Введение к работе
Актуальность работы обусловлена следующими причинами.
Внедрение современных автоматизированных систем контроля и управления в технологический процесс производства цемента, как правило, приводит к положительному результату ввиду того, что затраты на подобную модернизацию легко окупаются за счет снижения ущерба от ошибок контроля и управления.
Процессы цементного производства, включающие механические, физико-химические, температурные воздействия на сырье и материалы, характеризуются многообразием контролируемых и управляющих параметров различной природы. Системы контроля и управления включают в себя широкую номенклатуру измерительных и управляющих устройств и вынуждены функционировать в условиях информационной зашумленности. Следствиями этого являются нечеткость математических моделей, статистическая неопределенность состояния технологического процесса. В то же время применяемые алгоритмы контроля предполагают точечный, а не интервальный характер параметров, не учитывают то обстоятельство, что неизбежные ошибки идентификации параметров в процессе контроля влекут различные последствия в зависимости от физической природы контролируемых величин.
Несмотря па широкий интерес к задачам многокритериальной оптимизации и оценивания, интервальным и размытым моделям, в научной литературе практически Отсугствуют публикации, разрабатывающие методы статистической идентификации моделей по совокупности критериев различного смыслоеого содержания. В частности, не известны работы, учитывающие специфику задач контроля и управления технологическим процессом производства цемента.
Таким образом, актуальность диссертационной работы вытекает из практической необходимости разработки и применения современных достижений теории идентификации в практике проектирования систем контроля и управления технологическим процессом производства цемента.
Научная задача работы состоит в разработке методов и алгоритмов идентификации состояния многопараметрической системы контроля и управления процессами цементного производства на основе совокупности критериев оптимальности, имеющих различное физическое содержание.
Научная новизна работы заключается в обосновании многокритериального подхода к задаче идентификации параметров контролируемых объектов в процессе цементного производства, что позволяет учесть различную природу измеряемых параметров и дифференцировать последствия от ошибок оценивания; в разработке векторного критерия оптимальности статистических решений на базе сконструированных локальных критериев, отражающих специфику автоматизированной системы контроля и управления технологическим процессов производства цемента; в развитии методов многокритериальной оптимизации для целевых функций, не поддающихся аналитическому дифференцированию
и применении этих методов для оптимизации критериев статистического оценивания; в разработке методики применения компромиссных оценок для контроля состояния и принятия решения по допуску и по показателю качества.
Практическая ценность работы состоит в том, что разработанные автором методы позволяют в процессе контроля состояния технологического процесса производства цемента получать интервальные оценки параметров, обладающие повышенной информативностью и устойчивостью в условиях помех, а также оптимизирующие показатели точности, достоверности и эффективности контроля. Предложенные подходы доведены до уровня практически реализуемых алгоритмов и схемотехнических решений.
К защите представляются:
векторный критерий оптимальности оценки, представляющий собой композицию байесовских функционалов среднего риска потерь точности, достоверности и информационной эффективности контроля;
алгоритмы построения эффективных оценок контролируемых параметров на основе теории компромиссов В.Парсто;
решающие правила определения результатов контроля, основанные на применении области компромиссных оценок для принципов допускового и качественного контроля;
структура информационного и алгоритмического обеспечения автоматизированной системы контроля состояния технологического процесса производства цемента на базе методов векторной идентификации параметров.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на IV межвузовском школе-семинаре "Методы и средства технической диагностики" (Харьков, 1985г.), Всесоюзном семинаре "Отказоустойчивость многопроцессорных вычислительных систем (г.Ростов-на-Дону, 1985г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении" (Белгород, 1989г.), Всесоюзной конференции "Физико-химические проблемы материаловедения и новые технологии" (Белгород, 1991г.), республиканской научно-технической конференции "Проблемы автоматизации контроля и диагностирования сложных технических систем" (Житомир, 1991 г.), международной конференции "Ресурсосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций" (Белгород, 1993г.), международной конференции "Ресурсо- и энергосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций" (Белгород, 1995г.), Всероссийской научной конференции "Распознавание-95" (Курск, 1995г.).
Методы исследования. В работе были применены методы математического программирования, теории оптимального выбора, теории статистических решений, теории автоматического управления и контроля, теории идентификации, теории вероятностей и математической статистики, регрессионного анализа, алгебры нечетких множеств, системного анализа, вероятностного и имитационного моделирования и планирования эксперимента. Расчеты и
математическое моделирование выполнялись с помощью средств вычислительной техники.
Публикации. Основные научные результаты диссертации изложены в 14 научных работах, активно использовались в материалах лекции по курсам "Численные методы и оптимизация", "Системный анализ и машинное моделирование", читаемых автором в Белгородской государственной академии строительных материалов.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 130 наименований и содержит 132 страницы основного текста, 20 рисунков, 5 таблиц.