Материал: Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах

Любой мотор-редуктор представляет собой моноблок. Сам же редуктор состоит из нескольких ступеней зацепления с постоянным передаточным числом, которые соединены в одном корпусе. Доступны и модели редукторов с одной ступенью зацепления, передаточное отношение которой также постоянно.

База мотор-редукторов ОАО «Тамбовполимермаш» представлен в сети интернет и в локальной сети кафедры. Первичное меню базы в сети интернет на рис. 1.

Рис. 1. Первичное меню базы мотор-редукторов в сети интернет

База мотор-редукторов в локальной сети кафедры включает в себя: управляющую программу, дерево мотор–редукторов, таблицы типоразмеров, и библиотеки 2D чертежей и 3D-моделей, рис. 2.

Управляющая программа позволяет просматривать 2D и 3D элементы, параметры выбранного мотор-редуктора. Диалоговое окно программы представлено на рис. 3.

Рис. 2. Структура базы данных в локальной сети

105

Управляющая программа позволяет просматривать 2D и 3D элементы, параметры выбранного мотор-редуктора. Диалоговое окно программы представлено на рис. 3.

Рис. 3. Диалоговое окно программы

Дерево мотор-редукторов представляет собой текстовый файл, содержащий ключи доступа к таблице запросов. Фрагмент дерева:

F0, R1, Мотор-редукторы, 0

R1, R11, Тип МР1, 0

R11, R111, Тип МР1 - 315. Исполнение Ф - 1В, 1 R11, R112, Тип МР1 - 315. Исполнение Ф - 1П, 1 R11, R113, Тип МР1 - 500. Исполнение Ф - 1П, 1

R1, R12, Тип МР2, 0

R12, R121, Тип МР2 - 315. Исполнение Ф - 1В, 1

R12, R122, Тип МР2 - 315. Исполнение Ф - 1П, 1

R12, R123, Тип МР2 - 315. Исполнение Ф - 2В, 1

Текстовая информация хранится в реляционной базе данных (МS Access) Фрагмент перечня таблиц типоразмеров:

Редукторы типа МР1:

r_mr1_315_f1p - редуктор МР1 - 315 исполнение Ф1П; r_mr1_315_f1v - редуктор МР1 - 315 исполнение Ф1В; r_mr1_500_f1p - редуктор МР1 - 500 исполнение Ф1П;

Выбранный элемент дерева типоразмеров характеризуется ключем R111, R112 и т.д., на основании которого осуществляется выбор строки запроса к базе данных. Пример результатов запроса представлен на рис. 4.

Описанная база данных используется студентами машиностроительного профиля при выполнении курсовых и дипломных проектов и является элементом кабинета «Конструирование технологического оборудования», разрабатываемого в Тамбовском государственном техническом университете на кафедре «Компьютерно-интегрированные системы в машиностроении» [1–4]. Адрес ка-

бинета в сети Internet http://www.gaps.tstu.ru/kir/.

106

Рис. 4. Пример результатов запроса

Литература

1.Мокрозуб, В.Г. Функциональная и процедурная модели проектирования технологического оборудования / В.Г. Мокрозуб // Программные системы и вычислительные методы. 2014. № 4. С. 418–430. DOI: 10.7256/23056061.2014.4.13971

2.Мокрозуб, В.Г. Постановка задачи разработки математического и информационного обеспечения процесса проектирования многоассортиментных химических производств / В.Г. Мокрозуб, Е.Н. Малыгин, С.В. Карпушкин // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2017. № 2. С. 252-254.

3.Мокрозуб, В.Г. Автоматизированная информационная система подготовки производства машиностроительного предприятия / В.Г. Мокрозуб, А.Н. Поляков, А.И. Сердюк, К.В. Марусич, М.В. Овечкин // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2012. Том 18. №2. С.598–603.

4.Мокрозуб, В.Г. Cистемный анализ процессов принятия решений при разра-ботке технологического оборудования / В.Г.Мокрозуб, Е.Н.Малыгин, С.В.Карпушкин // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2017. Т.23. №3. С. 364-373.

ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет», Россия

107

УДК 004.942

С.С. Ивашков, Д.В. Васильев, В.А. Семенов

ПРИМЕНЕНИЕ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ В ЗАДАЧАХ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЛЕТЧИКА-ЭКСПЕРТА ПРИ РЕШЕНИИ ШИРОКОГО КРУГА ЦЕЛЕВЫХ ЗАДАЧ ПИЛОТИРОВАНИЯ

В работе раскрывается актуальность создания и применения математической модели летчика-эксперта для решения множества целевых задач моделирования при испытаниях различных летательных аппаратов. Предложен один из способов моделирования деятельности летчика по средствам нечёткой логики. Приведена методика создания нечеткой модели управляющих действий летчика-эксперта. Проведено моделирование целевых задач пилотирования с использованием созданной модели. Получены сравнительные результаты управляющих действий летчика-экс- перта и нечеткой модели. Сделаны выводы.

Введение Широкое применение математического и полунатурного моделирования

стало жизненно необходимым и, в ряде случаев, безальтернативным при создании и испытании современных самолетов. Моделирование позволяет сократить количество испытательных полетов и повысить информативность режимов, снизить степень риска летного эксперимента. Основным требованием при моделировании является обеспечение адекватности полученных результатов. Адекватность результатов моделирования обеспечивается применением достоверных математических моделей летательных аппаратов и участием летчикаэксперта, как необходимого звена в системе «летчик - система управления - самолет» с присущими ему особенностями поведения. Однако существуют задачи, когда необходимо провести множество реализаций какой-либо одной целевой задачи пилотирования для получения статистически достоверных результатов. Это требует наличия большого количества квалифицированных летчиков, а также больших временных затрат. Следовательно, возникает проблема проведения многочисленных реализаций имитации целевой задачи пилотирования при ограниченном количестве людских и временных ресурсов.

Для решения обозначенной проблемы является актуальным применение имитационных моделей управляющих действий летчика основанных на нечеткой логике.

Таким образом, целью исследования, результаты которого представлены в работе, является обеспечение моделирования динамики полета самолета при решении различных целевых задач пилотирования за счет использования имитационных моделей управляющих действий летчика с применением нечеткой логики.

108

Для достижения обозначенной цели необходимо решить задачу по формированию лингвистических термов и нечетких правил в интересах создания имитационной модели управляющих действий летчика на основе аппарата нечеткой логики при решении различных целевых задач пилотирования.

Следовательно, объектом исследования являются управляющие действия летчика, а предметом – их модель с использованием аппарата нечеткой логики.

Методика построения модели летчика c применением аппарата нечеткой логики

Методика построения модели действий летчика на основе нечеткой логики включает в себя несколько этапов [1-2]:

−формирование банка данных управляющих действий летчика при выполнении конкретной целевой задачи пилотирования и его предварительный анализ, определение входных и выходных параметров модели;

−формирование нечеткой модели 1-го приближения по результатам анализа банка данных;

−формирование обучающей выборки из банка данных;

−«обучение» нечеткой модели 1-го приближения по обучающей выборке;

−выполнение нечеткой моделью задачи пилотирования;

−сравнение и анализ результатов, полученных при выполнении нечеткой моделью задачи пилотирования с результатами пилотирования летчиком.

Моделирование динамики полета самолета с использованием имитационной нечеткой модели управляющих действий летчика

Для проведения имитационного моделирования с целью оценки адекватности и эффективности нечеткой модели летчика необходимо интегрировать ее

всостав программно-моделирующего комплекса, обеспечивающего исследование динамики полета самолета. Программно-моделирующие комплексы различных самолетов, созданные на кафедре авиационных комплексов и конструкции летательных аппаратов, состоят из следующих программных и технических средств [3]:

–Simulink-модель динамики полета самолета с системой управления;

–пилотажного стенда, решающего задачу полунатурного, с участием лет- чика-оператора моделирования динамики управляемого движения самолета;

–системы визуализации закабинной обстановки и кабинной индикации. Нечеткая модель управляющих действий летчика включается в состав

Simulink-модели динамики полета самолета, замыкая, таким образом, контур «нечеткая модель летчика – модель системы управления – модель динамики полета самолет» (рис. 1).

Сцелью оценки применимости разработанной методики, рассматривается

ееприменение для решения трех целевых задач пилотирования: выполнение «Виражей» (разворотов) с различными углами крена, «Петли Нестерова», а также директорное управление самолетом в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

109