НЕЧЁТКИЕ КОГНИТИВНЫЕ КАРТЫ ДЛЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА И ПОДДЕРЖКИ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА

Авторы:

Григорьев Е.К., Никонов Ю.Ю.

Аннотация:

Моделирование эксплуатационных режимов сложных технических объектов, в частности газотурбинных установок, связано с необходимостью учета экспертной неопределенности, нестационарности параметров и неполноты формальных дифференциальных моделей. Цель исследования — разработка метода системного анализа и информационной поддержки принятия управленческих решений, основанного на аппарате нечётких когнитивных карт и обеспечивающего интервальное прогнозирование состояний. В качестве математического инструментария предложено представление весовых коэффициентов причинно-следственных связей в виде треугольных нечетких чисел с последующим применением принципа обобщения Заде и метода α-срезов. Сформулированы достаточные условия сходимости итерационной динамики к нечеткому равновесию, опирающиеся на оценку спектрального радиуса матрицы весов, составленной из мод нечётких коэффициентов и константы Липшица функции активации. Для решения обратной задачи управления разработан итерационный алгоритм подбора воздействий с учётом жёстко заданных технологических ограничений исполнительных органов. На примере 14-концептной модели газотурбинной установки проанализированы сценарии ступенчатого изменения нагрузки, дрейфа измерительного канала и механической деградации лопаточного аппарата. Выполнено сопоставление с байесовскими сетями и авторегрессионными моделями, обучаемыми по телеметрии. Установлено, что предлагаемый подход, незначительно уступая вероятностным аналогам по точности точечного прогноза, обеспечивает прозрачную интерпретацию причинно-следственных связей и формирует доверительный интервал, ширина которого соответствует реальному разбросу параметров. Полученные результаты применимы для встраивания в существующие АСУ ТП с целью снижения рисков ошибочных операторских решений в условиях развития аварийных ситуаций.

Ключевые слова:

Нечеткие когнитивные карты, системный анализ, газотурбинная установка, причинно-следственные связи, интервальное прогнозирование, обратная задача управления, α-срезы, информационная поддержка принятия управленческих решений.

Цитировать статью:

График выхода журналов

Последние выпуски: