Система підтримки прийняття рішень для управління процесами передавання рідинних вантажів в умовах динамічних обмежень - Автореферат

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Система підтримки прийняття рішень для управління процесами передавання рідинних вантажів в умовах динамічних обмеженьДля довготривалих технологічних процесів бункерування суден введено концепцію та розроблено алгоритми поточної корекції динамічних обмежень на параметри обєкту управління. Розроблено багаторівневу структуру, алгоритмічно-програмне забезпечення та програмно-технічні засоби системи підтримки прийняття рішень, що забезпечують на стратегічному рівні - формування оптимальних вантажних планів, на тактичному рівні - синтез та поточну корекцію технологічних карт (часових діаграм) реалізації технологічного процесу, на виконавчому рівні - корекцію керуючих сигналів при управлінні ділянками регулювання витрат з урахуванням змін параметрів рідинного вантажу та ідентифікацію пошкоджень елементів вантажних магістралей. Розроблено статичну та динамічну моделі технологічного обєкту управління для дослідження різних режимів роботи автоматизованої системи, а також експериментальний стенд з мікропроцесорним управлінням для імітації процесів завантаження танків в реальних умовах. На основе анализа технологических процессов бункеровки судов введено концепцию динамических ограничений, которая позволяет учитывать интенсивность нестационарных возмущений внешней среды и корректировать диапазоны ограничений на параметры танкера, как технологического объекта управления. Для управления технологическими процессами передачи жидких грузов на исполнительном иерархическом уровне СППР разработано программно-алгоритмическое обеспечение для коррекции управляющих сигналов при адаптивном управлении участками регулирования расхода (поворотными клинкетами) с учетом изменений физических параметров передаваемых грузов (плотности, вязкости, температуры т.п.) и гидравлического сопротивления элементов грузовых магистралей.Реалізація основних складових ТП ПРВ (формування попереднього вантажного плану танкера, синтез та поточна корекція технологічної карти вантажних операцій, розподіл потоків рідинних вантажів в магістралях вантажних трубопроводів та ін.) характеризується складністю взаємозвязків людини-оператора (Л-О) з технологічним обєктом управління (ТОУ) - танкером-заправником з відповідними його системами і підсистемами. Формування керуючих рішень (сигналів) для управління технологічними процесами ПРВ має одночасно супроводжуватись контролем поточного стану вантажу в кожному з танків, режимів роботи вантажних насосів, стану запірних клінкетів, параметричних та структурних змін в трубопроводах вантажних магістралей та ін., а також контролем значної кількості обмежень на такі параметри ТОУ, як остійність, осадка, крен, диферент тощо. Отже розробка структури, алгоритмічно-програмного забезпечення (АПЗ) та програмно-технічних засобів (ПТЗ) СППР для управління вантажними операціями на танкерах-заправниках дозволить значно підвищити екологічну безпеку, безпеку життєдіяльності, надійність та економічну ефективність технологічних процесів передавання рідинних вантажів в умовах НЗЗ та ДО. Робота виконувалася у відповідності до пріоритетних напрямків науково-дослідних робіт Українського державного морського технічного університету імені адмірала Макарова згідно координаційних планів Міністерства освіти та науки України, зокрема, в рамках фундаментальних наукових досліджень за держбюджетними темами “Основи теорії суднових нечітких експертних систем для управління процесами передачі рідинних вантажів в нестаціонарних умовах” (номер державної реєстрації 0102U005205) та "Розробка теорії синтезу алгоритмів прийняття рішень та моделей управління суднами в екстремальних умовах на основі нечіткої логіки і нечітких множин" (номер державної реєстрації 0100U001903). Проведений в дисертаційній роботі аналіз основних режимів функціонування ТОУ та дослідження взаємозвязків складових ТП ПРВ ґрунтуються на натурних експериментах та застосуванні методів теорії систем і системного аналізу; при розвязанні задач формування поточних оптимальних вантажних планів використано методи нелінійного програмування та теорії оптимального управління; АПЗ тактичного рівня СППР базуються на методах ситуаційного числення та скінченних автоматів; алгоритми та ПТЗ для корекції керуючих сигналів на виконавчому рівні СППР розроблені на основі теорії ідентифікації динамічних систем; в основу алгоритмів та ПЗ для виявлення пошкоджень вантажних систем ТОУ покладено рекурентні методи згладжування сигналів та методи ідентифікації нестаціонарних ТОУ; при розробці математичних моделей ТОУ застосовано методи математичного аналізу, теорії диференційного числення та теорії випадкових процесів; при розробці ПТЗ СППР використано поведінкові методи побудови HDL-моделей, що базуються на мовах опису апаратного забезпечення Verilog та VHDL.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