Структурный синтез модели объекта

Под структурным синтезом модели следует понимать определение структурных элементов объекта после того, как был определен объект управления. Структура объекта управления определяет вид и характер связи между входами (X и U) и выходами (Y) модели объекта независимо от конкретных значений параметров, которые определяются на следующих этапах управления — идентификации и планирования экспериментов. Процесс структурного синтеза модели объекта разобьем на следующие стадии:

Определение входов и выходов;

Декомпозиция модели;

Выбор структурных элементов модели.

Рассмотрим каждую стадию отдельно.

Определение входов и выходов объекта

При синтезе модели должны быть выявлены наиболее сильные, существенные связи, чтобы отбросив слабые, получить минимальное число взаимодействий объекта со средой. Для данного этапа нам необходимы только контролируемые {Х}, управляемые {U} и информируемые {Y} связи.

Контролируемые связи Х должны удовлетворять следующим требованиям:

Должны влиять на реализацию целей {Z*} в объекте управления.

Должны эффективно и просто измеряться.

Управляемые связи U должны удовлетворять следующим требованиям:

Должны влиять на состояние объекта.

Должны оперативно без существенных затрат изменять состояние каналов воздействия на объект.

Информируемые связи Y должны удовлетворять следующим требованиям:

Должны нести информацию о выполнении целей в объекте управления.

Должны надежно и оперативно контролироваться.

Данный раздел заключается в описании всех контролируемых входов и выходов объекта, их число должно быть больше, чем реализовано в модели объекта. Это необходимо для эффективного отбора наиболее существенных факторов.

Так как все контролируемые и управляемые связи были описаны на этапе определения объекта управления, то сейчас опишем информирующие связи Y:

y1 — время, затрачиваемое на проведение испытания;

y2 — количество деталей, подлежащих списанию;

y3 — среднее время поиска документации по одной детали;

y4 — среднее время написания протокола о проведенном испытании;

y5 — среднее время обработки заявки на испытание и получения комплектующих;

Имея все входы и выходы объекта управления, пригласим ранее рассмотренную группу экспертов и методом взвешивания экспертных оценок выберем из них наиболее значимые.

Каждый эксперт проводит оценку входов и выходов, пользуясь числами натурального ряда, где 1 — наиболее предпочтительный, 2 — менее предпочтительный и т. д. Экспертами составляется матрица предпочтений (Табл. 6,7,8).

Таблица 6 — Матрица оценок для контролируемых связей.

Таблица 7 — Матрица оценок для управляемых связей.

Таблица 8 — Матрица оценок для информируемых связей.

Определим согласованность экспертов с помощью коэффициента конкордации:

Таблица 11 — Согласованность экспертов для контролируемых связей.

Таблица 12 — Согласованность экспертов для управляемых связей.

Таблица 13 — Согласованность экспертов для информируемых связей.

Из таблиц согласованности экспертов видимо, что коэффициент конкордации составил больше 0,5, что говорит о согласованности экспертов.

Из матрицы оценок контролируемых связей следует, что x3 предпочтительнее остальных. Но для раздела планирования экспериментов нам необходимо 5 наиболее предпочтительных связей каждого вида, поэтому произведем выбор по наибольшим весам связей. Тогда перечень предпочтительных контролируемых связей выглядит следующим образом: x3, x1, x5, x2, x4.

Из матрицы оценок управляемых связей следует, что u4предпочтительнее остальных. Перечень предпочтительных управляемых связей выглядит следующим образом: u4, u1, u2, u3, u5.

Из матрицы оценок информируемых связей следует, что y2 предпочтительнее остальных. Перечень предпочтительных информируемых связей выглядит следующим образом: y2, y3, y5, y1, y4.

Получив перечни всех предпочтительных связей, произведем декомпозицию модели.