Автоматизированные советующие системы с нечеткой логикой в технических средствах подготовки летного и инженерно-технического персонала гражданской авиации

ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Научная новизна работы заключается: в построении автоматизированных советующих систем как совокупностей моделей объектов изучения — изделий авиационной техники, ситуационных систем и субъекта обучения — летного и инженерно-технического персоналав реализации объектных моделей изделий авиационной техники на основе нечетких множеств, соответствий, отношений, графов и гиперграфовв построении… Читать ещё >

Содержание

ВВЕДЕНИЕ.,
1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПОДГОТОВКИ ЛЕТНОГО И ИЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПЕРСОНАЛА ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ И АЗРАБОТКА СТРУКТУРЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СОВЕТУЮЩЕЙ ИСТЕМЫ
- 1. 1. Анализ и классификация состава технических средств подготовки летного инженерно-технического персонала
- 1. 2. Анализ принципов построения технических средств подготовки летного и нженерно-технйческого персонала
- 1. 3. Разработка структуры автоматизированной советующей системы и остановка задачи диссертационной работы
Выводы по 1-ой главе
2. РАЗРАБОТКА НЕЧЕТКИХ ОБЪЕКТНЫХ МОДЕЛЕЙ ИЗДЕЛИЙ ШИАЦИОННОЙТЕХНИКИ
- 2. 1. Объектные модели на основе нечетких*множеств
- 2. 2. Объектные модели на основе нечетких соответствий
- 2. 3. Объектные модели на основе нечетких отношений
- 2. 4. Объектные модели на основе нечетких графов и гиперграфов
Выводы по 2-ой главе
3. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СОВЕТУЮЩИХ СИСТЕМ НА ЗСНОВЕ НЕЧЕТКИХ ОБЪЕКТНЫХ МОДЕЛЕЙ И СИТУАЦИОННЫХ СИСТЕМ
- 3. 1. Нечеткие ситуационные системы в автоматизированных советующих системах
- 3. 2. Системы принятия решений в нечетких ситуационных системах
- 3. 3. Системы выдачи решений в нечетких ситуационных системах
Выводы по 3-ей главе
4. РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПОДГОТОВКИ ЛЕТНОГО И ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПЕРСОНАЛА ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ
- 4. 1. Реализация автоматизированной советующей системы в комплексном тренажере самолета
- 4. 2. Реализация автоматизированной советующей системы в электронном енерном тренажере
Выводы по 4-ой главе

Автоматизированные советующие системы с нечеткой логикой в технических средствах подготовки летного и инженерно-технического персонала гражданской авиации (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Сложность современных воздушных судов (ВС) достигла такого уровня, при сотором каждое упущение в процедурах подготовки летного и инженерно-технического персонала может оказаться предпосылкой к опасному летному 1роисшествию или к выводу из строя дорогостоящего оборудования. По этим 1ричинам к профессиональной подготовке летного и инженерно-технического тсрсонала предъявляются весьма жесткие требования, удовлетворить которые при сохранении традиционных программ и методов теоретического и практического обучения стало невозможным. Для развития комплекса практических навыков в процессе подготовки и переподготовки летного и инженерно-технического персонала в настоящее время широко используются технические средства. Такие средства являются составной частью системы эксплуатации ВС. Разработка технических средств подготовки летного и инженерно-технического персонала ведется на основе теории эксплуатации сложных технических систем.

В последние годы теория эксплуатации сложных технических систем получила значительное развитие, особенно в области авиации. Это достигнуто благодаря усилиям крупных ученых и коллективов: ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского (Синдеева И.М., Константинова В. Д., Барзиловича Е. Ю., Воскобоева В. Ф., Красовского B.C.), ГосНИИ ГА (Климчука В.А., Ямпольского В.И.), ГосНИИ АН (Кушельмана В .Я., Майорова A.B., Белогородского С. Л., Карасева В.Я.), ГосНИИ ЭРАТ ВВС (Володко

A.М., Савенкова М. В., Перова В. И., Коровина Ю. И., Савина С.К.), ЛИИ МАП (Бочарова В.И., Деркача О .Я.), КИИ ГА (Игнатова В.А., Черненко Ж. С., Новикова

B.C.), МГТУ ГА (Воробьева В.Г., Кривенцева В. И., Смирнова H.H., Ицковича A.A., Козлова А.И.) и других. При этом решены многие теоретические вопросы анализа систем ТЭ, особенно для ВС в целом, механических систем и радиооборудования.

