Разработка модели, алгоритма и программы для определения технического состояния объекта по его признакам
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
°ние решения;
* подготовка решения к реализации;
* утверждение решения;
* управление ходом реализации решения;
* проверка эффективности решения.
РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА
Выделено полное пространство предпосылок Х из m = 5 факторов (причин), вызывающих неисправность электропривода, и полное пространство заключений Y - из n = 6 симптомов (проявлений) неисправностей электропривода: ; .
Между и существуют нечёткие причинные отношения . Все нечёткие отношения можно представить в виде матрицы R c 5 строками и 6 столбцами, т. е. существует матрица нечётких отношений
Конкретные входы (предпосылки) и выходы (заключения) системы можно рассматривать как нечёткие множества А и В на пространствах Х и Y. Обозначим отношения этих множеств как , где R - матрица, отражающая знания эксперта (экспертов) о влиянии факторов на симптомы; - есть правило композиции нечётких выводов. Направление выводов является обратным к направлению входов для правил. То есть в случае диагностики R (знания эксперта) наблюдаются выходы В (симптомы) и определяются входы А (факторы).
Знания эксперта имеют вид:
Пусть, например, ,
где первый столбец соответствует симптому ; второй столбец - симптому ; третий столбец - симптому , четвертый - симптому и т.д.
При этом причиной появления, например, симптома , является первый столбец факторов X (). Значения степеней соответствия напоминают собой вероятности (классические), но при этом не требуется, чтобы , т. е. сумма не должна обязательно равняться единице, как в классической теории вероятностей.
Пусть в результате поверхностного осмотра места аварии на некотором участке коммуникаций ГИК состояние этого участка оценивается экспертом как , т. е. симптом , имеет место со степенью соответствия . Например,
Требуется определить причину такого состояния:
Представим формулы для В и А в виде строк:
где
Тогда
Формулу можно представить в виде
или
или, транспонируя, в виде нечётких векторов-столбцов
где - операция максиминной (max-min) свёртки.
При этом вычисляется произведение вектора А и матрицы R, но вместо операции умножения выполняется операция взятия минимума ( - min), а вместо операции сложения - выполняется операция взятия максимума ( - max) соответственно.
Тогда (1) можно привести к виду:
Решим систему (2)-(5). В уравнении (2):
Из (3) получим:
Из (4) получим:
Из (5) получим:
Таким образом, получаем решение:
т.е. лучше устранить фактор ( - параметр, характеризующий проявление фактора - параметр, характеризующий проявление фактора).
Таким образом, задачу диагностики можно рассматривать как моделирование с помощью системы уравнений 1-го порядка, где дизъюнкция заменяется на максимум, а конъюнкция - на минимум.
На практике m и n могут принимать значения от нескольких единиц до нескольких десятков. Можно использовать несколько правил композиции нечётких выводов и могут быть построены 2- и 3-каскадные нечёткие системы принятия решений.
При этом решение будет получено как значение на отрезке (10), в результате чего можно предположить максимальное и минимальное решение.
В общем случае очевидно, что для композиции максимум-минимум существует единственное максимальное и несколько меньших решений. Таким образом, решение - это вектор значений, каждое из которых принадлежит некоторому отрезку (лежащему в интервале от 0 до 1).
Аналогичная модель может быть построена и для определения предпосылок, приводящих к появлению факторов (причин) предложенной выше модели диагностики. Например, можно выявить из-за чего возникает коррозия, разрыв трубы, построить соответствующую матрицу бинарных отношений R и снова применить правило композиции нечётких выводов.
Довольно часто из-за проявления субъективного человеческого фактора (незначительных ошибок эксперта) при оценивании состояния участка ГИК не удаётся получить точное решение для системы . В этом случае предлагается найти ближайшее (минимальное по сумме абсолютных отклонений от нуля для каждого из уравнений указанной выше системы) приближённое решение (или решения) системы и принять или отклонить полученное приближённое (одно из приближенных решений).
Очевидно, что приемлемое приближенное решение должно незначительно (на 0.1-0.3 по сумме абсолютных отклонений) отличаться от точного решения системы . Если суммарное отклонение довольно большое (с точки зрения эксперта), следует предложить самому эксперту снова оценить состояние участка ГИК, так как очевидно, что при первом оценивании он ввёл противоречивые оценки состояния ГИК.
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ПРОГРАММЫ
Блок - схема алгоритма работы программы представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Блок - схема алгоритма работы программы
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММЫ
Данная программа написана на языке программирования С++ в среде разработки MFC. MFC - это базовый набор (библиотека) классов, написанных на языке С++ и предназначенных для упрощения и ускорения процесса программирования для Windows. Библиотека содержит многоуровневую иерархию классов, насчитывающую около 200 членов. Они д?/p>