ЭС применяются для решения только трудных, плохо формализованных задач;
По качеству и эффективности решения ЭС не уступают решениям эксперта-человека;
ЭС способны пополнять свои знания в ходе взхаимодействия с экспертом;
Решения ЭС обладают «прозрачностью», т.е. могут быть объяснены пользователю на качественном уровне.
Режимы работы эс
Существует 2 режима работы ЭС: режим приобретения знаний и режим решения задач. В режиме приобретения знаний ЭС заполняется знаниями при помощи инженера по знаниям и эксперта в какой-то проблемной области. Эксперт описывает проблемную область в виде совокупности данных и правил, которые инженер по знаниям заносит в том или ином виде в базу знаний. Данные определяют объекты, их характеристики и значения, существующие в области экспертизы. Правила определяют способы манипулирования с данными, характерные для рассматриваемой области.
В режиме решения задач необходимо посредством интерфейса пользователя заполнить БД данными о задаче. При этом данные пользователя о задаче, представленные на привычном для пользователя языке, преобразуются во внутренний язык системы.
Итак, на основе входных данных из БД и данных и правил о проблемной области из БЗ модуль принятия решения выводит суждение, являющееся решением поставленной перед ЭС задачи. Если ответ ЭС не понятен пользователю, то он может потребовать объяснения, как этот ответ получен. Алгоритм работы ЭС в режиме обучения показан на рис. 29.
Рис. 29. Алгоритм работы ЭС в режиме обучения
В архитектуру динамической ЭС по сравнению со статической вводятся два компонента: подсистема моделирования внешнего мира и подсистема связи с внешним окружением.
Частотный диапазон передаваемого по радиоканалу измерительного сигнала лежит в пределах fнижн=600 Гц и fверхн=10 кГц. Обеспечивается ли передача измерительного сигнала без искажений его формы, если для модуляции выбрана частота дискретизации fдискр=8 кГц? Если нет, предложите значение fдискр, удовлетворяющее этому условию. Поясните свой выбор.
При переводе аналогового измерительного сигнала в цифровую форму его необходимо дискретизировать по уровню и по времени. Дискретизация (квантование) по уровню заключается в округлении данного мгновенного значения измеряемого сигнала до определенного значения (уровня квантования). Дискретизация по времени заключается в том, что отсчеты значений измерительного сигнала берутся через определенные интервалы времени Δt. Частота, с которой берутся такие отсчеты, называется частотой дискретизации. Согласно теореме Котельникова максимальная величина этого интервала определяется как
,
где fc - частота среза, т.е. максимальная частота спектра измерительного сигнала, которая должна быть передана при его оцифровке.
Например, если при дискретизации голосового сообщения мы решили ограничить частотный диапазон передаваемых звуков частотой 4 кГц, то частота дискретизации должна быть не менее 8 кГц.
Поясните состав и области применения интеллектуальных модулей движения МС, приведите примеры. Каковы задачи локального процессора в таком модуле? В каких случаях локальный процессор может обращаться к центральной ЭВМ?
Приведите классификацию МС по принципу управления. Дайте конкретные примеры.
Какие Вы знаете методы получения и обработки информации в современных информационных технологиях?
Какие структуры нейронных сетей вы знаете? Представьте пример целесообразной структуры нейронной сети для решения задачи одного из вопросов билета.
По принципу структуры нейронов различают гомогенные и гетерогенные ИНС. Гомогенные состоят из нейронов одного типа с единой функцией активации. В гетерогенных ИНС нейроны имеют различные функции активации.
Определите абсолютную скорость перемещения инструмента, находящегося в схвате манипулятора, работающего в цилиндрической системе координат, если длина вертикальной штанги манипулятора S2=1,4 м, длина поворотной штанги S3=1,1 м, угловая скорость поворота штанги ω3=0,1 с-1, а скорость выдвижения вертикальной штанги Vвыдв=0,5 м/с. Ма
Каковы этапы проектирования МС, требования, предъявляемые к проектированию и производству МС? Что представляют собой техническое задание и техническое предложение? Перечислите критерии качества проекта. Ма
Для построения приводного модуля электромобиля Вы можете выбрать один из трех типов двигателей (асинхронный, синхронный и вентильный). Обоснуйте выбор одного из них с учетом требований управляемости и экономичности. Выберите способ получения информации о скорости движения, пройденном пути и ускорении автомобиля.
Перечислите направления применения информационных технологий в управлении производством с мехатронными технологическими машинами и оборудованием.
