СППР

219

„* см		і	.7 =0.29;
- + - + - + 1+ -
9	9	9	9
- +- + 1+- +1
7	7		7

Из матрицы A3 (хі)получаем:

1	,	5	7	. ° " 18
- +	1+ - + - + -
3		3	3	3
r	r	u	r	?
' ' W t t t t t					- " *
—Η----1- - + 1+-
7	7	7		7
^ f e )" ϊ .	3	5	T	- =036·
—H--- 1---			1--- hi
9	9	9	9
Полученные значения ФП	пронормируем путем деления на

наибольшую степень принадлежности. В результате различные значения напряжения нагрузки представимы в виде следующих нечетких множеств:

■		( I	0,78	0.56	0.33	0.1 I V
напряжение нагрузки «Н» =		V25.25-------	,------,------,----- ,------ В;
			27.4	29.6	31.8	34.0J
,	'	( 0.779	І	0.779	0.551		0.3H r,
напряжение нагрузки «НС» =		1^25.25--------------	,—-----,------- ,------ В;
■			27.4	29.6	31.8		34.0J
	Λ	Г 0.56	0,81	1	0.81	0.56V

н а п р » » ™

« С » -

J B ;

220

n _

( 0.33

0,55

0.79

I

0.79^

напряжение нагрузки «ВС» =

-------,------,------,----- ,------ В;

к

V25.25

27.4

29.6

31.8 34.0;

0

(

011

0,33

0.56.0.78

1

V

напряжение нагрузки «В» =

-------,------,------.------,------

В.

V25.25

27.4

29.6

31.8

34.0J

Полученные нечеткие множества в графическом виде показаны на

рис. 2.15.

2. Фактор *4 - температура солнечных батарей.

Этот

фактор

определен на

универсальном

множестве

( /( ^ ) = [0,50]°С

с помощью

совокупности термов:

низкая, средняя, высокая

Получены следующие нечеткие множества:

«низкая» =

( 0.97

0,78

0.54

0.22

0.12 \ ^

----- ,—— ,------,------,------PC;

U-OO

12.5

25.0

37.5

50.0J

«средняя» =

( 0.50

0,S8

1

0.75

0.45V ^

----- ,—— ,------,----- ,------PC;

U-OO

12.5

25.0

37.5

50.0J

«высокая» =

f 0.24

0,43

0.63

0.92

I

Vir,

----- ,------,------,------,------PC;

U-OO 12.5 25.0 37.5 50.0J

Этим термам соответствуют графики на рис. 2.16

3. Фактор

*2 -

ток

нагрузки. Этот

фактор определен на

универсальном

множестве

£/(¾ )= [5,50]л

с

помощью

совокупности

термов:

Т{х2)= (дежурный,

рабочий,

максимальный

После формализации получены сле^рощие нечеткие множества:

		(	1	0,96	0.87	0.42	0.1 V
.	.	/ 0.24		0,65	1	0.65	0.1 "I,		;
«рабочий» =			----- ,------,------,—г—,-----					\А
		V.5.00		16.2	27.4	38.6	50.0J
«максимальный»=		( 0.24		0,27	0.35	0.72	1	V

221

Этим термам соответствуют графики на рис. 2.16

низкое

ниже

среднее

выше

высокое

Рис. 2.15 Функции принадлежности для ЛП «напряжение иагружи»

Рис. 2.16 Функции принадлежностидля ЛП«температура»

4. Фактор *з - ток солнечных батарей. Этот фактор определен Hi

универсальном множестве U(x^)= [θ,5]Λ с помощью совокупносл термов:

Т(х2)={низкий, рабочий'j.

После формализации получены следующие нечеткие множества:

0Д6 0Л2 0.09Y.

«низкии»	io.o’ 1.5 ' 3.0 ' 4.0 ' 5.0 J	’
	Г0.12 0,68 0.82 0.9 0.98V

«рабочий»=

222

Рис. 2.17 Функции принадлежности для ЛП «ток нагрузки»

Рис. 2.18 Функции принадлежности для ЛП <сгоксолнечныхвггарей»

Таким образом, зная значения ФП нечетким термам можно определить оценку технического состояния системы путем решения логических уравнений, описанных выше.

Покажем работу алгоритма на примере.

Пусть некоторому состоянию системы соответствует следующий фиксированный вектор X ' = ( л : ' , ,Jt6)= (30.55,25Л,0.3Л,22°С,0,0)

Определим ФП нечетким термам:

224

^d’(x')= 0.975 л 0.824 = 0.824.
м"2ІУ )= [0-56 л 0.17]v [0.56 л 0.834] = 0.56.
(х*)= [0.58 л 0.17] ν	[0.58 л 0.834] = 0.58.
μ α· (х*) = [0.88 л 0.17]ν	{0.88 л 0.834} = 0.834.
У*6(х*)=0.975л0.17 = 0.17.
Pde(х ‘) = [0.595 л 0.17]ν [0.595 л 0.834] = 0.595.
Поскольку наибольшее значение ФП соответствует решению d 4 то

делаем вывод, что система находится в состоянии аварии в круге солнечных батарей.