Однако, теоретические исследования процессов и систем подготовки и переподготовки авиационного персонала, а также разработка на этой основе новых методов и систем обучения летного и инженерно-технического персонала нуждаются в дальнейшем развитии. Особенно актуальным является направление исследований, связанное с разработкой, технических средств подготовки летного и инженерно-технического персонала.

5 ,

Целью настоящей работы Является повышение эффективности подготовки и реподготовки летного и инженерно-технического персонала ГА с помощью хнических средств на основе использования автоматизированных советующих [стем с нечеткой логикой.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи: разработана структура автоматизированной советующей системыразработаны объектные модели различных изделий авиационной техникиразработаны нечеткие ситуационные системы для изделий авиацйонной техникиосуществлена реализация автоматизированных советующих систем в комплексном тренажере самолета и электронном инженерном тренажере.

Методы исследований базируются на комплексном использовании методов: ории нечеткой логики, а также объектно-ориентированного программирования.

Практическое значение работы. За время работы над диссертацией автор ринял участие в нескольких НИР по тематике разработки современных технических редств подготовки летного и инженерно-технического персонала. Работы велись по оговорам с Департаментом Воздушного Транспорта (Федеральной Авиационной! лужбой РФ), Министерством Обороны, Пензенским Конструкторским Бюро 1оделирования и другими ведущими фирмами, институтами и предприятиями ражданской авиации и авиационной промышленности.

Результаты исследований были использованы при разработке комплексных етных и электронных инженерных тренажеров для ВС нового поколения в Центре одготовки авиационного персонала ОАО «Аэрофлот» — Ил-96−300, Ту-204 и других.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международных Научно-технических конференциях «Современные научно-технические проблемы ГА», МГТУ ГА, 1995, 1997, 1999; Научно-технических конфнренциях «Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажеров», Пенза, 1997, 1999, а также многочисленных семинарах и совещаниях.

Публикация результатов работы. Основные результаты работы опубликованы в 12 научных трудах (5 печатных трудах [62, 78, 79, 80,81] и 7 отчетах по НИР [4, 5, 6, 8, 69,70,71]).

Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы и приложения с актами о внедрении.

ВЫВОДЫ по 4-ой главе:

1. Реализация автоматизированной советующей системы осуществляется в комплексном тренажере самолета и электронном инженерном тренажере на основе моделей нечеткой логики.

2. Вычислительные ресурсы управляющих цифровых вычислительных систем КТС позволяют разместить дополнительные программные средства автоматизированных советующих систем. Это не только не сказывается на производительности УЦВС, но и обеспечивает более широкие возможности использования имеющихся вычислительных ресурсов.

3. Наиболее рациональной структурой электронного инженерного тренажера, в состав которого входит АСС, является локальная вычислительная сеть с двумя серверами моделей и графики, объединенная с управляющей цифровой вычислительной системой КТС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе проведенных исследований сделаны следующие основные выводы:

1. Основными техническими средствами подготовки летного и инженерно-технического персонала ГА являются комплексные и электронные тренажеры. Анализ тенденций в развитии тренажеров показывает, что направление по разработке автоматизированных обучающих систем как программно-методического обеспечения тренажеров становится наиболее перспективным.

2. Новым направлением в развитии автоматизированных обучающих систем является направление, связанное с разработкой автоматизированных советующих систем. Особенно перспективным это направление является в том случае, когда объект изучения и субъект обучения оказываются в неопределенной ситуации, обусловленной недостаточной информацией об объекте или нечеткостью оценки этой ситуации как экспертом-инструктором, так и самим обучаемым.

3. Автоматизированная советующая система представляет собой совокупность моделей объектов изучения, ситуационной системы и субъекта обучения. Кроме того, она может включать в себя инструктора. Ситуационная система представляет собой совокупность системы оценки состояний объекта изучения, а также систем принятия и выдачи решений.

4. Нечеткие объектные модели изделий авиационной техники строятся на основе основных элементов нечеткой логики: нечетких множеств, соответствий, отношений, графов и гиперграфов.

5. Нечеткие ситуационные системы описывают состояние изделий авиационной техники, а также вырабатывают и выдают решения субъекту обучения. Они также могут быть построены на основе элементов нечеткой логики, в частности, нечетких ситуационных сетей.

