспособности сетей интегрального обслувива-ния", ч. 2. Ташкент,1988. -С. 101-103.

28. Радвабов Б.В., Ходваев Н.С. 0 параметрической оптимизации в последовательных сетях интегрального обслуживания. // Принципы построения и функционирования сетей интегрального обслувивания". Тавкент, 1989. - С, 28-29,

29. Радвабов Б.В..Усманов Р.Н. Об одном подходе адаптивного управления качеством подземных вод в зоне Юяного Приа-ралья. - Тезисы докл. на I Республ. конфер. "Современные проблемы алгоритмизации". Ташкент: АН УзССР. 1991. - С. 181-182.

30. Радвабов Б.В., Ахатоб D.H. Адаптивное управление учебным процессом в ТЗИС.//- Материалы Всесоюзн. НТК. М. 1991.-С. 79 - 84.

31. Радвабов Б.1.. Ходваев Н.С.. Зералиев P.C. Алгоритмизация закона обслувивания безприоритетных заявок при наличии нечетких отношений. В сб. Вычислительная и приклад-

- 36 -

ная математика, Ташкент: ТЗИС, 1989. -С. 78-81.

32. Зиядуллаев ft.С., Раджабов Б.5!. Оптимальное управление процессом термовлагообработки мятки хлопковых семян.//-Автоматический контроль и управление процессами масло-экстракционного производства", Ташкент, 1984. - С. 39-40.

33. Зиядуллаев A.C., Раджабов Б.Е., Касынходваев Б.К. Оптимальное управление процессом подачи сырья на производство в комплексе переработки хлопковых семян.//- Моделирование и управление в технических системах", ч. 1, Таыкент, 1991. -С. 49-59.

Б совместных публикациях постановка, алгоритмы решения задач и раздели, относящиеся к тематике диссертационной работы, принадленат автору.

b.S.Paaa6oBHv:;sr "Ностационар технологии аараёнлар синфида мослаиувчан идентификациялаш ва бои^аритшг назарий асосларини яратиш ва уларнинг тадби^лари" мавзусидаги 05.13.01 - "Техник тизимларда бош^арии" мутахасислиги буйича техника Фанлари доктори илмий дара^а олиш учун диссертация иганикг рс^ача ыазмуни Дпссерташмда боицариш назарияси ва амалиётидаги долзарб куаммолардан хисобланган мослашувчан идентификациялаш ва бов-^арии муакносл ностационар технологии Еарэёнларда (НТН) тад-би!{лари кисолида ургзнилэди.

Бу муаиыонн г>ад зтн^да классик тизимли таадщотяар воси-тасида курилаётган соха мувофих(ла1гтирилган. НТй ни мослаиувчан идентнфикациялаЕ ва боищаришнинг уиумий йуналиши ва унинг .тадбичларини умум мухандислик услублари иилаб чицилган. Так-лиф цилинган йунализ (концепция) диссертацияда ^уйилган ва упукди равишда асосланган, нунингдек у диссертациянинг асо-сий илмий ва аиалий коз^иятини ифодаловчи ^уйидаги масалалар-ии чэмраб олади, Мослаиувчан идентификациялаи ва боо^арив усуллари ва алгритиларнинг я^инлашиш тезлиги ва тургунлик курсаткичлари бдйича та^ослаи асосида энг асмарадор алго-ритмлзрнк аншуш, уларни НТ8 ни боинаришда вдллаш, ноани^-лик шароитида иилайдиган объектларнинг хусусиятларини урганин, уларни бошчаришга мулжалланган чизинли ва ночизи^ли математик моделларини параметрик мослактирувчи алгоритмларини яра-тиы ва НТН синфи учун муляалланган, якинлашиш тезлиги ва

тургунлик курсаткичлари буйича самрадор булган янги усуллар ва алгоритмларни яратии. .Хусусан, куп улчовли тасодифий к>и-дирув алгоритни. тасодифий ^идирувда ортогонал кесинлар усу-ли, узгартирилган Виханду усули ва идентификацияли мосла-вувчан бошчарии алгоритмлари шулар нумласидандир.

НТЕ к.етма-кетлигинн мослашувчан бошцарувчи махсус алгоритм элементларининг энг унукли фаолиятини топишда ишлотим учун "РОШ" ва "АДАПТАЦИЯ" деб номланган дастурнй макмуа-лар диссертацияда ивлаб чи^илган. Ю^орида бася ^илинган ма-салаларни диссертация мавзусига киритилиши аввало курилаёт-ган объект хусусиятлари билан богли^ булиб, унииг паре^етр-лари хардаги ахборотлар ноани^лигидак келиб чицэди.

Ноаникликларнинг пайдо булииига асосий сабаб, таир ку-затилинайдигаи тасодифий параметрларнинг объектга таъсиридан-дир. Тасодифий параметрларнинг таъсирини камайтирии учун объ-ектни мослааувчан идентификациялав ва боикариыда зкстрекол куриницдаги функцияларнинг энг кичик рйнатини топик керок булади. йунинг учун биринчи навбатда бу йуналишда диссертацияда объектдан келаётган ахборотларни тезкорлик билан ^ай-та изловчи самарадор алгоритмлар ишлаб чирлган. Бу алго-ритмларнинг ярнлаииии ва^т хусусиятлари текыирилиб, бу ярнласиш ва^ти объект параметрларининг инерцион ва^тидан кичик булиз шартлари урганилган. йатижада объектнинг модел-дан "узоклаииши", боа^ариида "тебрании" ^олатлари. динамик равипда бартараф рлиига эрииилгандир.

