Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СТАНОМ ГОРЯЧЕЙ ПРОКАТКИ

Разработан идентификатор стратегии управления оператора (ИСУО). На базе ИСУО разработана экспертная система операторавальцовщика стана горячей прокатки, содержащая три контура оптимизации. Система может быть переориентирована для любого процесса обработки металлов давлением.

Действие оптимизационной системы определяется экстремумом функционала, определяемого критериями качества выходных параметров [\]. В частности, схемам обжатий металла при многопроходной прокатке соответствуют элёктросберегающие, топливосберегающие и другие режимы деформации. Оптимальным режимам прокатки соответствует экстремум функционала с комплексным критерием качества, учитывающим его критерии весовыми коэффициентами dtf


где <р/с(х, u) — fcтые частные критерии качества продукции или качества правления процессом, зависящие от векторов х входных и и управляющих воздействий [2].

Решение задач такого типа возможно лишь при заданных значениях весовых коэффициентов dfo которые заранее неизвестны. Возможны варианты назначения таких коэффициентов, исходя из априорных или апостериорных представлений о процессе или продукции. При этом требуется правильно выбирать количество N коэффициентов dПредлагается назначать такие весовые коэффициенты и их количество на основании опыта управления производственным процессом высококвалифицированными операторами. Предположим, что создана или выбрана математическая модель, генерирующая <рк при заданных векторах х и и. По известному значению вектора d можно построить замкнутый контур оптимального управления процессом в соответствии с функционалом (1) . Выходом такого контора является оптимальное управление и ^ (d, х).

Для той же производственной ситуации, определяемой вектором ху воспользуемся действиями (стратегией управления) оператора и (х). При М производственных ситуациях в каждой mтой из них вектор входных воздействий обозначим хт. Тогда d можно определить минимизацией функционала:

Функционал (2) для заданных М произволу ственных ситуаций и размерности N вектора d определяется компонентами d^. Он является критерием качества идентификации стратегии управления оператора при условии (1). Таким образом, два контура оптимизации. Внутренний по критерию (1) вырабатывает множество допустимых оптимальных управлений а внешний (рисунок) — по критерию (2) выбирает из этого множества ближайшую в смысле (3) к действиям оператора стратегию управления. Такой подход . создает ИСУО^ Для определения размерности N вектора d вводится третий (критериальный) контур достижения наименьшего значения функционала (2) при минимально возможном значении N. Первые два контура представляют собой многомерные многоэкстремальные задачи математического программирования [3]. Третий контур является задачей целочисленного программирования.

Рассмотрим экспертную систему (ЭС) на основе ИСУО. В качестве ЭС может работать внутренний контур оптимизации, в котором вектор d определяется с помощью ИСУО. Таким образом можно получать непротиворечивые стратегии управления для любых режимов работы процесса, поскольку в функционале (1) учитываются технологические ограничения [2]. Требования по полноте и обоснованности удовлетворяются схемой построения ЭС, опирающейся на формализованные знания высококвалифицированного оператора. Выполнено и требование комфортности в ЭС [4], т.к. опе раторэксперт выполняет привычную для него работу по управлению процессом.

Задача идентификации стратегии управления оператора решалась для прокатного стана и создания ЭС его начальной настройки. Работоспособное г ь системы тестировалась при замене действий оператора выходом внутреннего контура оптимизации и с назначенным вектором d при гауссовском нормальном шуме с нулевым математическим ожиданием и 10 %ной дисперсией. Средняя точность идентификации составляла 8,24 % [2], что свидетельствует о работоспособности ИСУО в режиме тестирования.

Заключение. Предложена схема решения экспертной обучающе-тестирующей системы оператора прокатного стана.

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ Черная металлургия России и стран СНГ в XXI веке. Т о м I, Москва 1994

Экспертиза

на главную