Книги по системному анализу

Системный анализ

«Адаптивное управление сложными системами на основе теории распознавания образов»

В. С. Симанков, Е. В. Луценко

Оглавление    
Глава 6, «Алгоритм синтеза ААСУ СС» Глава 6, Выводы

Глава 6: Методика синтеза ААСУ СС. Пример синтеза адаптивной САУ фотоветроэлектроэнергетической установкой

Рассмотрим применение предложенной методологии для синтеза операционного уровня систем автоматического управления (САУ) автономными комбинированными фотоветроэлектроэнергетическими установками (ФВЭУ), представляющими собой типичный пример сложной технической системы.

В соответствии с приведенным выше общим алгоритмом синтеза ААСУ СС и основываясь на результатах работы [316] рассмотрим численный пример синтеза САУ ФВЭУ с применением предложенных в данной работе математической модели и алгоритма.

Шаг 1-й: сконструируем классификационные и описательные шкалы (табл. 6.1 и 6.2):

No п/п Наименование градации
1 Режим 1: все группы потребителей откл. Заряд накопителя
2 Режим 2: 2-4 группы потребителей откл. Заряд накопителя
3 Режим 3: 3-4 группы потребителей откл. Заряд накопителя
4 Режим 4: 4 группа потребителей откл. Заряд накопителя
5 Режим 5: 3 группа потребителей откл. Заряд накопителя
6 Режим 6: все группы потребителей ПОДКЛ. Заряд накопителя
7 Режим 7: 2-4 группы потребителей откл. Разряд накопителя
8 Режим 8: 3-4 группы потребителей откл. Разряд накопителя
9 Режим 9: 4 группа потребителей откл. Разряд накопителя
10 Режим 10: 3 группа потребителей откл. Разряд накопителя
11 Режим 11: все группы потребителей ПОДКЛ. Разряд накопителя

Таблица 6.1 — Классификационная шкала (режимы энергораспределения)

Кодирование Наименование шкал градаций
из [316] новое
Шкала 1: «Текущий баланс энергосистемы»
X 1 1 >0 для 1-й, 2-й, 3-й, 4-й групп нагрузок
2 2 >0 только для 1-й, 2-й, 3-й групп нагрузок
3 3 >0 только для 1-й, 2-й групп нагрузок
4 4 >0 только для 1-й группы нагрузок
5 5 <0 для 1-й группы нагрузок
Шкала 2: «Состояние заряженности аккумуляторной батареи»
Y 1 6 Накопитель полностью заряжен 95%≤Q≤100%
2 7 Накопитель хорошо заряжен 75%≤Q<95%
3 8 Накопитель слабо заряжен 30%≤Q<75%
3 8 Накопитель полностью разряжен 0%≤Q≤30%
Шкала 3: «Прогноз поступления возобнавляемой энергии»
Z 1 10 Прогнозируемый интегральный баланс положителен
2 11 Прогнозируемый интегральный баланс отрицателен

Таблица 6.2 — Описательные шкалы (факторы)

Шаг 2-й: с использованием приведенных выше шкал представим экспертные оценки целесообразности выбора различных режимов энергораспределения из работы [316] в форме, соответствующей требованиям обработки информации в автоматизированных системах [196] (табл. 6.3):

N п/п Факторы Режимы энергораспределения
X Y Z
1 1 6 10 11              
2 1 7 10 10 11            
3 1 8 10 9 10 11          
4 1 9 8 9 10 11          
5 2 6 10 10 11            
6 2 7 10 9 10 11          
7 2 8 10 8 9 10 11        
8 2 9 10 7 8 9 10 11      
9 3 6 10 9 10 11          
10 3 7 10 8 9 10 11        
11 3 8 10 7 8 9 10 11      
12 3 9 10 1 7 8 9 10 11    
13 4 6 10 8 9 10 11        
14 4 7 10 7 8 9 10 11      
15 4 8 10 1 7 8 9 10 11    
16 4 9 10 1 1 7 8 9      
17 5 6 10 7 8 9 10 11      
18 5 7 10 1 7 8 9 10 11    
19 5 8 10 1 1 7 8 9 10 11  
20 5 9 10 1 1 1 7 8 9 10 11
21 1 6 11 6              
22 1 7 11 5 6            
23 1 8 11 4 5 6          
24 1 9 11 3 4 5 6        
25 2 6 11 5 6            
26 2 7 11 4 5 6          
27 2 8 11 3 4 5 6        
28 2 9 11 2 3 4 5 6      
29 3 6 11 4 5 6          
30 3 7 11 3 4 5 6        
31 3 8 11 2 3 4 5 6      
32 3 9 11 1 2 3 4 5 6    
33 4 6 11 3 4 5 6        
34 4 7 11 2 3 4 5 6      
35 4 8 11 1 2 3 4 5 6    
36 4 9 11 1 1 2 3 4      
37 5 6 11 2 3 4 5 6      
38 5 7 11 1 2 3 4 5 6    
39 5 8 11 1 1 2 3 4 5 6  
40 5 9 11 1 1 1 2 3 4 5 6

Таблица 6.3 — Обучающая выборка

Шаг 3-й: на основе математической модели, предложенной в [316], и представленных выше исходных данных получим матрицу информативностей (табл. 6.4), которая показывает, какое количество информации о целесообразности выбора того или иного режима энергораспределения получает САУ, если установлено действие некоторого фактора.

Данная матрица информативностей и представляет собой конкретную информационную модель ФВЭУ, на основе которой САУ может принимать решения о выборе наиболее целесообразного режима энергораспределения. Выбирается тот режим, о котором в системе факторов {X, Y, Z} содержится максимальное количество информации (табл. 6.5):

Факторы Режимы энергораспределения ФВЭУ Дифф. мощность
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1 0,05 0,21 0,34 0,05 0,24 0,47 0,165
2 0,10 0,20 0,17 0,10 0,23 0,17 0,092
3 -0,39 0,03 0,04 0,08 0,02 -0,01 0,03 0,04 0,08 0,05 -0,01 0,131
4 0,13 0,17 0,12 -0,07 -0,09 0,17 0,12 -0,19 -0,25 0,146
5 0,39 0,21 -0,12 -0,18 -0,21 0,21 -0,12 -0,15 -0,21 0,203
6 -0,04 0,06 0,16 0,25 -0,04 0,06 0,19 0,25 0,151
7 -0,45 -0,03 -0,02 0,02 0,08 0,06 -0,03 -0,02 0,02 0,11 0,06 0,151
8 0,03 0,07 0,02 0,02 -0,04 -0,07 0,07 0,02 0,02 -0,01 -0,07 0,048
9 0,32 0,14 0,05 -0,07 -0,13 -0,16 0,14 0,05 -0,07 -0,22 -0,16 0,165
10 0,42 0,39 0,38 0,38 0,38 0,203
11 -0,01 0,41 0,39 0,37 0,37 0,37 0,201
Детерминированность 0,25 0,13 0,12 0,13 0,17 0,20 0,13 0,12 0,13 0,20 0,24 0,165

Таблица 6.4 — Матрица информативностей

Код Наименование режима % Гистограмма
11 Режим 11: все гр.потр.ПОДКЛ. Разряд АБ 80 ????????????????????????
10 Режим 10: 3 гр.потр. откл. Разряд АБ 67 ????????????????????
9 Режим 9: 4 гр.потр. откл. Разряд АБ 56 ????????????????
6 Режим 6: все гр.потр.ПОДКЛ. Заряд АБ 43 ????????????
8 Режим 8: 3-4 гр.потр. откл. Разряд АБ 33 ??????????
5 Режим 5: 3 гр.потр. откл. Заряд АБ 24 ???????
7 Режим 7: 2-4 гр.потр. откл. Разряд АБ 22 ??????
1 Режим 1: все гр.потр. откл. Заряд АБ -1  
4 Режим 4: 4 гр.потр. откл. Заряд АБ -5 ?
3 Режим 3: 3-4 гр.потр. откл. Заряд АБ -33 ?????????
2 Режим 2: 2-4 гр.потр. откл. Заряд АБ -42 ????????????

Таблица 6.5 — Выбор режима ФВЭУ (при X=1, Y=1, Z=1)

Сравнение табл. 6.5, полученной с применением предложенной математической модели, методологии, алгоритма и методики с табл. 4.8 (с. 119), полученной на основе меры Шеннона, показывает, что они обладают очень высоким уровнем сходства. Имеющиеся различия обусловлены преимуществами предложенного подхода.

Оглавление    
Глава 6, «Алгоритм синтеза ААСУ СС» Глава 6, Выводы