Анотація до роботи:

Скидан О.Ю. Математична модель для управління технологічним процесом зволоження зерна на базі нечіткої логіки. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи. – Вінницький державний технічний університет, Вінниця, 2001.

Дисертація присвячена розробці математичної моделі для управління технологічним процесом зволоження зерна на базі нечіткої логіки, яка дозволяє досягти максимальної якості виробленої продукції. Модель дозволяє розрахувати параметри, через зміну яких здійснюється управління технологічним процесом зволоження зерна із врахуванням важливих зовнішніх факторів, таких як прирощення температури зерна та води. Крім того, запропонована модель не чутлива до змін в технологічному процесі та має можливості щодо настройки за рахунок використання функцій належності. В роботі дістав подальший розвиток метод інтеграції апарату настройки моделі у математичний апарат моделі, чим і досягається реалізація функцій “самонавчання” моделі. На основі розроблених моделей створено експертну систему, що ввійшла до складу системи автоматизованого дистанційного управління (СДАУ) виробництва ІВП “ІнноВінн”. Система представляє собою комп’ютерну програму, що може працювати як окремо, у режимі інтелектуальної підтримки оператора-технолога, так і у складі єдиної системи управління виробництвом.

Наукові результати, отримані у дисертаційній роботі:

1. Проаналізовано відому методику моделювання на основі нечіткої логіки. Виконано модифікацію методики для моделювання об’єкту “багато входів – багато виходів” та сформульовано нові підходи до перетворення, подальшої обробки бази знань та інтерпретації результатів моделювання.

2. Проаналізовано вплив специфіки об’єкту моделювання на вибір форми функцій належності, в результаті розроблено критерії вибору методу побудови функцій належності. Переваги функцій належності, вибраних за розробленими критеріями, підтверджено експериментально.

3. Вперше отримано математичні моделі залежностей параметрів: часу зволоження зерна, прирощення температури зерна, прирощення температури води від зовнішніх факторів. Дослідження адекватності моделей після настройки показали, що похибка моделей знаходиться у допустимих межах.

4. Проведено дослідження процесу настройки розроблених моделей. В результаті запропоновано введення нормування параметрів настройки та нового підходу до розбиття діапазону безперервної вихідної величини на класи. Удосконалення математичного апарату настройки моделей дозволило провести настройку усіх моделей, а переваги обраного методу нормування підтверджено експериментально.

5. Дістав подальший розвиток механізм настройки моделі шляхом реалізації функції “самонавчання” моделей через інтеграцію апарату настройки у математичний апарат моделі. Це дає змогу підвищити гнучкість та актуальність моделі, закласти оперативну реакцію на зміни у причинно-наслідкових зв’язках.

Практичні результати, отримані у дисертації:

1. В результаті досліджень, проведених у ході розробки моделей, запропоновано узагальнену методику моделювання технологічних процесів, подібних об’єкту досліджень. Методика враховує такі нові етапи моделювання, як вибір форми функцій належності на основі критеріїв, перетворення баз знань у випадку кількох виходів моделі.

2. Розроблені моделі дозволили підібрати новий, найбільш ефективний алгоритм управління, що характеризується стабільністю вихідного потоку зерна, ефективним керуванням факторами впливу, нечутливістю до змін у технологічній схемі.

3. Розроблено структурну схему системи управління процесом зволоження зерна, яка може працювати як окремо, так і у складі системи автоматизованого дистанційного управління (СДАУ) виробництва ІВП “ІнноВінн”.

4. Створено комп’ютерну програму, (Delphi 5.0) що складає ядро системи управління зволоженням зерна. Програма являє собою експертну систему, що може працювати як окремо, у режимі інтелектуальної підтримки оператора-технолога, так і у складі єдиної системи управління виробництвом, підтримуючи зв’язок на рівні файлів. Створена програма, може використовуватись для будь-яких об’єктів, так як дозволяє стосується формалізувати вхідні та вихідні параметри, проводити моделювання та дослідження функцій належності, виконувати нечіткий логічний висновок та процедуру дефазифікації.

Отримана в дисертації математична модель для управління процесом зволоження зерна може розглядатись як типова для даного класу об’єктів, а розроблена на її базі методологія моделювання може застосовуватись для будь-яких технологічних процесів, що характеризуються нечітким зв’язком між вхідними та вихідними параметрами, труднощами формалізації факторів впливу та мають можливість залучення експертних знань для побудови моделі.

Публікації автора:

1. Ротштейн О.П., Скидан О.Ю. Модель управління ТП зволоження зерна на основі нечіткої логіки // Вимірювальна та обчислювальна техніка у технологічних процесах. – 1999. – №2. – С. 38-45.

2. Скидан О.Ю. Автоматизація управління процесом зволоження зерна на основі експертної інформації // Вісник ВПІ. – 2001. – №2. – С. 17-21.

3. Скидан О.Ю. Вибір методу побудови функцій належності для нечіткої моделі процесу зволоження зерна // Вимірювальна та обчислювальна техніка у технологічних процесах. – 2001. – №1. – С. 45-49.

4. Лисогор В.Г., Скидан Ю.А., Скидан О.Ю., Поліщук Д.Р. Система дистанційного автоматизованого управління (СДАУ) // Зерно і хліб. – 2001. – № 1. – С. 36-37.

5. Лисогор В.Г., Скидан О.Ю., Поліщук Д.Р. Автоматизовані системи контролю і керування // Зерно і хліб. – 2000. – №3. – С. 38-39.

6. Скидан О.Ю. Управління процесом гідротермічної обробки зерна на базі нечіткої логіки // Праці IV Міжнародної науково-технічної конференції “Контроль і управління в технічних системах”. – Вінниця: ВДТУ. – 1997. – С. 34-34.