Филиал федерального бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет» в г. Кумертау
Кафедра ИИТ
Лабораторная работа №2
авиационныЕ БортовыЕ интеллектуальныЕ системЫ
Выполнил: ст. гр. АП-509д Насретдинов Р.М.
Ахмадиев И.Н.
Тулибаев Ф.Ф.
Проверил: ассистент Мизин С. В.
Кумертау
2012 г.
Цель работы
Целью настоящей работы является изучение принципов построения экспертных систем и современных авиационных интеллектуальных систем, их функций, особенностей структуры и возможности реализации.
Теоретическая часть
Бортовые системы нового поколения цифрового пилотажно-навигационного оборудования (ПНО) современных самолетов как гражданского, так и военного назначения предоставляют экипажу огромный поток информации.
В то же время координация на борту работы всех систем возложена на летчика, что приводит к необходимости выполнения полетного задания на пределе его психофизических возможностей. Серьезнейшие проблемы, обусловленные нижеследующими факторами, встают перед летчиком (экипажем) современных самолетов при пилотировании в экстремальных условиях:
-
недостаточная полнота и оперативность выдачи информации о текущем эксплуатационном состоянии бортовых систем;
-
отсутствие возможности быстрого анализа возникших отказов и внештатных ситуаций для принятия оперативно-тактических оптимальных решений за минимальное время с целью обеспечения безопасности полета;
-
отсутствие при устранении летчиком (экипажем) отказной внештатной экстремальной ситуации и выхода на нормальный режим пилотирования, возможности детального анализа возникших отказов и оперативной оценки их влияния на дальнейший полет.
Выходом в подобной ситуации является использование интеллектуальных бортовых экспертных систем (БЭС) в помощь летчику (экипажу). При этом экипаж, оставаясь основным управляющим звеном самолета, на основе обобщенной интегрированной информации от бортовых систем, переработанной БЭС в реальном времени в состоянии обеспечить уверенное, надежное и высокоэффективное качество пилотирования [1-5].
Ответы на контрольные вопросы
-
Что такое интеллектуальные системы управления?
Практическая реализация концепции ситуационного управления на основе современных интеллектуальных технологий предполагает наличие развернутой базы знаний о принципах построения и целях функционирования системы, специфике использования различных алгоритмов, особенностях исполнительных механизмов и управляемого объекта. В этом случае классификационный анализ имеющихся знаний с учетом текущих показаний измерительно-информационных средств должен обеспечивать параметрическую и структурную настройку управляющих алгоритмов, модификацию программы достижения целей управления, а при необходимости и их коррекцию.
Важно отметить, что главная архитектурная особенность, которая отличает интеллектуальную систему управления (рис. 1) от построенной по «традиционной» схеме, связана с подключением механизмов хранения и обработки знаний для реализации способностей по выполнению требуемых функций в неопределенных условиях при случайном характере внешних возмущений. К возмущениям подобного рода могут относиться непредусмотренное изменение целей, эксплуатационных характеристик системы и объекта управления, параметров внешней среды и т.д. Кроме того, состав системы при необходимости дополняется средствами самообучения, обеспечивающими обобщение накапливаемого опыта и, на этой основе, пополнение знаний [1].
Рис. 1. Обобщенная структура интеллектуальной системы управления
В общем случае объект управления может иметь достаточно сложную конструкцию, включающую в свой состав ряд функционально-подчиненных подсистем. Иерархия их подчинения обусловливает декомпозицию исходных целей и задач управления на рекурсивную последовательность вложенных составляющих. В конечном итоге такое разделение предполагает многоуровневую организацию системы управления, обладающей развитыми интеллектуальными возможностями по анализу и распознаванию обстановки, формированию стратегии целесообразного поведения, планированию последовательности действий, а также синтезу исполнительных законов, удовлетворяющих заданным показателям качества. При этом структура интеллектуальной системы управления сложным динамическим объектом должна соответствовать иерархическому принципу построения и включать стратегический, тактический и исполнительный (приводной) уровни, а также комплекс необходимых измерительно-информационных средств (рис. 1).
-
Когда необходимо использовать интеллектуальные системы?
Необходимость интеллектуализации каждого из уровней управления обусловлена подверженностью выполняемых ими функций влиянию различных факторов неопределенности. Практическое воплощение этой концепции предполагает избирательное использование тех или иных технологий обработки знаний в зависимости от специфики решаемых задач, особенностей управляемого объекта, его функционального назначения, условий эксплуатации и т.д.
Один из вариантов построения интеллектуальных систем основан на применении технологии экспертных систем (ЭС).
В общем случае под ЭС понимается интеллектуальная программа, способная делать логические выводы на основании знаний в конкретной предметной области и обеспечивающая решение определенных задач. Хотя большинство созданных к настоящему времени ЭС имеет специфическую структуру, ориентированную на решение конкретной прикладной задачи, можно выделить основные общие компоненты их построения.