Жйені экстремаль ахуалда басаруда жадайлы тсілді олдану дістемесі

Кіріспе

Техникалық прогресс сөзсіз үлкен энергетикалык элеyетi бар «кayiптi» техноло -гиялардың дамуымен байланысты. Осындай жaFдaйлaрдa, баскару aлгоритмдерi биотехно-логиялық жүйелерді басқару шешімдерін синтездеп, яFни тYрлi экстремаль жaFдaйлaр тyындaFaн жaFдaйдa, оларды шешудщ тиiм-дiлiгiн камтамасыз етyi кажет. Биотехноло-гиялық жүйелерді басқаруды жақсартуға бағытталған экстремаль жағдайларда басқару алгоритмдерін өндірістік объектілерде колдану накты Fылыми-техникaлык проблема болып табылады.

Күрделі жүйелерді басқарудың тиімді бағыттарына, өзінің құрамында білімдер базасын пайдаланып, интеллектуальды жYЙе-лерді құратын және қолданатын жүйелер жатады. КYPделi жYЙенiц тиiмдiлiгiне техни-калық, орындаушылық және экономикалық көрсеткіштердің кешенді сипаттамалары жэне кептеген тиiмдiлiктi кешендi бaFaлaй-тын эдiстер жатады.[1]

Зерттеу объектілері мен әдістері

Жалпы жағдайдағы биотехнологиялық процестің математикалық моделі, дискреттік математика және графтар теориясы колданылды.

Нәтижелер және оларды талдау

ЖaFдaйлык тэсiлдi колданып, тэжiри-беде шешiм кабылдау бiрнеше кезецнен тұрады. Біріншіден, берілген жүйенің қандай жағдайда екенін үйрену кажет, екіншіден, барлық қолданыстағы басқару модельдерінің қасиеттерін бағалау қажет. Соннан соң, Yшiншi кадам - ец кебiрек сэйкес келетiн баскару моделiн тацдау керек.

Қазіргі заманғы көп сатылы өндіріс нысандарына жататын биотехнологиялық өндіріс, өзінің күрделілік дәрежесіне қарай, яFни жалпы кaсиеттерi мен сипаттамасы оныц белек курамдарыныц кaсиеттерi мен сипатта-масыныц жиыны емес.[2]

Кеп сатылы кYрделi нысандар деп -курaмдaрFa ажыратып aлFaндa, iргелi касиет-терінен ажырап қалатын, ал құрамдар қосқан уақытта жаңа қасиеттер пайда болатын нысанды түсінеміз. Жүйенің әрбір құрамы қазіргі кездегі құрамдарын немесе бүтін жYЙенiц жaFдaйын сипаттайтын белгiлерiнiц жиынтығы арқылы анықталуы мүмкін. Сондықтан жүйенің сипаты оған әсер ететін сыртқы факторлардың әсерін есепке ала отырып, белгiлердi сипаттайтын вектордыц мэндерiмен аныкталады.

Басқару мәселесі жүйенің жағдайын бақылайтын және бағалайтын шешуші ереже құру мәселесіне келтіріледі. Сонымен бірге биотехнологиялық өндірістің үлкен көлемдегі қиын анықталатын параметрлерін, нақты уақыт масштабында өңделуі қажет болған, жYЙе сиякты есепке алу кажет.

Экстремальды ахуалдағы көп сатылы баскару шешiмiн куру Yшiн, жYЙенiц кaзiргi ayхaлiн белгiлi жaFдaйлaр сыныпына жаткы-зып (тұрақты немесе төтенше жағдайлар), баскару бойынша сэйкес жaFдaйлык баскару т9сiлiн колдану мYмкiн.

Басқару жүйесі (БЖ) биотехнологиялық процестерді (БТП) басқаруда жылдам өзгеретін параметрлерді қадағалап және өз уакытында шешiм кабылдауы кажет.

Жалпы жағдайда БТП математикалық моделi, жYЙенiц айнымалы пaрaметрлерi, баскару эсерi, жYЙенiц бакыланатын параметр-лері және сыртқы ортаның әсері арасындағы функциональдык байланысты бередi:

Y (t) = F ( X (t), U (t), V (t)) ,(1)

бул жерде X - жYЙе моделiнiц кaзiргi жaFдaйын керсететiн вектор; U - баскару эсерiнiц векторы; V - сырткы эсер векторы; Y - модельдiц шыFy сигналыныц векторы.

Басқару нысанының құрылымының микромоделі және жұмыс істеу заңдары, күрделі жүйенің құрылымы мен жұмыс істеу зацдарыныц екi сатылы сипаттау тiлi болып есептеледi. Бул тiлдiц теменгi сатысы болып жағдайды жағдайлық желінің сипаттау тілі, ал жоFaрFы сатысы болып, дискреты желiдегi жағдайды сипаттайтын семантикалық тіл болып табылады.

Ахуал - жaFдaйлык желшер тiлiнде, бинарлык катынастар жYЙесi берiлген жиындар түсінігі түрінде анықталады. Базалық ұғымдар деп - жиынныц кaлFaн баска угымдарын бере алатын ұғымдарға айтылады. Базалық ұғымдар аркылы жасалатын уFымдaрFa - туынды ұғымдар деп айтылады. Дискреттік желінің бөлек обьектісінің құрылымын формальдау үшін базалық және туынды ұғымдар қажет. Қолданатын ұғымдардың (базалық және туынды) саны жағдайлық желінің және ондағы шешiлетiн мэселенi каратыратын сипаттау тiлiнiц сыныбына байланысты болады.