Каковы кибернетически полезные свойства, которыми обладают системы управления с «интеллектуальностью в целом» в отличие от систем с «интеллектуальностью в малом»?
ИСУ могут иметь различную степень интеллектуальности: в малом, большом и в целом. Под степенью интеллектуальности можно подразумевать включение в ИСУ различных средств борьбы с недоопределенностью либо самого ОУ, либо его поведения в изменяющемся динамическом внешнем мире.
ИСУ, обладающими свойством "интеллектуальности в малом", используют при функционировании механизмы принятия решений на базе имеющихся знаний как средства преодоления неопределенности входной информации, модели УО или его поведения. Они ориентированы лишь на обработку знаний с целью поиска решения задачи управления рабочими органами.
ИСУ, обладающие свойством "интеллектуальности в большом", должны иметь еще возможности выполнения функций самоорганизации (самоперестройки по результатам обучения), обучения, прогнозирования и адаптации к изменяющимся условиям.
ИСУ с “интеллектуальностью в целом” включает систему оценки ситуаций и принятия стратегических решений. Такая система при использовании знаний на базе качественных понятий и структурных отношений между ними обеспечивает не только процесс регулирования объекта, но и осуществляет неоднократный выбор терминальных условий и критериальной базы с помощью обобщенной оценки качества движения и достижимости поставленной цели. Эти условия и совокупность критериев определяют текущую цель управления, а также соответственно реконфигурацию способа регулирования и программы действий, исходя из заданной высшей цели функционирования системы.
Это представление предполагает наличие ряда кибернетически полезных свойств:
направленность действий, связанных с контролем выполнения поставленной задачи и поиском компромисса между заданными требованиями и изменившимися условиями;
кардинальное расширение воспринимаемого потока информации за счет оценки состояния внешней среды и последующее сокращение его избыточности при классификации и обобщении;
подчиненность друг другу задач регулирования, планирования действий и выбора стратегии поведения в виде параллельно действующих обратных связей;
использование в трудноформализуемых задачах целесообразных процедур интеллектуального типа, учитывающих ограниченные ресурсы на принятие решений.
Поясните построение и работу систем управления с обратной связью по ошибке. Обоснуйте основные преимущества и недостатки такого управления
Какие Вы знаете способы снижения влияния помех на линию связи? Что такое «грамотное заземление» линии передачи измерительного сигнала? Поясните ответ с помощью схемы.
сокращение пути, по которому прокладываются линии связи;
удаление линии связи от силовых цепей, мощных потребителей и т.п.
уменьшение площади между проводами линии связи, использование витой пары, а при необходимости – экранированного или коаксиального кабеля;
грамотное выполнение заземления;
использование низкоомных электрических цепей на обоих концах линии связи;
экранирование датчиков и источников электромагнитных помех;
увеличение мощности передаваемого сигнала;
снижение количества передаваемой информации за счет ее предварительной обработки на передающем конце;
уменьшение частотного диапазона передаваемого сигнала;
использование импульсных и кодированных сигналов вместо аналоговых, использование кодов с исправление ошибок;
использование оптоволоконных линий связи
Приведите примеры и поясните применение МС в транспортных средствах.
авиационная, космическая и военная техника,
- автомобилестроение (например, антиблокировочные системы тормозов, системы стабилизации движения автомобиля и автоматической парковки),
- нетрадиционные транспортные средства (электровелосипеды, грузовые тележки, электророллеры, инвалидные коляски
Какие факторы, воздействующие на датчик давления масла в гидросистеме, могут вызывать появление дополнительной, динамической погрешностей? Предложите способы снижения этих видов погрешности. Ма
Дополнительная погрешность возникает при отличии значений влияющих величин от нормальных (повышении температуры, появлении вибрации, изменении напряжения питания и т.п.). Например, мы измеряем давление масла. Но работающий двигатель нагрел масло до 400С, мембрана датчика давления стала менее упругой и датчик вместо 5 атмосфер показывает 5,2 атмосферы. 0,2 атмосферы - дополнительная погрешность. В паспорте датчика записано: дополнительная погрешность 2% на 100С. Зная это, мы можем ввести соответствующую поправку в показания датчика. В более совершенных измерительных системах микропроцессор сам корректирует показания датчика давления, используя информацию от встроенного датчика температуры.
