Выбор стратегии в задаче корректировки регулировочных параметров комбайна

Выбор стратегии в задаче корректировки регулировочных параметров комбайна

Автор: Борисова Людмила Викторовна, Нурутдинова Инна Николаевна, Димитров Валерий Петрович, Тугенгольд Андрей Кириллович

Журнал: Инженерные технологии и системы @vestnik-mrsu

Рубрика: Процессы и машины агроинженерных систем

Статья в выпуске: 1, 2020 года.

Бесплатный доступ

Введение. В статье рассматривается задача корректировки регулировочных параметров рабочих органов зерноуборочного комбайна, функционирующего в меняющихся внешних условиях. Для технологической регулировки сложных иерархических многоуровневых систем, к которым относятся комбайны, широко применяются интеллектуальные информационные системы, основанные на нечеткой экспертной информации. При проведении технологической настройки комбайна в процессе уборки анализируется поступающая количественная, качественная и оценочная информация. Различные виды неопределенности при рассмотрении семантических пространств факторов внешней среды и регулируемых параметров машины обуславливают применение логико-лингвистического подхода и математического аппарата нечеткой логики для нахождения оптимальных начальных значений регулируемых параметров. Сложная система взаимосвязей между регулировочными параметрами, показателями качества уборки урожая и факторами внешней среды обуславливает необходимость корректировки параметров рабочих органов комбайна в процессе уборки. Эту функцию выполняет блок корректировки в интеллектуальной системе поддержки принятия решений. В настоящей статье подробно рассмотрены вопросы создания базы знаний для корректировки регулировочных параметров в случаях, когда наблюдаются отклонения значений показателей качества уборки от нормативных. Материалы и методы. Поскольку причин появления нарушения много и заранее неизвестно, какая из них привела к отклонению, то способов реагирования на них тоже достаточно много. Взаимосвязи между показателями качества работы и регулируемыми параметрами устанавливаются в основном эмпирическими правилами, полученными на основе сбора и анализа экспертной информации. Для оптимизации работы механизма вывода интеллектуальной информационной системы (сокращения времени принятия решения) возникает необходимость установления значимости используемых правил базы знаний. Для решения этой задачи привлечен теоретико-игровой подход, введены понятия матрицы показателей эффективности и матрицы рисков принятия неэффективного решения, позволяющие использовать критерии оптимальности. Результаты исследования. Приведен пример выбора стратегии поиска адекватного реагирования на появление нарушения показателей уборки в виде «потери щуплого зерна с половой». Рассмотрен выбор стратегий реагирования на нарушение на основе критериев Лапласа, математического ожидания и критерия Сэвиджа, используемых для принятия решений в «играх с природой». Проиллюстрирована методика процедуры принятия решения в рассматриваемой задаче с применением указанных критериев, проведен анализ полученных результатов. Обсуждение и заключение. Предложенный подход существенно повышает результативность работы блока корректировки интеллектуальной системы. Он позволяет структурировать базу экспертных знаний и устанавливать оптимальную последовательность применения продукционных правил, что обеспечивает эффективность процесса корректировки регулируемых параметров комбайна, а также сокращает время принятия решений. Данный подход может быть использован при решении проблем корректировки технологических настроек в различных технических системах и устройствах, а также для поиска причин возникающих в них неисправностей.

Еще

Интеллектуальная информационная система, принятие решений, зерноуборочный комбайн, технологическая регулировка, лингвистическая переменная, функция принадлежности

Короткий адрес: https://sciup.org/147220648

IDR: 147220648   |   DOI: 10.15507/2658-4123.030.202001.060-075

Список литературы Выбор стратегии в задаче корректировки регулировочных параметров комбайна

