Лекция

Интеллектуальные системы управления

Мехатронные системы, создаваемые в различных областях техники, способны не только удовлетворять традиционным требованиям по таким категориям качества, как быстродействие, точность, надежность и пр., но и обладать новыми свойствами. К таким свойствам относится способность перестраиваться при изменяющихся технологических условиях, адаптироваться к ставящимся целям, учитывать текущее состояние окружающей среды и самих мехатронных объектов (МО), т.е. решать трудноформализуемые и даже неформализуемые задачи. Изменения во внешней среде влияют не только на сам МО, но и на выбор требований к цели и качеству управления и, как следствие, на характер желаемых траекторий движения рабочих органов. В свою очередь выбор альтернативы поведения в зависимости от условий внешней среды чрезвычайно сложен и, как правило, трудно представим с помощью корректных математических выражений.

В связи с этим в последнее время бурно развивается подход, связанный с концепцией качественного отражения внешнего мира и состояний МО с помощью искусственного интеллекта. Современные МО должны обладать возможностями выполнения функций принятия решений и управления, близкими к интеллектуальным функциям человека, а по скорости получения решений существенно превышать возможности человека. Эти функции реализуются с помощью современных средств вычислительной техники в интеллектуальных системах управления (ИСУ).

Построение управления как осмысленного потока информации требует использования БД, если контекст и отношения сообщений постоянны и могут быть заданы конечным набором записей, и БЗ, если семантика информации достаточно сложна, контекст переменен, цель корректируется в процессе управления. Это, как минимум, требует реструктуризации внутренних связей базы данных при акте обработки информационного потока. Указанное требование реструктуризации, обеспечивающее практическую возможность активного (актуализированного) отношения к информации, является отличительным моментом возникновения интеллектуального управления.

1. Среди перспективных методов иу в мире признан метод нечеткого управления, управления посредством динамических эс и нейронных сетей, используемых в широком спектре мо.

Выявлены три особенности ИУ [Прикладные нечеткие системы…2]. Первая заключается в том, что такое управление является логическим, реализуя условные высказывания типа «если…то». Логике управления эксперта поставлено в соответствие некоторое действие. Это дало возможность использовать более полную информацию в отличие от классической теории управления, изменять режимы управления в зависимости от времени и значений параметров, в том числе при нештатных ситуациях.

Вторая особенность – параллельное управление. В отличие от традиционных классических методов управления, в которых обобщенное правило управления представляется с помощью одной формулы, здесь используется большое число частных правил, каждое из которых действует в локальной области информационного пространства. Для каждой регулируемой величины создаются свои правила управления. Отпадает необходимость в целевых функциях и в соответствующих решениях задач оптимального управления. Такое управление справляется с многообразием ставящихся целей, в том числе, с взаимно противоречащими целями.

Третья особенность – возможность организации управления в виде диалога с оператором. При этом оператор легко понимает действия регулятора и за счет обучения может улучшать способности ИСУ.