Д.т.н. Селиванова З.М., Самохвалов А.А.

Тамбовский государственный технический университет, Россия

Функционирование интеллектуальной информационно-измерительной системы теплофизических свойств твердых материалов в условиях неопределенности

Повышение оперативности и точности при определении теплофизических свойств твердых материалов является важной и актуальной задачей для обеспечения выпуска на производстве качественных материалов и изделий из них. Для решения этой задачи необходимо создать формализованное описание состояний и алгоритма функционирования интеллектуальной информационно-измерительной системы (ИИИС) в условиях неопределенности с целью создания оптимальной структуры интеллектуальной системы [1].

Неопределенностью при функционировании ИИИС является: нечеткое математическое описание моделей исследуемых материалов, воздействующих дестабилизирующих факторов, структуры интеллектуальной системы и её структурных компонентов, методов измерения параметров теплофизических свойств материалов, метрологического обеспечения, информационной и измерительной ситуаций, алгоритма функционирования ИИИС. При формализованном описании ИИИС необходимо учитывать ограниченность и недостаточную достоверность априорной и текущей информации, сложность учета всех внешних и внутренних дестабилизирующих факторов, воздействующих на исследуемые материалы, измерительную систему и процесс теплофизического измерения.

Формализованное описание состояния ИИИС при функционировании в условиях неопределенности может быть представлено следующими множествами: множеством режимов работы ИИИС , где i = 1,2, …, n – число режимов ИИИС (– режим контроля, – режим теплофизического

измерения, – режим обработки результатов измерений); множеством структур ИИИС , где j = 1,2,…, m – число структур ИИИС (структуры системы для реализации теплофизических измерений при оценке параметров теплофизических свойств исследуемых материалов, соответственно, низкой, средней и высокой теплопроводности); множеством информационных ситуаций , где k = 1,2,…, l – число информационных ситуаций при функционировании ИИИС (информационные ситуации включают сведения из базы знаний системы о теплофизических свойствах исследуемых материалов, методах измерения, структурах ИИИС, методах метрологического анализа и обработки результатов измерений, о воздействующих факторах, информацию пользователя и эксперта, сведения об уровнях определенности информации - детерминированная, неопределенная, нечеткая); множеством измерительных ситуаций , где с = 1,2,…, p – число измерительных ситуаций при функционировании ИИИС (измерительные ситуации формируются на основе анализа результатов тестовых теплофизических измерений и включают сведения о диапазонах теплопроводности исследуемых материалов, методах теплофизических измерений, воздействующих дестабилизирующих факторах, оптимальных режимных параметрах проведения измерений); множеством исследуемых материалов , где N = 1,2,…, d – количество исследуемых материалов при проведении теплофизических измерений для различных диапазонов теплопроводности материалов (низкий, средний, высокий); множеством управляющих сигналов ИИИС , где v = 1,2,…, q – число управляющих сигналов при реализации режимов функционирования ИИИС (управляющие сигналы перевода ИИИС из режима контроля в режим измерения и затем обработки результатов теплофизического измерения, реализации выбранного метода измерения, оптимальных режимных параметров и структуры ИИИС в зависимости от информационной и измерительной ситуаций).

На основе вышеизложенного следует, что каждое состояние функционирования ИИИС в условиях неопределенности будет характеризоваться элементами вышеуказанных множеств ,, , , , , а состояние ИИИС при функционировании в условиях неопределенности можно записать в виде множества

.

При формализации описания режимов функционирования ИИИС для теплофизических измерений учитываем, что каждому режиму работы ИИИС ставится в соответствие структура ИИИС, информационная и измерительная ситуации, исследуемый материал. В свою очередь, режимы функционирования ИИИС реализуются управляющими сигналами . Следовательно, реализация режимов работы ИИИС осуществляется при трёх функциональных ситуациях: функциональной ситуации режима контроля ; функциональной ситуации режима теплофизического измерения ; функциональной ситуации режима обработки результатов измерений .

Таким образом, множество состояний ИИИС при функционировании в условиях неопределенности может быть разбито на три подмножества ,,, элементы которых включают элементы множества

.

Формализованное описание ИИИС позволяет для каждого режима системы выбрать функциональную ситуацию, обеспечивающую реализацию режимов работы ИИИС на основе соответствующей исследуемой материалу структуре системы, информационной и измерительной ситуаций, создать оптимальный алгоритм функционирования интеллектуальной системы в условиях неопределенности для повышения оперативности и точности определения теплофизических свойств твердых материалов.

Литература:

1. Селиванова, З.М. Проектирование интеллектуальных информационно-измерительных систем неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов. / З.М. Селиванова, А.А. Самохвалов: Вестник ТГТУ, 2010, Т.16. №2. С. 273-283.