Введение
1 Анализ существующих способов, моделей и программных средств для управления сложными техническими системами 15
1.1 Способы управления сложными техническими системами 16
1.2 Моделирование сложных технических систем 17
1.3 Существующие программные средства для моделирования сложных технических систем и управления ими 35
1.4 Постановка задачи исследования 40
1.5 Выводы по главе 42
2 Разработка комбинированного нейросетевого способа и моделей для оперативного управления сложными техническими системами 43
2.1 Комбинированный нейросетевой способ моделирования сложных технических систем 43
2.1.1 Сбор информации о системе 46
2.1.2 Проверка системы на применимость способа моделирования 47
2.1.3 Выделение элементов сложной системы 48
2.1.4 Формирование логической модели системы 51
2.1.5 Построение матрицы инциденций для системы 53
2.1.6 Построение системы уравнений на основе матрицы инциденций 54
2.1.7 Получение решений системы уравнений для различных начальных условий 57
2.1.8 Проверка системы на наличие параметрических ошибок 57
2.1.9 Построение композиционной нейросетевой модели сложной технической системы 58
2.1.10 Обучение нейросетевых моделей элементов системы на основе решений системы уравнений и начальных условий 59
2.1.11 Композиция нейросетевых моделей элементов в единую модель системы 60
2.1.12 Дообучение нейросетевых моделей на основе данных о функционирующей системе 60
2.1.13 Проверка обученных нейросетевых моделей элементов системы на наличие параметрических ошибок и ошибок обучения 61
2.1.14 Формирование нейросетевого супервизора
2.1.15 Обучение нейросетевого супервизора 62
2.1.16 Проверка модели на наличие структурных ошибок 62
2.2 Модельное обеспечение способа моделирования сложных систем 63
2.2.1 Логическая модель системы 63
2.2.2 Параметрическая модель системы 65
2.2.3 Нейросетевая модель системы в виде композиции нейросетевых моделей элементов системы 66
2.2.4 Нейросетевая модель системы, супервизор 67
2.2.5 Оперативное изменение структуры и топологии модели системы 67
2.3 Способ поддержки принятия решений при оперативном управлении сложными техническими системами 68
2.3.1 Определение управляемых параметров для системы 68
2.3.2 Определение диапазонов изменения управляемых параметров 70
2.3.3 Определение шага изменения управляемых параметров 70
2.3.4 Определение целевых параметров системы 70
2.3.5 Определение диапазонов величин целевых параметров системы, при которых функционирование системы считается успешным 71
2.3.6 Определение параметров эффективности работы системы 71
2.3.7 Проверка комбинаций управляемых параметров 71
2.4 Принятие решений на основании результатов работы модели 72
2.5 Выводы по главе 72
3 Разработка программмных средств для оперативного управления сложными техническими системами 74
3.1 Разработка программных средств для моделирования сложных технических систем 74
3.1.1 Разработка модуля анализа элементов системы 77
3.1.2 Разработка модуля визуального редактора 81
3.1.3 Разработка модуля параметрического моделирования 83
3.1.4 Разработка модулей нейросетевого моделирования 87
3.2 Разработка программных средств для поддержки принятия решений при управлении сложными техническими системами 93
3.3 Выводы по главе 94
4 Оценка эффективности использования разработанных программных средств для оперативного управления сложными системами 96
4.1 Общие сведения о системах теплоснабжения
4.2 Структура централизованных тепловых сетей 97
4.3 Особенности функционирования тепловых сетей 98
4.4 Тепловые сети как объект управления 98
4.5 Специфика тепловых сетей г. Могилёва 101
4.6 Объект управления 102
4.7 Выделение элементов системы 104
4.8 Построение логической модели системы 106
4.9 Построение параметрической модели системы 108
4.10 Построение иерархической композиционной нейросетевой модели системы 110
4.11 Выбор временного промежутка для оценки эффективности использования разработанных программных средств 113
4.12 Оценка эффективности использования разработанных программных средств для упрощённой схемы с одним потребителем 115
4.13 Оценка эффективности разработанных программных средств для упрощённой схемы с двумя потребителями 120
4.14 Оценка эффективности использования разработанных программных средств для схемы с девятнадцатью потребителями 124
4.15 Выводы по главе 125
Заключение 126
Список литературы
