1. Интеллектуальные комплексы физико-математического моделирования

Создание сложных технических систем связано с широким использованием методов и средств моделирования. Технической базой моделирования являются специализированные автоматизированные комплексы. Эти комплексы имеют многоуровневую иерархическую структуру с многокритериальным регулированием. Информационная база комплекса содержит множество специализированных баз знаний [INTELS-2000, с.266]:

• О целевом назначении комплекса;

• О составе его функциональных возможностей и особенностях их применения в различных режимах работы комплекса;

• О методах определения оценок его характеристик и текущих состояний. 

Рис.1. Основной цикл управления интеллектуального комплекса
физико-математического моделирования 

Важным элементом информационной базы является компонента, реализующая методы планирования эксперимента. 

Функционирование комплекса осуществляется системой управления на основе высокопроизводительной вычислительной техники. Эта система является полифункциональной и обеспечивает работу комплекса таким образом, чтобы реакция на внешние сигналы от датчиков измерительной системы соответствовала бы требованиям, предъявляемым при формулировке целей создания комплекса. Многообразие выполняемых задач управления, решение которых ведется с использованием методов искусственного интеллекта, позволяет рассматривать такую экспериментальную установку как интеллектуальный комплекс физико-математического моделирования. 

Структура комплекса представлена на рис.1. Измерительная информация о динамике исследуемого объекта поступает в сенсор-анализатор. Устройство обеспечивает восприятие информационных воздействий, поступающих от реальной аппаратуры, производит измерение и анализ их параметров, а также оценку информационного состояния исследуемой системы. Полученные данные передаются в две важнейшие подсистемы комплекса: на управляемую подсистему для использования при воспроизведении моделей сигналов и помех и в информационные базу комплекса - для обеспечения необходимой информацией ее интеллектуальные системы (ИС). 

Информационная база комплекса обеспечивает потоки информации при его функционировании. Она включает ИС, определяющие модели поведения комплекса, цели его функционирования и образ управляющей системы. Эффективность работы комплекса при выборе оптимальных условий проведения измерений и обработке полученной информации обеспечивается ИС планирования эксперимента. В целом информационная база комплекса определяет глобальные цели его функционирования и вырабатывает модели дальнейшего управления его подсистемами для реализации поставленной цели. При формировании моделей поведения учитываются внешние управляющие воздействия и эталонный образ управляющей подсистемы комплекса. Эталонный образ не является постоянным и представляет собой динамический процесс, характеризующий состояния основных подсистем комплекса. Это позволяет использовать знания о возможных отклонениях от эталона и путях возврата к нему при различных условиях эксперимента. Построение эталонного образа осуществляет специализированная ИС информационной базы. 

На основании выбранных моделей поведения, данных о состоянии исследуемой системы и текущем режиме работы управляемой подсистемы комплекса определяются направления дальнейшего проведения эксперимента по достижению поставленных целей. Управляющие решения конкретизируются при формировании управляющих воздействий. В случае необходимости они корректируются непосредственно перед поступлением на исполнительные механизмы. Коррекция управления позволяет обеспечить качественное регулирование с использованием элементов управляемой подсистемы. При этом учитываются последние данные о текущих состояниях и режимах работы подсистемы. Управляющие воздействия используют два подмножества. Первое из них обеспечивает основное (перманентное) управление. Это управление заключается в поддержании режимов работы управляемой подсистемы с целью стабилизации определенного ее образа, соответствующего глобальным целям комплекса и принятой модели ее поведения. 

Управляющие воздействия второго подмножества соответствуют ситуационному (вариабельному) управлению. Эти воздействия учитывают не только текущие состояния управляемой подсистемы в моменты времени ti и ti+Dti (где Dti - задержка от момента инициализации ti до момента начала исполнения ре-шения), но и возможности использования подобных циклов управления, когда 

Dt_iS = SDt_i. 

За время Dti происходит "осмысление" модельной ситуации, производится учет управляющих и непрогнозируемых внешних воздействий на компоненты комплекса, изменение глобальных целей моделирования. Полученные в результате этих процедур данные передаются в ИС информационной базы и блок принятия решения. Если образ управляемой подсистемы в момент ti+Dt и образ соответствующей ИС на момент ti в информационной базе оказываются идентичными, то исследуемые воздействия являются допустимыми.