Указилган назарий таадш^отлар, хусусий ЗХМда ва объекта баяарилган таярибалар, диссертацияда баён рлиигаи усуллар ва алгоритиларни бош^ариш тизимларида тугри иилаинни кур-сатди. Оундай )(олат ишлаб чирлган йуналиини (концепциями! ёг-мой саноати технологик вараёнларида тадби^ рлив имкони ятини'берди. Бу технологияда. яратилган усуллар ва алгоритмлар асосида чигитни иалаб чичариига узатиш жараёнини, чигит ва донадор махсулотларни ускуналар буйича та^симлаш жараёни-ни. чигит магзини исси^лик ва намлик билан иилаи ва ёгни сирб олиш караёнларини мослашувчан бощарув тизинлари яра-тилди. Яратилган усуллар, алгоритмлар ва тизимларнинг тад-биги (Тоикент, Гулистон, ^укон ёг-ной корхоналарида ва УзГИПРОПИИЕПРОИ давлат лоицалаш института) .йилига 1051,3 минг сум микдарда ицтисодий самара берди (нархлар 1993 йил-га !$адар олинган).

- 38 -

Диссертациянинг илмий ва аыалий натихалари техника олий у|$ув юртларида у^иладиган "йиалий математика", "Мославувчан системалар". "Системаларни. математик моделлаитириш-ва опти-маллаитириш" мутахасисликлари буйича урв дастурлари тузиш-да бевосита фойдалании мумкин. Диссертация ииининг натияала-буйича 33 илмий ма^ола, шу нуиладан i ихтиро муаллифлик гу-вохномаси, 2 монография 1 брошюра ва бов^алар наир цилинди. Расмий оппонентлар: техника фанлари доктори, профессор йхметов К.п., техника фанлари доктори, профессор faoypoB А.А., техника фанлари доктори Хамдамов Р,

Етакчи ташкилот: А.Навоий номли Самарканд давлат дорил-фунуни.

SUMMARY

to the research work by Radjabov B.Sh. on the theme "Development of adaptive identification and control theoretical principles in non-stationary technological processes class and their application", the work is done for the defendance of scientific degree of the Doctor of Technic Science on speciality 05.13,01 - "Control in technical systems"

Problem of solving adaptive identification problems and control algorithmisation in reference to non-stationary technological processes class (NTC), has been considered In this work. This is an urgent scientific-practical ргоЫев in theory and practice of control.

To solva this problem system analysis was done and object of investigation was formed. Unified conception of adaptive identification and control in NTC has been worked out. In framework of this conception the following problems, which characterise scientific novelty and practical value of this work were formed and solved:

- on the base of the fulfilled coaparative algorithms analysis and adaptive identification nethods and control, the affective algorithms for speed criteria and conversation stability have been defined, in case when NTC is the object of control;

- object characteristic, working in conditions of a priori uncertainty have been investigated, probleas of parametric adaptation nodel with linear and non-linear structure models nave been formed and solved;

- neu algorithms and methods with improved speed and conversation stability characteristics in reference to NTC such as multymeasured accidential search algorithm, ortogonal cross section method In accidental search, modifiered Vykhandu algorithm, adaptive control identification algorithm and others have been worked out and offered;

- effective aigorithm of the successive adaptive NTC control, allouing to folio« the optiuus state of the NTC elements succession at the dinamic regime has been worked out and fulfilled:

- progrannins-instrumentual units "POISK" and "ADAPTACIA" working on the base of offered in this research work aethods and algorithms have been uorked out and installed.

Solving of the mentioned above and a number of other problems included in this research work depends on the behavior of object, which is expressed in kind of a priori uncertainty of its parameters. Temporary convergational characteristics of thise algorithms were investigated and conditions of working out the controlling values within inertness objective parameters interval were defined. These allowed to get rid of the object "swimming off" while it's beeing identificated and of its "swing" while it's beeing controlled.

Conducted theoretical investigation, machine and object experiments demonstrated effective working ability of the offered methods and of adaptive identification and control algorithm, flit these aliened lo realise this conception on the model of cotton seeds processing and cotton oil refining technological processes, which are related to NTC. At the same time adaptive controlling supply cotton seeds to the production processes, cotton seeds distribution on the parallel working units, thermomoisture processing and obtaining of cotton oil systems were aynthesized.

Installation of these systems resulted in improving of the sain economical and technical indicators of the oil and fat enterprises in our Republic. Total economical effect of the offered conception realisation is 1051 thousand roubles per year, prices till 1993 (Tashkent, Gulistan and Kokand oil and fat complex enterprises). This effect was obtained on the account of the production looser lowering, the equipment work stabilisation and the product-qual ily improvement.

The adaptive identification algorithaisation and control conception worked out in this research work and aethodology of its installation is recoaoended for use in other related branches of industry.

Scientific and practical results obtained in this work aay be used when oaklng up curriculuas for Higher Technical Educational establishments for courses "Applied aatheaatics", "Adaptive systess", "Mathematical aodeling and systeas optimisation" etc.

33 printed works, i autor sertificate for invention, and 2 aonographs have been published. Official opponents are prof. Ahaetov C.A., prof. Gafurov A.A., doct. of Sciens Handamov R. Leading establishment - the Saaarkand State University naaed after A.Navot, Applied Math, faculty.