3 Кредит

Түсініктеме жазба

Пәнді оқытудағы мақсаттары мен міндеті. Аталған пәнді оқуға алғы-шарт болатын пәндер тізімі. Қосымша пәндер және олардың осы пәнмен өзара байланысы. Жоғары кәсіптік білімнің мемлекеттік жалпы міндеті стандартына сәйкес пәннің мазмұнын негіздейтін минималды білім, машық, дағдылану және басқа да мәліметтер.

Технологиялық процестердің (ТП) автоматтандырылған басқару жүйелерін (АБЖ) жобалау процестеріне қойылатын талаптарының деңгейінің жоғарлауына байланысты автоматтандырылатын ТП математикалық модельдердің сатысы біріні ретті тапсырма болып есептеледі.

Қaзipгi кездегі технологиялық процестер өздерінің күрделілігімен, ішкі құрылымының қасиеттерімен ерекшеленеді. Осыған байланысты ТП, техникалық жүйелердің және басқару объектлернің моделдері мен параметрлерін идентификациялауға байланысты жаңа концепцияларды құру, меңгеру және icкe асыру мәселелері шешімдерін табуы тиіс.

Оқылатын курстағы пәнге казіргі кездегі қөзқарастар жүйелік әдістерді қолданып, математикалық моделді құру процесінің дамуы.

Оқылатын курстағы пәнге казіргі кездегі қөзқарастар жүйелік әдістерді қолданып, математикалыө модельді құру процесін дамуы бар эволюцияпық процедура ретінде қарастырады. Осыған байланысты бұл курстың құрылымы математикалық модельдерді құрудың жүйелік ұйымдастыру принциптерін қарастырады, онда модель қызметтік- мақсаттық сипаттамасынан бастап параметрлік деңгейлерінің анықталмағандығын ашуға дейінгі бірнеше кезеңдерінен тұратындығы айтылған.

Сондықтан басқару объектілері мен техникалық жүйелердің технологиялық процестердің АБЖ-iH құруда, өндірістік және зерттеу жұмыстарын icкe асыруда 050702- Автоматтандыру және басқару мамандығы бойынша заман талабына сай мамандар дайындауда «Басқару обьектілерін модельдеу және идентификациялау» пәнін оқыту бірден- бip міндетті бағыт болып табылады.

Оқыту процесінде студенттер келесі бағыттардан білім алуы тиісті:

жүйелік әдістері принциптерін;

негізгі тәсілдер мен алгоритмдерді;

үздіксіз және дискретті техникалық жүйелер мен басқару объектілерін зерттеу ерекшеліктерін;

техникалық жүйелерді модельдеу және идентификациялау есептерін ғылыми және өндірістік зерттеуінің автоматтандыру негіздемелерін;

ұғымы болуы керек:

тәсілдер мен алгоритмдерді дұрыс қолданып оларды білу;

әр түрлі физикалық жаратысты басқару объектілерінің жүйелерін құру және жобалау процесінің аймағында математикалық модельдерді алу мақсатымен зерттеулер жүргізе білу және оның нәтежелерін өңдей білуі;

дағдылануы тиіс;

өзіндік меңгеру және техникалық тапсырмаы өңдей білу негізінде творчестволық, зерттеушілік және өндірістік есептерді шешіп білу;

әдебиеттерді оқу;

игерілген немесе жасалған алгоритмдерді ic жузінде пайдалану үшін есептеу техникасын қолдану.

Бұл пәнді оқу үшін математика, автоматты басқару теориясы, есептеу машиналар, жүйелер мен желілер, тиімділеу әдістері курстарын оқу кезіндегі алынған білімдерге сүйеніп жүргізіледі. Аталған пәндермен курс пәнннің методологиясы және қолданбалы есептердің кешені бойынша байланысы өте тығыз.

Пәннің мазмұны

Kipicпe

Пәнді оқытудағы объектілер және әдістер жөнінде мәліметтер. Бұл пәннің басқа ғылымдар арасындағы орны. Пәннің және онын әр этаптарының дамуы жөнінде қысқаша - тарихи очерк.

Байқау нәтежесінде модуль құру мәселесі, автоматты басқару теориясының негізгі мәселелерінің бipi болып бұрыннан да саналатын. Бүгінгі уақытта бұл мәселелерге деген ынтаның тууы мына себептерге байланысты:

тиімді және шығын аз кететін автоматты басқару жуйелерін құру жөніндегі инженерлердің тілектері;

бүгінгі кунгі ауа және космос ұшақтарының, сонымен бipгe су және теміржол траспорттарының динамикасын зерттеу;

ізбағу және басқа да басқару немесе оқыту есертерін шешу кезіндегі адамның ic- әрекетін зерттеу;

жүрек соғу, көз шарасының қозғалуы т.б. нейромоторлы жүйелер секілді биологиялық объектілерді зерттеу.

