2. Архитектура экспертного регулятора с элементами на нейросетевых структурах

Общая структура ЭР с элементами на НС представлена на рис. 8. Идентификатор условно разбит на два модуля:

— первый решает задачи, связанные с выбором оптимальной струк­туры модели ОУ и с определением ее параметров по заданной структуре, на основе нерекуррентных методов идентификации в режиме off-line;

— второй решает задачи, связанные с определением изменений пара­метров ОУ, в реальном масштабе времени и реализуется на базе НС.

База знаний ЭР, подобно идентификатору, условно разделена на две составные части:

— первая содержит знания о целях, диапазонах и виде входных и воз­мущающих сигналов, действующих на систему и об алгоритмах базы алгоритмов (принципы ее построения подробно изложены в [2]);

— вторая, содержащая знания о функциональных особенностях ОУ и регулятора, строится на основе использования НС, что позволяет вклю­чить ее в основной контур системы управления.

Объединение модулей БЗ и идентификатора приводит к созданию ЭР, у которого образуются два уровня управления (см. рис. 1). На первом уровне решаются задачи проектирования САУ в режиме off-line, а на втором осуществляется диагностика системы и синтез регулятора в реальном масштабе времени.

Рис. 8. Система автоматического управления с экспертным регулятором с базой знаний и идентификатором на нейросетевых структурах

Реализация ЭР с подобной архитектурой приводит к ряду прин­ципиальных изменений в его исходной функциональной структуре. Так, в раздел "Обучение" добавляется подраз­дел "Синтез НС на основе знаний", а в раздел "Функционирование" добавляются подразделы "Идентификация ОУ на НС" и "Синтез регуля­тора на НС". Итоговый вариант основных разделов ЭР с элементами на НС представлен на рис. 9.

При построении формальных математических моделей БЗ и иденти­фикатора необходимо учесть основные особенности и требования, которые предъявляются к сложным динамическим системам с быстро протекающими процессами.

Основные требования для проектируемого адаптивного регулятора следующие.

1. Проектируемый адаптивный интеллектуальный регулятор должен обладать высоким быстродействием, которое позволило бы максималь­но уменьшить такт управления (это особенно важно для САУ, реализую­щих оптимальное по быстродействию управление, потому что качествен­ные характеристики этих систем в значительной степени зависят от такта управления).

2. Адаптивный регулятор должен обеспечивать высокую динамичес­кую точность САУ.

Рис.9. Основные разделы экспертного регулятора с элементами на НС

Задача разработки нейросетевых БЗ и идентификатора может быть условно разделена на два этапа:

— на первом определяется архитектура и выбирается тип НС;

— на втором производится обучение НС на выбранный принцип функ­ционирования.

При решении поставленной задачи должны быть удовлетворены перечисленные выше требования и обеспечено преимущество вновь создаваемого адаптивного регулятора по сравнению с аналогичными раз­работками на основе других подходов.