Интегрированные системы проектирования и управления. Структура и состав. Лазарева Т.Я - 82 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

пуск продукции и снизить затраты, поэтому компонентами векторного критерия элементов, который требуется
максимизировать, являются выпуск продукции и затраты с обратным знаком.
Решение данной задачи складывается из поочередного решения задачи локальной оптимизации и коорди-
нирующей задачи. В результате решения координирующей задачи определяют координирующие сигналы, ко-
торые определяют локальные оптимизации, а в результате решения задач локальной оптимизации находят но-
вые эффективные точки, являющиеся функциями координирующих сигналов, вследствие чего они получили
название координирующих функций. Для разных элементов можно выбирать разные координирующие функ-
ции. В зависимости от выбора этих функций и алгоритма решения локальных задач оптимизации и координи-
рующей задачи можно построить большое число итеративных алгоритмов решения данной задачи. В боль-
шинстве методов решение определяется в ходе итеративного обмена информацией между верхним и нижним
уровнями. На каждом шаге итеративного процесса поочередно решаются задачи локальной оптимизации и ко-
ординирующая задача верхнего уровня.
В результате решения локальных задач находят допустимые варианты работы подсистем нижнего уровня,
которые являются входом для координирующей задачи, выход которой, в свою очередь, определяет локальные
задачи подсистем. Координирующими сигналами могут быть цены, ограничения на ресурсы и др.
В большинстве практических ситуаций обмен информацией между верхним уровнем и нижним связан с
большими затратами времени. В связи с этим реализация итеративного процесса затруднена или совсем не воз-
можна. В подобных случаях используют безытеративные алгоритмы координации, когда решение определяется
в результате одноразового обмена информацией между уровнями.
Безытеративная процедура координации включает в себя три основных этапа.
1. В подсистемах нижнего уровня формируется некоторая обобщенная информация об ее возможностях и
интересах.
2. На базе сформированной информации на этапе 1 решается координирующая задача верхнего уровня,
полученный координирующий сигнал передается на нижний уровень.
3. Решаются локальные задачи оптимизации нижнего уровня после получения координирующего сигнала.
Существенным моментом безытеративных методов является выбор информации, передаваемой на верхний
уровень, так как она должна быть пригодна для решения координирующей задачи, поэтому часто приходится
делать упрощающие предложения, например, брать среднее значение некоторой технологической переменной.
Безытеративный алгоритм координации используется, например, для решения задач распределения ресур-
сов двухуровневой линейной системы и дает точное решение. Идея алгоритма заключается в следующем: в
подсистемах нижнего уровня рассматриваются задачи векторной линейной оптимизации с ограничениями в
виде локальных ограничений подсистем; векторный же критерий включает показатели, передаваемые на верх-
ний уровень. Далее определяются эффективные крайние точки рассматриваемых задач с помощью многокрите-
риального симплекс-метода, показывается, что оптимальное решение представляет собой линейную комбина-
цию найденных точек. В заключение находят детализированный вектор локальных переменных, обеспечиваю-
щий получение оптимального решения.
После этого рассматривается процедура координации работы взаимосвязанных технологических процессов в
сложном технологическом комплексе с учетом действующих возмущений различной частоты. Формулируются
предложения, которые делаются при конструировании координирующей задачи. В системах с иерархической
структурой вводятся локальные управляющие органы, реагирующие на возмущения, затрагивающие отдельные
подсистемы. Такие возмущения, как правило, имеют большую частоту. Верхний уровень реагирует на возмуще-
ния меньшей частоты, существенные для всей системы, тогда иерархическая система функционирует по опреде-
ленным тактам, которые определяются моментами обмена информации между уровнями. Такие системы называ-
ют квазибезытеративными, понимая под этим отсутствие итеративного обмена информацией между уровнями в
пределах такта.
Типичным примером квазибезытеративной системы служит система оперативного управления технологи-
ческим комплексом, состоящим из ряда взаимосвязанных технологических процессов, на которых действует
АСУ ТП.
На процесс функционирования ИАСУ существенное влияние оказывает фактор неопределенности, неучет
которого при использовании детерминированных моделей приводит к таким расчетным значениям управляю-
щих воздействий, которые на практике реализовать трудно. В связи с этим естественно в ИАСУ применять
стохастическую координацию, используя вероятностные модели нижнего уровня.
В стохастической постановке решения локальных задач оптимизации определяются изменением случайных
или управляющих воздействий с верхнего уровня. Изменение первого типа приводит к нарушению в ограничени-
ях, накладываемых на выходные показатели. Изменения второго типа впоследствии связаны с нарушениями ло-
кальных критериев.
В двухуровневых системах при стохастической координации взаимодействие между уровнями осуществ-
ляется следующим образом. На основании полученной информации для подсистем нижнего уровня проверяют-
ся ограничения и вычисляются значения целевой функции. При этом возможны два случая: либо нарушаются
ограничения, либо значение целевой функции отклоняется от требуемого значения. Следует учесть, что для эле-
ментов нижнего уровня необходимо найти новые управляющие воздействия. Нахождение новых управляющих
воздействий требуется также при изменении параметров задачи координации.
В первом случае решение задачи координации по вероятностным моделям включает следующие этапы:

Страницы