Бақылау теориясына деген қызығушылық жүйе іс-әрекетінің сапасын жоғарлатуға және жетілдірілген математикалық аппаратгармен қамтамасыз етілген ЭЕМ кезеңінің келуімен байланысты.

Идентификациялау теориясының негізгін қалаушы ғалымдарының бipi профессор Эйкхофф. Бүгінгі кезде бұл пән басқару теориясынан басқа да пәндермен тығыз байланысты. Оған себеп болған ХХ-ғасырдың 60-70 жылдары жарық көрген А.А.Красовскийдің оптимал адаптивті жүйелерді синтездеуге идентификациялық жолмен келуіне арналған еңбектері. Адаптивті басқару теориясының дамуымен бipгe ағымда объекті мен қобылжыту әсерін идентификациялау негізіндегі "идентификациялық" деп аталатын бұл ұғым негізгі бағыттың бipi болып саналады.

Идентификациялау және моделдеу теориясымен қоғам дамуының локалды және глобалды динамикалық экономико-математикалық моделеін құратын мамандар, яғни экономистер мен статистер тығыз айналысып жүр. Бұл eкi ғылымның бip-бipiн байытуына себепкер болды. Яғни осы бағыт аркасында социалдық және физикалық объектілерде пайдаланылатын жүйенің жалпы математикалық теориясы жасалынды.

Идентификациялау объектілерінің математикалық модельдері

Математикалық модельдер мен олардың жіктеулері туралы жалпы мағлұматтар.

Модельдер жиыны, модельдер құрылымы. Сызықты модельдер мен сызықты модельдер жиыны.Беріліс функциялардың модельдер үйірі. Күй кеңістігіндегі модельдер. Үлестірілген параметрлi модельдер. Уақыттық сипаттамалар. Дискретті модельдер. Күй кеңістігіндегі дискретті модельдер. Регрессия басқару тұлғасындағы статикалық және динамикалық модельдер.

Параметрлі статикалық идентификациясы

Негізгі анықтамалар. Идентификация процесінің жалпы сұлбасы. Идентификацияның негізгі этаптары. Априор мен апостериор ақпараттар. Идентификация сапасының көрсеткіштері мен критерийлері. Идентификациялау әдістерін кластарға бөлу. Құрылымдық және параметрлік идентификациялар. Активті және пассивті идентификациялар. Идентификацияланудың проблемасы. Ажыратылған жүйелердегі идентификациялаудың жүйелік шарттары. Тұйықталған сызықты жүйелердегі идентификациялаудың жүйелік шарттары. Ықтималдық идентификациялау ұғымы.

Статикалық идентификациялаудың жалпы мәселелері

Құрылымдық статикалық идентификация. Байланыс тығыздығының статикалық критерийлері. Модель кординаттарының себеп-салдарлық қатынастар бағдарының тәсілдері. мен критерийлері. Модель құрылымының идентификация кезеңіндегі шешімді қабылдау статикалық процедурасын ұйымдастыру.

Параметрлік статикалық идентификация

Қарапайым тестілеу сигналдардың негізінде идентификациялау әдістері. Жиілік сипаттамаларды анықтау. Эксперименталды жиіліктік сипаттамаларды жуықтау. Өтпелі сипаттамаларды анықтау. Уақыттық сипаттамаларды жуықтау.

Бағалау әдістері негізінде идентификациялау. Параметрлерді бағалаудың негізгі әдістері. Ең кіші квадраттар әдісімен бағалау. Марковтың бағалары. Максималды шын ұқсастық әдісімен бағалау, минималды орта кауіптілікпен бағалау. Байес бағалары.

Идентификацияның корреляциялық әдістері. "Ақ шу" түрдегі псевдокездейсоқ тексеру әсірлері кезіндегі динамикалық сипаттамаларды анықтау. Псевдокездейсоқ тестілеу сигналдары. Стохастикалық жуықтау әдісі.

Тұйықталған жүйелердегі объектілерді идентификациялау ерекшеліктері. Ішкі бөгеттермен айқындалмаған кepi байланыстарды табу.