Перечислите особенности интеллектуального управления по сравнению с традиционным автоматическим управлением. Ту
Передаточная функция ПИ-регулятора привода МС представлена в виде
Каким образом может быть реализован ПИ-регулятор на операционном усилителе К157УД2 с раздельным регулированием коэффициента передачи и постоянной времени регулирования, обеспечивающий устойчивую работу системы? Установленный в схеме резистор на входе усилителя имеет сопротивление 10 кОм. Ка
Поясните понятие МС. Какие Вы знаете разновидности МС? Какие функции выполняют отдельные подсистемы МС (приведите примеры).
Мехатронная система — совокупность нескольких мехатронных модулей и узлов, синергетически связанных между собой, для выполнения конкретной функциональной задачи.
Назовите этапы процесса фотолитографии при изготовлении ИМС?
На электронные весы с пределом измерения 20 кг последовательно помещали одну из трех эталонных гирь: 5 кг, 10 кг и 15 кг. Показания весов при этом составляли 5,32 кг, 10,64 кг и 15,96 кг. Считая, что измерения проводились при нормальных условиях, определите вид погрешности весов, специально внесенной недобросовестным продавцом. Какое другое наименование имеет эта погрешность?
Количественной оценкой точности является погрешность. Погрешность появляется при любых измерениях и представляет собой отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
Основная погрешность средства измерения - это погрешность в условиях, принятых за нормальные, т.е. при нормальных значениях всех величин, влияющих на результат измерения (температуры, влажности, напряжения питания и т.д.).
Дополнительная погрешность возникает при отличии значений влияющих величин от нормальных (повышении температуры, появлении вибрации, изменении напряжения питания и т.п.). Например, мы измеряем давление масла. Но работающий двигатель нагрел масло до 400С, мембрана датчика давления стала менее упругой и датчик вместо 5 атмосфер показывает 5,2 атмосферы. 0,2 атмосферы - дополнительная погрешность. В паспорте датчика записано: дополнительная погрешность 2% на 100С. Зная это, мы можем ввести соответствующую поправку в показания датчика. В более совершенных измерительных системах микропроцессор сам корректирует показания датчика давления, используя информацию от встроенного датчика температуры.
По характеру изменения погрешностей при повторных измерениях погрешности измерения делятся на систематические и случайные.
Систематическая погрешность - составляющая погрешности, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины. Например, каждое измерение давления масла в маслопроводе гидропривода при повышенной температуре масла сопровождается дополнительной температурной погрешностью, которая в данном случае является также систематической. Закономерный характер систематической погрешности определяет пути ее уменьшения. Например, для снижения постоянной систематической погрешности используют введение поправок, замещение или компенсацию погрешности.
Случайная погрешность изменяется случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Причиной ее могут быть случайные изменения условий проведения измерительного эксперимента, которые трудно учесть. Случайная погрешность может быть уменьшена путем многократных измерений одной и той же величины и статистической обработки полученной совокупности измерений.
Аддитивная погрешность – составляющая полной погрешности, не зависящая от значения измеряемой величины. Мультипликативная погрешность – составляющая полной погрешности, пропорциональная значению измеряемой величины. Например, аддитивная погрешность может быть вызвана разбалансировкой измерительного моста, состоящего из тензорезисторов, наклеенных на мембрану датчика давления. Мультипликативная погрешность может появиться при изменении коэффициента усиления измерительного усилителя.
Специфическими видами погрешностей являются погрешности гистерезиса и квантования (дискретизации). Погрешность гистерезиса проявляется в том, что результат измерения одного и того же значения величины будет различным, в зависимости от того, подходим ли мы к нему «снизу» или «сверху». Погрешность дискретизации сигнала по уровню проявляется, например, в ступенчатом изменении напряжения на выходе АЦП. Уменьшить величину погрешности дискретизации можно, увеличив количество разрядов АЦП.
Рассмотрите методы аппаратной и программной защиты от «дребезга» контактов. Приведите алгоритм защиты и код программы на языке FBD. См
Сформулируйте основные задачи, решаемые системой управления. Приведите классификацию систем управления
Целью управления может быть решение двух обобщенных задач – поддержания некоторых параметров в определенных диапазонах и регулирование значений выходных переменных по требуемому закону. В каждой из этих задач управляющей системе требуется сформировать выходное воздействие, реализация которого компенсирует образовавшуюся ошибку управления.
Для расчета выходных воздействий необходимо знать, как изменятся параметру объекта/процесса при определенном изменении управляемого параметра. Это означает, что разработка систем управления подразумевает построение и использование адекватных математических моделей.