Жағдайды төбелері базалық немесе туынды ұғымдарға, ал доғалары бинарлық қатынастарға сәйкес келетін, арнайы граф түрінде, немесе синтагматикалық тізбектер тYрiндегi аналитикалык турде жазута болады:

( ^ 1 , r 1 , ^ 2 ) ^A C ^ 3 , r 2 , ^ 4 ) ^A *“⁽ ^ n , r k , ^ n + 1 ) ,⁽²⁾

бул жерде ю_ь ю₂, ,..., ю_п+1 -базалык немесе туынды уFымдар, 7 1 , r ₂ ,..., 7 - бинарлық қатынастар ( r i үстіндегі стрелка катнастыц баFытын керсетедi).

Жоғарыда келтірілген микромодель нақты мәселенің қойылымын және шешімін бередi. Оцтайландыру есебiн микромодельде шешу Yшiн жалпыланган баскару моделiнiц ка-лыптасу процесi (макромодель) колданылады.

ЖаFдай микромоделiнiц синтагматика-лык желi ретiнде сипатталуы, макромодельдщ кірісі болып табылады. Шешім қабылдау үшін микромоделдің ахуал элеметтерімен баскару максатыныц арасында жаца катынас-тар орнатылған болуы қажет. Сондай жолмен алынFан ахуалдар жаFдай-шешiмi деп аталады. Микромодель элеметтері арасында катынас орнату процесi - бул туынды уFым-дардың пайда болу процесі болады. Мұндай процестер басқару мақсаты мен регламеттенуі кажет, сондыктан туынды уFымдардыц пайда болуына мYмкiндiк жаратады.

Макромодельде бул шарттар кецiстiк-уақыттық және ахуал элементтері арасындағы катынастардыц калыптасуы аркылы преди-каттар тYрiнде берiледi. Егер бул П_р предикатының қолдану шарты 1 деген мәнді кабылдаса, P предикаты s(t) жаFдайына кол-дануға болады деп есептеледі. Олай болмаған жаFдайда s(t) жаFдайында колдануFа бол-майды деп есептеледi. Предикат тYрiнде берi-летін туынды ұғымның пайда болуы ережесі, корреляция ережесi, ал олардыц жиыны -корреляциялык грамматика делiнедi.

Корреляция ережесі төмедегідей түрде жасалады. Кез келген мынадай ю_ь ю₂, ,..., Ю п+1 уFымдар ушш, ^ ^ W_t , i = 1, n болады, егер

( W 1 , 7 , W 2 ) A ( W 3 , F 2 , W 4 ) A ...( W n , r m , W n + 1 ) ,

Онда (3)

⁽ ® 1 , r_v ^ 2 ) ^{A (} ® з , r 2 , ^ 4 ) ^A ...⁽ ® _n , r m , to _n + 1 ) .

Ұқсас жағдайлы қатынасты, төбелер саны бiрдей жаFдайлы-шешiм, бiр-бiрiне беттеседі. Кеңістікте біріккен төбелерге жиындардың теориялық қиылысу амалдары колданылады. Егер сэйкес тебелердщ уFым-дар құрылымы қиылысса, бос болмаса, онда ол заттық айнымалы есебінде белгіленеді. Егер төбелердің біреуі үшін қиылысулар бос болмаса, корреляция ереже^ жасалмайды.

Рұқсат етілген шешімдер жиынына сэйкес, жаFдай - шешiмдердi сыныптарFа жiктеу, жиындардыц теориялык киылысу амалдарының көмегіменде жасалады. Жіктеу процедурасыныц максаты, жаFдайды экстра-поляциялаудыц колдану ережесшщ предика-тын алу болып табылады. Жалпы экстраполя-циялаудыц колдану ережесi темендегiдей болады:

W n = {[

(W 1 , F 1 , W 2 ) A (W 3 ,7., W 4 ) a ...( W n , r m , W n + 1 ) ],

R }.(4)

Квадрат жақшада қолданыстағы ереже предикатыныц релiн аткарады, ал R предикаты қолдану шынайы болып табылатын жағдайлар туралы қабылданған шешім болып табылады. Экстраполяцияныц кептеген ере-желерi «трансформациялык грамматика» деп аталатын болды. Жағдайларды түрлендіру предикаты ережелердщ колдануын жалпы-лама жаFдайда бiлдiретiнiн атап еткен жен.

Қорытынды

Осылайша, нысанды баскарудыц мак-ромоделінің құрамына корреляциялық және трансформациялык грамматика, сондай-ак оцтайлы баскару зацдарын шыFаратын ереже-лер жатады. Нысанды макромодель арқылы баскару процесс темендегiдей болады:

ЖаFдай микромодельдiц дискреты желiсiнде керсетiледi. ЖалпыланFан баскару-дыц калыптаскан моделiнде курылFан, макромодельдщ корреляциялык жэне транформа-циялык грамматикасыныц кемегiмен, белгi-ленген уақыт аралығында дискреттік желіде жаFдайды экстраполяциялауFа болады.

Осылайша, модельдер жүйесінің жұмыс істеу процесінде жалпыламай басқарудың калыптасу моделi жэне баскару макромо-делінің бейімделуінің функциясы басқару нысанының өзгеруші параметрлеріне немесе оның қызмет ету мақсатына бейімделу тетігі ретiнде жузеге асырылады.

ЭДЕБИЕТТЕР Т1З1М1