6. Реализация автоматизированных советующих систем с нечеткой логикой осуществляется аппаратными средствами комплексных и электронных тренажеров. Вычислительные ресурсы тренажеров позволяют разместить автоматизированные советующие системы в виде программной надстройки, осуществляющей управление процессом обучения.

Показать весь текст

Список литературы

Аверкин А.Н., Батыршин И. З., Блишун А. Ф., Силов В. Б., Тарасов В. Б. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта / Под ред. Поспелова Д. А. — М.: Наука, 1986. — 312 с.
Автоматизированные обучающие системы профессиональной подготовки операторов летательных аппаратов. /Под ред. В. Е. Шукшунова. М.: Машиностроение, 1986.240 с.
Александров В.В., Садовничий В. А., Чугунов О. Д. Математические задачи динамической имитации полета. М.: Изд-во МГУ, 1986, 181 с.
Борисов А.Н., Алексеев A.B., Крумберг O.A. и др. Модели принятия решений на основе лингвистической переменной. Рига: Зинатне, 1982. — 256 с.
Буков В.Н. Адаптивные прогнозирующие системы управления полетом. М.: Наука, 1987. 232 с.
Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. М. Наука, 1978. — 400 с.
Воробьев В.Г., Зыль В. П., Кузнецов C.B. Основы теории технической эксплуатации ПНО. М.: Транспорт, 1999,334с.
Воробьев В.Г., Константинов В. Д. Техническая эксплуатация авиационного оборудования. М.: Транспорт, 1990, 300с.
Воробьев В.Г., Кузнецов C.B. Автоматическое управление полетом самолетов. М.: Транспорт, 1995.
Гасов В.М., Соломонов Л. А. Инженерно-психологическое проектирование взаимодействия человека с техническими средствами. М.: Высшая школа, 1990.
ГОСТ 21 036–75. Система «человек-машина». Тренажеры. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1975. — 7 с.
ГОСТ 21 676–76. Тренажеры авиационные. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1976. — 8 с.
Гуреев В.О., Каширкин C.B., Курзенков Г. Д. Разработка и исследование программ визуализации для авиационных тренажеров. В сб. тезисов докладов МНТК «Современные научно-технические проблемы ГА.», М.: МГТУ ГА, 1999, с. 170.
Диденко Н.И. Автоматизация управления обучением и оценки действий обучаемых на тренажере / Тезисы докладов Ш ВНТК «Тренажеры и компьютеризация профессиональной подготовки», Калининград, 1991, М.: Изд. СНИО СССР, 1991. с. 59.
Ежкова И.В., Поспелов Д. А. Принятие решений при нечетких основаниях. I. Универсальная шкала. Изв. АН СССР. Техн. кибернетика. — 1977. — № 6. — с. 3−11.
Заде JI. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. М.: Мир, 1976. — 165 с.
Зайцева JI. В. и др. Разработка и применение автоматизированных обучающих систем на базе ЭВМ. Рига: Зинатне, 1989. — 230 с.
Зыль В. П. Кузнецов C.B., Комаров В. Ю., Перегудов Г. Е. Применение технологий мультимедиа для изучения авиационного оборудования. В сборнике тезисов докладов МНТК «Современные научно-технические проблемы ГА». М.: МГТУ ГА, 1996, с. 119.
Клыков Ю. И. Ситуационное управление большими системами.- М. Энергия, 1974. 136 с.
Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. М.: Радио и связь, 1982. -432с.
Красовский A.A. Концепция оптимального инструктора и автоматизация обучения на тренажерах // Изв. АН СССР. Техн. кибернет. 1989. № 6. С. 139−144.
Красовский A.A. Математическое моделирование и компьютерные системыобучения и тренажа. М.: Изд. ВВИА им. Жуковского, 1989.255 с.
Красовский A.A. Основы теории авиационных тренажеров. М.: Машиностроение, 1995.304 с.
Красовский A.A. Прогнозно-оптимизационная модель деятельности человека-оператора // Автоматика и телемеханика. 1991. № 10. с. 144—153.
Красовский A.A., Лопатин В. И., Наумов А. И., Самолаев Ю. Н. Авиационные тренажеры. М.: Изд. ВВИА им. Жуковского, 1992. 320 с.
Крок Н. С. Квантовый подход к построению программ авторских курсов / Проблемы автоматизированного обучения пользователей путем организационного управления, Одесса, 1984. — С. 67−83.
Кузнецов С. В, В. П. Зыль, Г. Е. Перегудов, В. Ю. Комаров. Применение технологий мультимедиа для изучения авиационного оборудования. В сб. Научных трудов соискателей грантов МГТУ ГА. 1997.
Кузнецов С. В, В. П. Зыль, Г. Е. Перегудов. Применение технологий мультимедиа для изучения авиационного оборудования. Научный вестник МГТУ ГА, 1997, с.45−54.
Кузнецов C.B., Зыль В. П. Новые концепция и методология подготовки и переподготовки инженерно-технического состава гражданской авиации по авионике современных типов ВС. Научный вестник МГТУ ГА № 3, серия «Авионика», М.: МГТУ ГА, 1998, с.27−36.
Кузнецов C.B., Перегудов Г. Е., Комаров В. Ю. Анализ состояния развития авиационных эксплуатационных тренажеров и их классификация. Сб научных трудов «Совершенствование авиационного оборудования». М.: МГТУ ГА, 1996.
XI. Ларичев О. И., Моргоев В. К. Проблемы, методы и системы извлечения экспертных знаний // А и Т. 1991. № 6. с. 3—27.
Майоров A.B., Мусин С. М., Янковский В. Ф. Выявление причин отказов авиационного оборудования. М.: Транспорт, 1996,288с.
Мартинес Ф. Синтез изображений. Принципы, аппаратное и программное обеспечение. М.: Радио и связь, 1990. 192 с.
Меерович Г. Ш., Годунов А. И., Ермолов O.K. Авиационные тренажеры и безопасность полетов. М.: Воздушный транспорт, 1991. 343 с.
Мелихов А.Н., Берпггейн A.C. Конечные четкие и расплывчатые множества. Часть 1. Четкие множества. Таганрог: Изд-во ТРТИ, 1980. -101 с.
Меньшов А.И., Рыльский Г. И. Человек в системе управления летательными аппаратами. М.: Машиностроение, 1976. 192 с.
Методика разработки обучающих программ для автоматизированных обучающих систем. М.: МЭИ, 1985. — 48 с.
Нечеткие множества и теория возможностей. Последние достижения / Под ред. Р. Ягера. М.: Радио и связь, 1986. — 391 с.
Парамонов Ю. В. Автоматизация обучения по базовым дисциплинам с использованием ПЭВМ. М.: МЭИ, 1988.
Перегудов Г. Е. Перспективы разработки и использования авиационного комплексного инженерного тренажера. // Тренажеры и компьютеризация профессиональной подготовки: Тезисы докладов Ш-ей ВНТК г. Калининград, -М., 1991.-с. 301.
Перегудов Г. Е., Малахов Б. М., Шишкин В. В. Анализ оперативной деятельности и структуры системы подготовки ИТС ГА. Сб научных трудов «Совершенствование авиационного оборудования». М.: МГТУ ГА., 1996.
Перегудов Г. Е., Фирсов В. В., Крылов А. И. Новое в компьютерных технологиях подготовки инженерно-технического персонала гражданской авиации. В сб. тезисов докладов МНТК «Современные научно-технические проблемы ГА., М.: МГТУГА, 1999, с. 167.
Платонов К. К. Психологические вопросы теории тренажеров // Вопросы психологии. 1961. — № 4. — С. 77−86.
Плотников Н.И. Тенденция развития авиационных тренажеров за рубежом / Тезисы докладов II ВНТК „Тренажеры в формировании профессиональных навыков специалистов“ Ч. I. М.: Изд. СНИО СССР. 1988. с. 69−72.
Применение локальных вычислительных сетей на тренажерах и испытательных стендах, работающих в реальном масштабе времени // Авиастроение. Экспресс-информация. М.: ВИНИТИ. 1988. № 17. с. 23−27.
Применение технологий мультимедиа для изучения авиационного оборудования. Отчет по грантам МГТУ ГА. Научные руководители С. В. Кузнецов и В. П. Зыль. М.: МГТУ ГА, 1996.
Проблемы развития новых информационных технологий в обучении. Основные результаты исследований ВНИИВШ в 1989 г. / Под ред. А. Я. Савельева. М.: Изд. ВНИИВШ, 1989.
Разработка автоматизированной обучающей системы для ИТС самолета Ил-96МУТ. Отчет по НИР „Разработать автоматизированную обучающую систему для инженерно-технического состава самолетов Ил-96М/Т“. Научный руководитель В. Г. Воробьев. М.: МГТУ ГА, 1999.
Разработка компьютерных технологий изучения конкретной авиационной техники. Отчет по НИР „Разработка компьютерных технологий обучения инженеров в области эксплуатации авиационного оборудования“. Научный руководитель В. Г. Воробьев. М.: МГТУ ГА, 1998.
Разработка концепции, методологии и технологий компьютерного обучения • инженеров в области эксплуатации авиационного оборудования. Отчет по теме
Разработка и обоснование концепции, методологии и технологий компьютерного обучения инженеров в области эксплуатации авиационного оборудования». Научный руководитель В. Г. Воробьев. М.: МГТУ ГА, 1996.
Рощупкин А.А. Методика подготовки автоматизированных учебных курсов в условиях развития новых информационных технологий при подготовке военных авиационных инженеров. М.: Изд. ВВИА им. Жуковского, 1991. с. 10−22.
Руководство по обучению. Часть Д-1. Техник по обслуживанию воздушных судов. Дос. 7192-AN/857 ИКАО, 1990.
Тэлло Э. Р. Объектно-ориентированное программирование в среде Windows: Пер. с англ. М.: Наука-Уайли, 1993. — 347 с.
Шеннон Р. Имитационное моделирование сложных систем искусство и наука. -М.: Мир, 1979.-418 с.
Шишкин В.В. Системный подход в построении курсов обучения инженерно-технического состава гражданской авиации. Научный вестник МГТУ ГА № 3, серия «Авионика», М.: МГТУ ГА, 1998, с.47−52.
Шишкин В.В., Климкин В. Н., Почкаенко Д. В. Концепция модернизации комплексных тренажеров экипажей JIA. Сборник материалов «Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажеров. Пенза, 1999, с.60−61.
Шишкин В.В., Малахов Б. М. Анализ и классификация технических средств практической подготовки авиационного персонала гражданской авиации. Научный вестник МГТУ ГА № 3, серия «Авионика», М.: МГТУ ГА, 1998, с.53−58.
Шишкин В.В., Малахов Б. М. Современное состояние технических средств подготовки инженерно-технического персонала гражданской авиации и пути их развития. В сб. тезисов докладов МНТК «Современные научно-технические проблемы ГА., М.: МГТУ ГА, 1999, с. 167.
Federal Aviation Regulations. Part 145. Repair Stations. US Department of Transportation. Federal Aviation Administration. 1989.
Federal Aviation Regulations. Part 65. Certification: Airmen Other Then Flight Crewmembers. US Department of Transportation. Federal Aviation Administration. 1990.
Результатом модернизации AT является повышение эксплуатационных характеристик и методических возможностей AT что положительно сказывается на повышении безопасности полетов в ГА и имеет значительную экономическую эффективность для ОАО «Аэрофлот».
В процессе выполнения диссертационной работы Шишкиным В. В. разработаны автоматизированные советующие системы для комплексных и инженерных тренажеров различных типов ВС.
Использование результатов диссертационной работы В. В. Шишкина повышает методические возможности и эффективность использования авиационных тренажеров для подготовки Л С и ИТП ГА и ВВС.
В учебном процессе МГТУ ГА используются следующие электронные тренажеры и автоматизированные обучающие системы, разработанные с участием В. В. Шишкина:
Электронный инженерный тренажер пилотажно-навигационного оборудования самолета Ту-154М с комплексом «Жасмин». т
Электронный инженерный тренажер самолета Ил-96−300.
АОС вычислительных систем самолетовождения и управления полетом совместно с системой электронной индикации самолета Ил-96−300.
АОС системы сбора и локализации отказов самолета Ил-96−300.
АОС инерциальной системы И-21.
АОС запуска двигателей на самолете Ту-154М.
Кроме того, материалы диссертационной работы использовались при руководстве дипломным проектированием нескольких десятков студентов факультета авиационных систем и комплексов, в работе трех аспирантов кафедры «ТЭ АЭС и ПНК».
Декан ФАСК, д.т.н., профессор СЗ^^с*^ АЛЛогвин
Зам.зав.каф. ТЭАЭиПНК, к.т.н., Профессор1. В.Д.Константинов

Заполнить форму текущей работой