Обьектілердің күйін және параметрлерін бағалау. Калман-Бьюси сүзгісі. Параметрлерi мен күйін бip уақытта бағалау. Квазисызықтандыру әдісі.

Бапталатын адаптивті модельдерімен идентификациялау әдісі. Динамикалық обьектілердің адаптивті модель түрлері. Параметр мен сигналдар бойынша сызықты модельдер. Адаптивті модельдерді қолданғандағы идентификациялаудың құрылымдық сұлбалары. Kipic сигналдың сипаттамалары мен баптау процесінің байланысы, параметрлерді баптаудың тәуелсіз шарттары. Модельдің объектіге жақындау критерийлерінің түpілepi. Гипертұрақтылық критерийлер мен Ляпуновтың екінші әдісін қолдану арқылы градиенттік әдістермен баптау алгоритмдерінің модельдері мен аналогтарын синтездеу. Бапталатын адаптивті модельдердің баптау синтезделген алгоритмдерін ықшамдау.

Бейсызықты динамикалық сипаттамаларды идентификациялау әдістері. Бейсызықты обьектілерді идентификациялауға гармоникалық сызықтандыруды қолдану. Бейсызықты объектілерді идентификациялауға статикалық сызықтандыру әдісін қолдану. Бейсызықты обьектілерді функционалды дәрежелi қатарларды қолданып идентификациялау.

Практикалық сабаққа арналған тақырыптар

Басқару объектілерінің модельдерін жазу.

Идентификациялау, басқарылымдық, бақылаулымдылық шарттары.

Регрессиялық анализ. Бағалаудың тұйықталмаған сұлбаларын жасау.

Баптау модельдер бойынша бағалау әдістері. Параметр мен күйді бағалау.

Тура және жанама бағалау әдетері.

Параметрлерін бағалау корреляциялық әдістері.

Стохастикалық жұықтау мен болжамасы.

Рекуррентті бағалау әдістері, инструменталды айнымалылардың, болжаудау кателігінің және т.б. ең кіші квадраттар әдісі.

Бірінші және екінші peттi сызықты модельдерін идентификациялау графоаналитикалық әдістері.

Лабораториялық сабаққа арналған тақырыптар

Статикалық бағалау әдістерінің бірімен жалпыланған динамикалық модель параметрлерін анықтау.

Рекурентті бағалау әдістерімен регрессия модельдерінің параметрлерін анықтау.

Бапталынатын адаптивті модельдерді қолданып идентификациялау әдістері.

Салмақ функциялар әдісін қолданып идентификациялау.

Идентификациялаудың корреляциялық әдісі.

Әртүрлі кіреберіс әсерлеріндегі модельдің параметрлерін баптау шарттарын зерттеу.

Өзіндік жұмыс

Студенттердің өзіндік жұмысы дәрістік, лабораториялық және практикалық сабақтарда берілген сұрақтарды қамтитын әдебиеттерді оқумен байланысты. Сонымен қатар әртурлі объектілердің жұмыс атқаруын игеріп анализдей және олардың математикалық модельдерін құрастыру.

Негізгі және қосымша әдебиеттер тізімі

Эйкхофф П. Основа идентификации систем управления. - М.: Мир, 1975.

Цыпкин Я.3. Информационная теория систем. - М.: Наука, 1995.

Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователя. - М.: Наука, 1991.

Гроп Д. Методы идентификации систем. - М.: Мир, 1979.

Современные методы идентификации систем. Пер. с англ. /Под ред. П.Эйкхоффа. - М.: Мир. 1983.

Фомин Б.В., Яковлев В.Б. Моделирование производственных систем. - Киев: Вища школа. 1992.

Советов БЛ., Яковлев С.А. Моделирование систем. Практикум.- М.:Высшая школа, 1999

Авторлар:

Сыздықов Д.Ж. - т.ғ.д., профессор

Бекбаев А.Б. - т.ғ.д., профессор

Хасенова Г. И. - т.ғ.д профессор

Ширяева О.И. - т.ғ.д, доцент

Пікір жазғандар:

Дженалиев М.Т. - т.ғ д., ҚР БжҒМ Математика институтының директоры, профессор

Ивлев Р.С. - т.ғ.к., ҚР БжҒМ ИжБПИ доценті, «Иммунды басқару жүйелері мен тораптары» лаб.меңгер. міндет, атқар.

ТИПТІК ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ҮРДІСТЕРДІ ЖӘНЕ ӨНДІРІСТЕРДІ АВТОМАТТАНДЫРУ