Благодарю автора за ответственное отношение к выполнению заказа.
Информация о работе
Подробнее о работе
Оптимизация управляющих решений в АСУ методом теории игр
- 13 страниц
- 2017 год
- 40 просмотров
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
История.
Вопрос обсуждения научно-технической задачи анализа и синтеза биотехнических систем возник, когда появилась необходимость рассмотреть общую теорию комплексирования технических и биологических элементов в одном центре управления. Первоначально эта задача появилась, когда стало необходимо решать практические междисциплинарные задачи, связанные с производством автоматических систем искусственного кровообращения и дыхания, систем замены потерянных функций гемодиализа, разработкой био- управляемых протезов конечностей. Изначально этими работами занялись научные деятели П. А. Куприянова, Ф.В. Баллюзека, А.П. Колесова, Н.М. Амосова, В.А. Лещука, В.М. Ахутииа, А.П. Матвеева, К.Ю. Аграновского, В.С. Гур-финкеля, Н.Е. Кобриског, а также их ассистенты и коллеги во второй половине двадцатого века.
По прошествии некоторого времени, в семидесятых годах, следова-тельно возник вопрос о внедрении бионических методологий к созданию адаптивных биотехнических систем эргатического типа, а также биотехнических систем, управления целенаправленным поведением живых организмов (В.М. Ахутин, Г. С. Неймарк, В. О. Островский, Н.С. Соломенко, Л.Г. Воронин, Г.Б. Агарков, Б.И. Цияко, М.М. Хананашвили и др.). Исследования в научной сфере по применению общего подхода при разработке комплексов «человека - техники» исследуются в школе Б.Ф. Ломова, В.Ф. Венды, В.П. Зинченко, П.Я. Шлаена, А.А. Крылова и др. Следовательно, задача по созданию биотехнических систем породило главный аспект в научных кругах, который стал значительным продвижением, он объединил и согласовал совет ученых и специалистов точных и биологических наук.
Ранее уже говорилось, что системы биотехники - это значительный пласт в системе, которая подразделяется на биологические и технические элементы, взаимодействующие связно в объединенном центре управления. Говоря об определении, стоит отметить, что даже отличаясь основными функциями, биотехнические системы также включают в себя системы эрга-тического типа, которые управляются непосредственно человеком, а также туда входят и технические системы, помогающие управлять организмом че-ловека (к ним относятся системы искусственного дыхания, кровообращения и т. д.) и рядом живых организмов (биотехнические системы принудительного управления поведением животных). Совокупность этих биотехнических систем определяется совсем не общими характеристиками: важнейшим аспектом их благоприятной работы составляют базовые для них функции соответствия взаимодействия «управленческих» параметров технических и биологических элементов системы и правило выявления информационной среды, которая нуждается в совершенствовании насыщенности потоков и формы предоставления информации, которые в процессе работы взаимозаменяются техническими и биологическими элементами системы. По-другому говоря, в процессе работы биотехнической системы порядок функционирования и плодотворные решения технических задач должны соответствовать на столько, чтобы как можно больше подходить к морфологической и психофизиологической специфике соединяемой с биологическими элементами системы.
Объектом изучения кибернетики выступают кибернетические системы. Система является совокупностью взаимодействующих друг с другом относительно элементарных структур и процессов, которые объединены в единое целое выполнением некой общей функции, не сводимой к функциям различных ее компонентов.
Оптимальное управление заключается в управлении сложными объек-тами, которое базируется на этом же принципе. В таком случае перед систе-мой поставлена задача по обеспечению экстремального значения некого обобщенного показателя (критерия качества) или эффективности работы системы, связанных с ее выходными данными (см. рис.1.).
Рис.1
На базе измеренных выходных данных можно вычислить текущее значение данного показателя («вычислитель» на блок-схеме, рис.1)
Это значение поступает в оптимизирующую систему, где происходит сравнение их с заданными показателями данного критерия, поиск оптималь-ных направлений, а затем — выработка соответствующих управляющих ко-манд. Отличие оптимального регулирования от экстремального в том, что при оптимизации происходит работа не с отдельными результатами функ-ционирования системы, а в целом с их совокупностью. При этом взаимосвязи и взаимодействие их также всегда учитывается.
Основная программа или алгоритм функционирования системы в рас-смотренных системах при процессе регулирования не менялись. Регулирование было направлено лишь на поддержание и оптимизацию выходных данных при воздействии на систему непредвиденных ранее возмущений. Но есть и класс таких систем, которые имеют в своем устройстве заложенную возможность автоматического изменения непосредственно алгоритма функционирования для улучшения уровня качества при функционировании в заданном направлении или приспособления системы к внезапно изменившимся условиям работы. Автоматическое регулирование в подобных системах является адаптивным («приспосабливающимся») управлением, и сами системы называются адаптивные или самоприспосабливающиеся. Они, в свою очередь, делятся на разновидности: самонастраивающиеся и самоорганизующиеся, самосовершенствующиеся, обучающиеся и самообучающиеся и т.д. Рассмотрим их принципы работы при примере обучающейся системы.
Рис2.
Критерий оптимального функционирования в них не вводится изна-чально, и вырабатывается затем системой при процессах обучения во время выполнения определенных задач. Для этого в систему вводят основные принципы для поиска оптимального решения в дальнейшем. Эти правила предполагают, что система сама находит нужную последовательность опре-деленных операций, запоминает эту последовательность и применяет затем в аналогичных ситуациях. Алгоритм работы обучающейся системы построен на методе проб и ошибок, пошагового поиска решения, а также отбора возможных вероятностей.
На рис.2 представлена схема обучаемого автомата для адаптивного оптимального управления. В нем есть: блок для накопления опыта (память системы) П, где зафиксированы будут связи между возмущениями и соответствующими им ответными действиями, которые были одобрены при обучении, а также блок СМ, где данные сопоставляются со сведениями, полученными из оптимизатора, и вырабатывается затем общий сигнал для поступления его в управляющую часть системы.
Курсовая работа выполнена на тему: «Оптимальная система управления в биотехнических системах».
В работе отражены цели и задачи выбранной темы, материальные разработ-ки, описание оптимальной системы управления биотехнических системах, рассмотрена математическая модель и применяемость в современном мире. Работа на оценку 5, оригинальность от 60%.
Библиографический список
1. Физиология. Основы и функциональные системы / Под ред. К.В. Суда-кова. - М.: Медицина, 2000. - 784 с.
2. Боулдинг К. Общая теория систем — скелет науки // Исследования по общей теории систем. - М.: Прогресс, 1969. - С. 106-124.
3. Лачинов В. М., Поляков А. О. Метамашина. - СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2003.
4. Попечителев Е. П. Методы медико-биологических исследований. Си-стемные аспекты. - Житомир: Изд-во ЖИТИ, 1997. - 186 с.
5. Поляков А. О. От количественной информации к информодинамической машине. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. - 80 с.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