  • Ерохин, С. Н. Влияние технологических регулировок на потери зерна за молотилкой комбайна Дон-1500 / С. Н. Ерохин, А. С. Решетов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2003. - № 6. - С. 18-19.
  • Borisova, L. Intelligent System for Technological Adjustment of the Harvesting Machines Parameters / L. Borisova, V. Dimitrov, I. Nurutdinova. - // Proceedings of the 2nd International Scientific Conference "Intelligent Information Technologies for Industry" (IITI'17). Advances in Intelligent Systems and Computing. - Cham: Springer, 2018. - Vol. 680. - Pp. 96-105. URL: https://link.springer.com/chapter/ (дата обращения: 12.02.2020). DOI: 10.1007/978-3-319-68324-9_11
  • Dimitrov, V. Intelligent Support of Grain Harvester Technological Adjustment in the Field / V. Dimitrov, L. Borisova, I. Nurutdinova. - // Proceedings of the 3rd International Scientific Conference "Intelligent Information Technologies for Industry" (IITI'18). Advances in Intelligent Systems and Computing. - Cham: Springer, 2019. - Vol. 875. - Pp. 236-245. URL: https://link.springer.com/chapter/#citeas (дата обращения: 12.02.2020). DOI: 10.1007/978-3-030-01821-4_25
  • Omid, M. Design of Fuzzy Logic Control System Incorporating Human Expert Knowledge for Combine Harvester / M. Omid, M. Lashgari, H. Mobli [et al.]. - // Expert Systems with Applications. - 2010. - Vol. 37, issue 10. - Pp. 7080-7085. URL: https://www.science-direct.com/science/article/pii/S0957417410001910 (дата обращения: 12.02.2020). DOI: 10.1016/j.eswa.2010.03.010
  • Craessaerts, G. Fuzzy Control of the Cleaning Process on a Combine Harvester / G. Craessaerts, J. De Baerdemaeker, B. Missotten [et al.]. - // Biosystems Engineering. - 2010. - Vol. 106, issue 2. - Pp. 103-111. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/ pii/S 1537511010000024 (дата обращения: 12.02.2020). DOI: 10.1016/j.biosystemseng.2009.12.012
  • Borisova, L. Algorithm for Assessing Quality of Fuzzy Expert Information / L. Borisova, V. Dimitrov, I. Nurutdinova // Proceedings of 2017 IEEE East-West Design & Test Symposium (EWDTS). - Novi Sad, 2017. - Pp. 1-4. URL: http://ieeexplore.ieee.org/document/8110107/ (дата обращения: 12.02.2020).
  • Ветров, Е. Ф. Оптимизация технологического процесса по статистическим данным / Е. Ф. Ветров, М. Д. Генкин, Л. М. Литвин [и др.] // Машиноведение. - 1986. - № 5. - С. 48-55.
  • Ветров, Е. В. Оптимальное регулирование зерноуборочного комбайна (Электронный "Советчик комбайнера") / Е. В. Ветров, В. П. Чернявская, Г. Ф. Бобринева [и др.] // Труды. - 1989. -№ 4. - С. 80-85.
  • Литвин, Л. М. Обобщенная оценка зональных показателей работы зерноуборочных комбайнов / Л. М. Литвин, Э. В. Жалкин, Е. Ф. Ветров // Техника в сельском хозяйстве. - 1989. - № 5. - С. 41-45.
  • Царев, Ю. А. Перспективы использования электронной системы управления в комбайнах "Дон" и "Нива" / Ю. А. Царев, А. В. Харьковский // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -2005. - № 1. - С. 37-38. URL: http://www.avtomash.ru/gur/2005/200501.htm (дата обращения: 12.02.2020).
  • Zadeh, L. A. Fuzzy Sets / L. A. Zadeh. - // Information and Control. - 1965. - Vol. 8, issue 3. - Pp. 338-353. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001999586590241X (дата обращения: 12.02.2020).
  • DOI: 10.1016/S0019-9958(65)90241-X
  • Zadeh, L. A. Knowledge Representation in Fuzzy Logic / L. A. Zadeh. - // An Introduction to Fuzzy Logic Applications in Intelligent Systems. The Springer International Series in Engineering and Computer Science. - New York: Springer, 1992. - Vol. 165. - Pp. 1-27. URL: https://link.springer.com/chapter/ (дата обращения: 12.02.2020).
  • DOI: 10.1007/978-1-4615-3640-6_1
  • Борисова, Л. В. Лингвистический подход к решению задачи технологической регулировки комбайнов / Л. В. Борисова, В. П. Димитров. - // Вестник Мордовского университета. - 2017. - Т. 27, № 2. - С. 178-189. URL: http://vestnik.mrsu.ru/index.php/ru/articles2/51-17-2/312-10-15507-0236-2910-027-201702-03 (дата обращения: 12.02.2020). - Рез. англ.
  • DOI: 10.15507/0236-2910.027.201702.178-189
  • Борисова, Л. В. Подход к решению задачи по выбору значений регулируемых параметров комбайна на основе нечеткого моделирования / Л. В. Борисова, И. Н. Нурутдинова, В. П. Димитров. - 10.12737/11611 // Вестник Донского государственного технического университета. -2015. - Т. 15, № 2. - С. 100-107. URL: https://vestnik.donstu.ru/jour/article/view/21 (дата обращения: 12.02.2020). - Рез. англ.
  • DOI: 10.12737/11611//
  • Димитров, В. П. Технологическая настройка сельскохозяйственных машин на основе нечеткой логики / В. П. Димитров, Л. В. Борисова, А. К. Тугенгольд [и др.]. - // Вестник Мордовского университета. - 2018. - Т. 28, № 2. - С. 239-254. URL: http://vestnik.mrsu.ru/index.php/ru/articles2/59-18-2/406-10-15507-0236-2910-028-201802-8 (дата обращения: 12.02.2020). - Рез. англ.
  • DOI: 10.15507/02362910.028.201802.239-254
  • Лабскер, Л. Г. О некоторой общей схеме формирования критериев оптимальности в играх с природой / Л. Г. Лабскер // Вестник финансовой академии. - 2000. - № 2. - С. 71-78. URL: http:// www.fa.ru/org/div/edition/vestnik/journals/2000%20%E2%84%962.pdf (дата обращения: 12.02.2020).
  • Емец, О. А. Игры с комбинаторными ограничениями / О. А. Емец, Н. Ю. Устьян // Кибернетика и системный анализ. - 2008. - Т. 44, № 4. - С. 134-141. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/ handle/123456789/44202/11-Yemets.pdf?sequence=b (дата обращения: 12.02.2020).
  • Клименко, И. С. Сравнительный анализ критериев выбора стратегий в "игре с природой" / И. С. Клименко, М. А. Плуталов, Г. А. Чеботарев // Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: Модели, анализ и управление. - 2015. - Т. 9, № 1. - С. 55-59. URL: https://clck.ru/MCMpV (дата обращения: 12.02.2020). - Рез. англ.
  • Клименко, И. С. К вопросу об оценивании оптимизма критериев выбора стратегий в "Игре с природой" / И. С. Клименко, М. А. Плуталов, Г. А. Чеботарев // Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: Модели, анализ и управление. - 2015. - Т. 10, № 2. - С. 19-23. URL: https://clck.ru/MCMvw (дата обращения: 12.02.2020). - Рез. англ.
  • Борисова, Л. В. О теоретико-игровом подходе к задачам технологической регулировки машин / Л. В. Борисова, В. П. Димитров, И. Н. Нурутдинова // Вестник Донского государственного технического университета. - 2013. - Т. 13, № 5-6. - С. 68-76. URL: https://vestnik.donstu.ru/jour/article/view/418/418 (дата обращения: 12.02.2020).
  • Горелик, В. А. Управление риском в играх с природой на основе свертки критериев Вальда и Сэвиджа / В. А. Горелик, Т. В. Золотова // Моделирование, декомпозиция и оптимизация сложных динамических процессов. - 2008. - Т. 23, № 1. - С. 99-114.
  • Лабскер, Л. Г. Оптимизация издержек в транспортном аспекте логистической системы на основе синтетического критерия Гурвица / Л. Г. Лабскер, С. Х. Айбазова / Управление риском. - 2013. - № 2 (66). - С. 52-72. URL: http://ankil.info/WordPress/wp-content/uploads/2015/04/УР_2013_2-с-обложкой.pdf (дата обращения: 12.02.2020). - Рез. англ.
  • Малышев, В. В. Метод принятия решений в условиях многообразия способов учета неопределенности / В. В. Малышев, Б. С. Пиявский, С. А. Пиявский // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. - 2010. - № 1. - С. 46-61.
  • Orlovsky, S. A. Decision-Making with a Fuzzy Preference Relation / S. A. Orlovsky. - // Fuzzy Sets and Systems. - 1978. - Vol. 1, issue 3. - Pp. 155-167. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0165011478900015 (дата обращения: 12.02.2020).
  • DOI: 10.1016/0165-0114(78)90001-5
  • Sengupta, K. Fuzzy Preference and Orlovsky Choice Procedure / K. Sengupta. - 10.1016/ S0165-0114(96)00079-6 // Fuzzy Sets and System. - 1998. - Vol. 93, issue 2. - Pp. 231-234. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S01650114960007967via%3Dihub
  • DOI: 10.1016/S0165-0114(96)00079-6
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp