Файл: Лебедкин, В. Ф. Проектирование систем управления обогатительными производствами.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 112

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Информация об измеренных с помощью системы контроля зна­ чениях параметров xf, х®, ..., х®, характеризующих состояние

объекта, поступает в вычислительное устройство, которое опреде­ ляет максимум функции К{х, у} путем отыскания соответствующей стратегии Yi = W, у®, уѴУ). Очевидно, прежде чем проводить

счетные операции по отысканию Yi, нужно убедиться, что значения

всех аргументов находятся

в пределах, разрешаемых равенством

(III.214), т. е. üi^Xi^bi-

i =

T7k.

Результат выбора Yi посредством командного устройства дово­ дится до регуляторов подачи реагентов. Рассчитанный режим под­ держивается в течение AT до следующего цикла опроса датчиков информации о параметрах {д;}.

Схемы управления с неполной информацией. Как уже неодно­

кратно подчеркивалось, для разделительных процессов вообще и для флотационных в особенности характерно то, что некоторые технологические параметры не могут быть измерены с достаточ­ ной частотой для того, чтобы текущую информацию о них можно

было использовать для выработки управляющей

информации.

Практически все современные схемы управления

разделительными

процессами — схемы с

неполной

информацией.

Естественно

по­

этому, что наибольший

практический интерес

представляют

во­

просы, связанные с построением именно таких систем.

 

 

Пусть,

например,

имеется

процесс,

описываемый

функцией

(Ш.217) или (III.218),

что одно

и то же. Система

контроля

спо­

собна обеспечить

измерения

параметров

хи

хг,

-, хк из всего на­

бора

ХІ, хг,

• • -,

Хн, Xh+u

• •.,

Xh.

При этом

измерение

параметров

{у},

задающих технологические

режимы,

всегда

обязательно. Тре­

буется построить алгоритм (и соответствующую схему)

управления

разделительным

процессом.

 

 

 

 

 

 

 

 

Очевидно, задачу можно решить с привлечением

ранее получен­

ных результатов. В самом деле, наличие информации о /-ом наборе xfP, X®, X® означает, что игрок X применил стратегию, обяза­ тельно включающую этот набор. Но вместе с этим набором в мо­

мент получения информации мог быть любой набор

(конечно, по

отношению к игроку У, но не к

игроку X,

который,

безусловно,

знает, что он выбрал в качестве своей чистой стратегии)

хи+и . •-, Хь.

из параллелепипеда Rk-h'- a^Xi^bi,

i—(h+l)

в случае

игры без

информации и набор (чистая стратегия) из того же

параллелепи­

педа R(k-h), подчиненный какому-то априорному распределению, из­

вестному игроку У заранее.

 

 

Рассмотрим оба эти случая.

 

 

Случай 1. Игра с неполной информацией в смешанных

стра­

тегиях.

 

РГ{Х)

Всякий раз при получении информации

все многочлены

в платежной функции (III.218) становятся

независящими

от хі,

Хг, ..., хн, а следовательно, изменяются координаты точек и. Это

194


приводит, в свою очередь, к изменению вида множества V*: полу­ чение информации о х№>\ i=l,h означает наличие одноступенчатой

функции распределения параметра х,; i=l,h

со скачком, равным

единице, в точке ti = x^.

 

Соответственно этому по получении информации должны быть проведены все действия'по программе, изложенной выше для слу­ чая отсутствия информации. Результатом решения окажется неко­ торое распределение частот чистых стратегий игрока Y из паралле­ лепипеда Sm. Таким образом, игроку Y придется теперь (если, конечно, он захочет получить больше, чем дает) не только рассчи­ тывать оптимальные стратегии после каждого выбора игрока X, но и уметь формировать нужные распределения Р®.

Структурная схема системы управления для рассматриваемого случая показана на рис. III.35.

Рис.

I I 1.35.

Структурная

схема

системы

 

 

управления

с

неполной

информацией для

 

 

 

игры

в

смешанных

стратегиях:

 

 

/ — объект

управления;

2 — система

контроля;

 

 

3 — вычислительное

устройство;

4 — случайный

I ß 1 <

1 <5[

механизм, вырабатывающий распределения частот

Pj;

5 — командное

устройство;

ff регуляторы

 

подачи реагентов

Назначение каждого из элементов схемы ясно из характерис­ тики схем, показанных на рис. III.33 и III.34. От обычных схем управления данная схема отличается лишь наличием случайного механизма, на который возложена задача формирования всех рас­ пределений, найденных после расчета игр в вычислительном уст­ ройстве.

Работа системы по такой схеме чрезвычайно сложна. Ей при­ сущи все недостатки, отмеченные ранее для систем без информа­ ции при решении игр в смешанных стратегиях. Кроме того, созда­ ние универсального случайного механизма, каким должен быть элемент 4 схемы, технически сложная проблема. Поэтому данная схема рассматривается лишь как одна из теоретических возмож­

ностей, но не в качестве варианта для

практических приложений.

Случай 2. Игра с неполной информацией при известных рас­

пределениях неизмеряемых

параметров.

 

Y известны

 

В отличии от предыдущего случая,

игроку

априор­

ные распределения F(xh+i),

..., F(xk),

но, как

и в первом

случае,

всякий раз при получении информации о Хі, х2 , ..., х„, он должен решать игру заново.

Действительно, если распределения параметров хЛ + і, ..., хи оста­

ются неизменными на протяжении всей игры

(t^oo),

то

распреде­

ления

параметров хі,

х%, ..хь,

при каждом

измерении

меняются

(как было указано ранее, получение информации о xf;

i—\,h озна­

чает

существование

одноступенчатой функции

распределения

13*

195


параметра ХІ со скачком в точке ti = xf. Следовательно, после

всякого измерения меняется априорное распределение стратегий игрока X, и решением игры для Y будет выбор соответствующей чи­ стой стратегии.

Таким образом, схема управления разделительной установкой

для рассматриваемого

случая будет такой же, как и в случае

игры

с полной информацией

(см. рис. 111.34), а алгоритм расчета

опти­

мальных технологических режимов соответствует алгоритму для игры с известным априорным распределением природы. По-види­ мому, это наиболее перспективное предложение для построения иг­ ровых систем управления с неполной информацией [121], так как алгоритм расчета режимов очень прост, а схема управления не отличается от существующих схем.

Построение систем управления при решении дискретных игр

При решении непрерывных игр были отмечены трудности по­ строения алгоритмов оптимизации разделительных процессов для игр без информации и с неполной информацией в смешанных стра­ тегиях; то же можно сказать и о построении соответствующих управляющих систем, использующих эти алгоритмы. Большинство из указанных выше проблем, связанных с решением этих типов игр и построением соответствующих систем управления, снимается с преобразованием непрерывных игр в дискретные (правда, в пол­ ной мере это относится лишь к играм с платежными матрицами небольшой размерности). Построение и решение дискретных игр представляет также практический интерес.

Вернемся к многочлену

 

К\х,у)=

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

• •

xïk>

УІ'>

• • У 1 ™ -

 

 

Он непрерывен на компакте

(ограниченность

и замкнутость об­

ласти

Ѳ гарантирует

компактность), и, следовательно,

по теореме

Кантора для любого

е > 0

всегда

найдутся о і > 0 , ...,

ô\->0, . . .

. . . , о ь > 0 , Я і > 0 , ..., %j>0, ..., Кп>0

такие, при которых

 

 

\К(х?\

. . . .

у Р \

. . . . уЯ)-К(х?\

. . .

 

 

 

. . . . х?\

у?\

 

у%)\<е,

 

(ІІІ.229)

как только

 

 

 

 

 

 

 

I x P ' - x P ' k S b

...ЛхР-хПкЪ,,

 

. . . .

\хУ-хР\<Ълі

\ У І 1

) - У \ 2 ) \ < К

 

 

 

 

••••

I ^ - ^

' K ^ -

196


Таким образом, задаваясь из технологических или каких-либо других соображений величиной 8, можно определить ôi, ..., б^, .. .

..., ой, КІ, ..., Àj, ..., КТ и разбить область Ѳ на прямоугольные окрестности, ребра которых равны ôi, ôh, Я,і, ..., Кт. Это га­ рантирует то, что для любых точек области Ѳ, принадлежащих одной окрестности, значения функции К{х, у} будут отличаться не более, чем на область е. Поэтому область в можно представить

h m

в виде фактор-множества, состоящего из Ц Ц At-Aj классов, причем согласно условиям уравнений (III.214) и (III.215)

 

 

 

 

**=[

 

b \ t a i

] ;

i=TTk,

 

(Ш.230)

 

 

 

A

j =

\ - ^ L \

;

j=X~ik.

 

(И1.231)

Каждая

точка

одного

класса

является полноправным его пред-

 

 

 

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

ставителем. Поэтому

имеется Д

П ^

і точек. Подставляя

их ко-

 

 

 

 

 

 

І-Іj=l

 

 

К {х,

у} для

ординаты в выражение

(III.218), получим значение

данного класса с ошибкой, не более чем Sä, подсчитанной по фор­

муле (III.216).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Физически величины

ôj и Х3- представляют шаги квантования по

уровню параметров ХІ\ І

=

\ , k и у у,

/ = 1 , m в интервалах

измене­

ния аі^Хі^Ьі

 

и

Cj^yj^dj

 

[условия

равенств

(III.214)

и

(III.215)]. Таким образом,

имеется Д* значений параметра

хі,

А2

параметра

х2,

...,

Ak

параметра

хк,

M — параметра

у и

Ат

 

 

 

 

 

 

 

 

ft

 

 

 

 

параметра

у т

, т. е. игрок X обладает Д А *

стратегиями, а

игрок

 

 

 

 

 

 

 

 

г = 1

 

 

 

 

m

YJ\Aj стратегиями. Как и ранее, стратегии игрока X — это на-

3 = 1

боры значений параметров {х}, а стратегии игрока Y — режимы по реагентам {у}.

Составим платежную матрицу ||аі ; || возможных значений К для всех режимов. Количество строк в этой матрице і = 1, ѵ:

 

k

 

ѵ =

П Aj,

(III.232)

a количество столбцов / = 1, n

 

 

 

k

 

n=

П

(111.233)

197


Матрица примет вид

ш

1

2

n

 

1

а п

« 1 2

« 1 «

 

2

« 2 1

« 2 2

« 2 л

(ІІІ.234)

« v i

а ѵ 2

« ѵ л

Иначе говоря, столбцы матрицы (III.233) пронумерованы по номерам, всех возможных наборов параметров {х} (каждый набор состоит из k значений), а строки — по номерам всех возможных режимов.

Схема управления для игры с полной информацией. Игрок Y

стремится всегда получать max К для любого численного набора параметров {х}. Поэтому в каждом столбце матрицы (III.234) выбираем максимальное значение функции К и считаем, что для данного набора значений Х і , х2, ..., хк оптимальным является ре­ жим, которому соответствует max ац [123]. Таким образом, множе­ ство классов оказывается в однозначном соответствии с множест­ вом режимов, т. е. каждому столбцу матрицы (III.234) соответст­ вует единственный оптимальный режим (но не наоборот).

ѵ<п,

следовательно,

одному

оптимальному режиму могут

со­

ответствовать

несколько

наборов

хі,

хо, ...,

х&. Объединим

все

на­

боры

Х і ,

Х 2

, .. .,

X f t ,

отвечающие

одному оптимальному режиму,

запишем их в одну строку новой матрицы. Строки этой

матрицы

пронумерованы по

множеству возможных

оптимальных

режимов

1, ѵо

( ѵ о ^ ѵ ) , а количество столбцов

равно максимальному

количе­

ству наборов, отвечающих одному оптимальному режиму. В стро­ ках новой матрицы, где количество наборов меньше максималь­

ного, поставим нули.

 

 

 

 

 

Пусть, например,

режиму і = 1

матрицы

(ІІІ.234)

соответство­

вали

наборы (чистые

стратегии) с номерами

/ = 1 , 10,

100,

120; ре­

жиму

і = 2 — наборы

/ = 2, 9, 90,

101, 115 и т. д. Причем

режиму

і = 5

соответствует максимальное

количество

наборов

/ = 3, 7, 36,

1 Часто можно уменьшить размеры матрицы (III.234), применяя неравно­ мерное квантование по уровню параметров {х} и {у} в соответствии с их функ­ циями распределения.

198