Программное обеспечение СППР предназначено для идентификации состояния бортовых систем КА. Данный программный продукт является конечным, независимо функционирующим продуктом.

Архитектура		программного обеспечения	СППР изображена на
рис. 2.19.	'
Она содержит		13 программных блоков, из	которых 9 составляют

собственно СППР, а остальные - среду обеспечения адаптации системы с целью максимальной адекватности принятия решений реальным условиям и обеспечения регистрации информации о параметрах ТМИ и результатов их оценки.

1. Дерево логического вывода. Оно представляет сббой иерархическую систему причинно следственных связей вида «параметры ТМИ - оценка состояния системы КА» и предназначено для классификации входных параметров и уменьшения размерности собираемых экспертных высказываний. Дерево вывода задает количество и структуру нечетких баз знаний и фактически организует хранение экспертной информации.

2.Нечеткие базы знаний (НБЗ). НБЗ представляет собой систему экспертных высказываний вида ЕСЛИ «значения на входе» - ТО «значение на выходе», которые описывают неизвестную зависимость (2.50). При заполнении НБЗ правилами, она представляется в виде матрицы знаний, как это показано в п.п. 2.4.1. Число матриц равно числу нетерминальных вершин на дереве логического вывода плюс 1.

3.Блок хранения функции принадлежности. Этот блок содержит модели ФП, необходимые для формализации лингвистических термов из НБЗ. Они получены методом, описанным в п.п. 2.4.1.

4.Блок приема входной информации предназначен для приема

информации из комплекса обработки ТМИ. Он позволяет принимать информацию в количественной и качественной форме.

Ряс. 2.19 Струїоурная схема програмного обеспечения СППР

226

5. Елок фазификации предназначен для перевода полученной блоком 4 информации в форму пригодную для нечеткого логического RtJRnna Это предусматривает вычисления ФП термов оценок входных параметров ТМИ.

6. Блок нечеткого логического вывода осуществляет расчет оценки технического состояния KA в соответствии с алгоритмом, изложенным в п.п. 2.4.1.

7. Блок выдачи результатов предназначен для перевода полученной на выходе экспертной оценки в форму, удобную для восприятия оператором. По желанию могут быть просмотрены и распечатаны промежуточные результаты расчета, поясняющие процесс принятия решения системой (блок 8). Предусмотрено также сохранение значений входных параметров ^результатов расчета в архиве (блок 9).

8. Блок документирования предназначен для документирования результатов работы системы.

9. Архив расчетов позволяет хранить данные произведенных расчетов, когорте включают в себя значения входных параметров и подученные на выходе оценки, а также промежуточные расчеты. Этот блок используется для накопления фактических данных и оценки адекватности принимаемых решений.

10. Блок моделирования используется для получения зависимостей выходной оценки состояния KA от параметров ТМИ при фиксированных значениях остальных параметров. С этой целью в блоке программно реализована математическая модель бортовых систем КА. Цель такого моделирования заключается в исследовании поведения системы KA при различных вариациях входных параметров.

11. Блок настройки предназначен для решения задачи оптимизации НБЗ с целью повышения адекватности получаемых на выходе системы результатов. Он выполняет такие функции, как получение обучающей выборки и решение задачи оптимизации градиентным методом. Обучающая выборка может быть долучена из блока 10 или строиться на основании результатов эксплуатации или испытаний бортовых систем КА.

12. Блок рекомендаций служит для выдачи оператору рекомендаций по нештатным ситуациям, возникающим на борту KA (причины проявления, влияние на состояние работоспособности КА, возможные последствия). I

13. Блок выдачи вариантов управляющих воздействий служит для шадачи оператору возможных алгоритмов действий по восстановлению работоспособности KA или предотвращению действий, которые могут привести к развитию НС.

Программа запускается командой WIN SYS. На Pentium - 100 МГц ее загрузка занимает 5 секунд. Программа готова к работе, если появится заглавный экран.

227

При нажатии любой клавиши появляется второй экран программы, содержащий название информационной системы.

Рис. 2.20 Экран с названием системы

В правом нижнем углу экрана размещена клавиша «Выбор системы КА», при нажатии которой оператору предоставляется возможность выбора контролируемой системы KA в соответствии с поставленным ему заданием. После выбора системы KA для контроля ее технического состояния, информационная система будет работать с информацией, относящейся к данной системе КА.

После выбора одной из систем KA нажатием соответствующей клавиши экрана, появляется главный экран системы - «Дерево логического вывода».

На этом экране синими кругами отмечены входные параметры ТМИ, зелеными - промежуточные узлы, справа размещены решения по возможному состоянию системы КА.

Для системы энергоснабжения KA такое дерево логического вывода имеет вид (рис. 2.21).

При поступлении информации о входных параметрах, система производит расчет согласно методике, описанной в п. 2.4.1. Результат расчета может быть выдан следующим образом. При нормальном функционировании системы КА, вершина состояния системы KA на дереве вывода светится зеленым цветом и стрелка логического вывода указывает на решение, которое соответствует решению о нормальной работе системы КА. На рис. 2.21 это состояние d$.

Рис. 2.21 Дерево вывода для СЭП KA

Рис. 2.22 Дерево вывода при наличии HC для СЭП KA