Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Информационно-измерительные системы

Диссертационная работа:

Андреев Сергей Викторович. Исследование и разработка человеко-машинных систем управления автомобилем с использованием аппарата нечеткой логики : Дис. ... канд. техн. наук : 05.11.16 : СПб., 2005 134 c. РГБ ОД, 61:05-5/3564

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 3

Глава 1 Человеко-машинные системы управления движением автомобиля 8

1.1 Аналитический обзор литературы. Обзор проблематики 8

1.1.2 Выводы аналитического обзора 12

  1. Методы решения задач нечеткого управления в человеко-машинных системах 13

  2. Профессиональное психологическое тестирование 19

  1. Технические и методологические принципы психологического тестирования 21

  2. Объектно-ориентированное тестирование 22

1.4 Постановка задачи исследования 25

  1. Цели исследования 25

  2. Среда исследования 25

  3. Система управления 28

1.4.4. Объект управления 30

1.4.5. Имитационное моделирование 33

Глава 2. Исследование нечетких систем в задачах управления и принятия решения 35

  1. Формализация задачи и параметров управления 35

  2. Нечеткие модели САУД 37

  3. Нечеткий регулятор, как средство реализации нечеткого управления 45

  4. Выводы по главе 2 50

Глава 3. Исследование влияния характера поведения водителя

на принятие решения в системах управления автомобилем 52

  1. Водитель в системе управления 52

  2. Выбор и обоснование критериев оценки характерных особенностей водителя 58

  3. Проверка надежности разработанных тестов 72

  4. Получение зависимости принятия решения водителей от их психофизических характеристик... 76

  5. Исследование влияния зависимости принятия решения водителем от времени размышления 79

3.6. Выводы по главе 3 82

Глава 4. Оптимизационные правила работы водителя в решении задач

тактического уровня системы управления автомобилем 85

4.1 Информационно-измерительная система 85

4.2 Формализация задачи системы управления тактического уровня 91

  1. Алгоритм поиска оптимального пути на карте местности 95

  2. Правила выбора оптимального пути из альтернативных вариантов 99

4.5 Выводы по главе 4 103

Глава 5. Система управления стратегического уровня. 105

  1. Общая постановка задач функционирования С стратегического уровня 105

  2. Формализация задачи системы управления стратегического уровня 107

  3. Формирование основных стратегических условий ПО

  4. Стратегия поиска клиентов 113

5.5. Выбор скорости передвижения по маршруту 121

5.6. Результаты моделирования 125

5.7 Выводы по главе 5 129

6. Заключение 131

Список литературы 132

Введение к работе:

Актуальность вопроса оптимизации процессов управления автомобилем не подлежит сомнению и, подтверждается многочисленными исследованиями в этой области. Как правило, задачей подобных научных изысканий является разработка автоматических и автоматизированных систем управления автомобилем. При этом система автоматического управления движением (САУД) автомобиля должна обеспечивать определенную траекторию и интенсивность движения с заданной точностью и устойчивостью. Очевидно, что создание оптимальной САУД возможно лишь при учете свойств управляемого объекта и условий движения. При выборе параметров элементов системы управления и корректирующих звеньев необходимо учитывать динамические характеристики автомобиля, изменяющиеся в зависимости от скорости движения, состояния дорожного покрытия, рельефа местности и т. д. Адаптация САУД к режиму и условиям движения обеспечивается путем воздействия на органы управления с помощью определенных сил, нормируемых устройством^ управления. А учет динамических характеристик автомобиля позволяет вырабатывать управляющие воздействия, обеспечивающие оптимальное управление с учетом ограничений, накладываемых условиями движения.

Однако надо заметить что, достигнуть высокого уровня автоматизированного управления, можно лишь в том случае, когда полно и адекватно учитываются все свойства и характеристики человеко-машинных систем. В частности, время влияние характера лица принимающего решения в человеко-машинных системах просто не учитывают. Что, безусловно, снижает адекватность модели САУД и, соответственно, качество управления.

Таким образом, актуально, прежде всего, изучение взаимодействия человека-оператора с системой управления автомобилем, и синтез оптимальных САУД с учетом полного набора условий функционирования и большого числа внешних воздействий, имеющих как априорно известный, так и заранее неизвестный вид, носящий вероятностный характер. В тех случаях, когда невозможно описать внешние воздействия с требуемой точностью, целесообразно воспользоваться принципами нечеткой логики и, соответственно, логико-лингвистическими уравнениями.

Целью диссертационной работы являлась разработка методов и средств оптимального выбора стратегии и тактики управления автомобилем в условиях

неопределенности среды и с учетом влияния характера водителя. Задачу необходимо было решить с использованием правил нечеткой логики, позволяющей эффективно оценить реакцию водителя на внешние возмущения и характер выбора им соответствующих стратегий и тактик в зависимости от текущих условий и выбранных параметров.

При этом решались следующие задачи:

формализация неопределенностей среды функционирования;

формализация психофизических особенностей поведения водителя;

разработка специальных методик тестирования, позволяющих выявлять необходимые параметры и характерные особенности водителя;

разработка алгоритмов, обеспечивающих решение оптимизационных задач тактического уровня;

разработка управления в зависимости от выбранной стратегии и характерных свойств лица принимающего решения;

исследование и учет влияния поведения водителя на функционирование системы управления движением автомобиля;

разработка программных средств реализации правил управлении АТС с отображением динамического процесса в режиме реального времени на экране и с возможностью контроля и управления его параметрами и характеристиками.

Методы исследования. В процессе выполнения работы применялись методы теории вероятности, теории оптимальных систем, теории нечеткой логики, теории психологического тестирования, математической обработки психологической информации, компьютерное моделирование.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработаны методы и средства оптимального выбора стратегии и тактики управления
автомобилем, в которых впервые учтено поведение водителей;

разработана и исследована методика тестирования водителей и система его формализации, позволяющие оценить характерные особенности поведения водителя в процессе принятия тех, или иных решений;

разработана методика формализации условий и неопределенностей среды функционирования с целью формирования информационно-измерительной базы данных для человеко-машинной системы управления автомобилем;

- предложена методика исследования зависимости принятия решения водителем от его
психофизической предрасположенности и имеющихся навыков, а также от
климатических условий, дорожной обстановки и стратегических предпочтений.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

На основе предложенной специальной методики тестирования водителя, позволяющей выявлять его необходимые параметры и характерные особенности; разработаны три психологических теста, реализованные программно. Апробация тестов показала их допустимый уровень надежности

Построена идентификационная система для формирования информационно-измерительной базы данных;

Проведено исследование характерных особенностей водителей и их непосредственное влияние на принятие решения в ситуационной задаче. В том числе, был изучен характер влияния поведения водителя на функционирование системы управления движением автомобиля;

- Разработан алгоритм выбора пути следования автомобиля-такси на основе
экспертного нечеткого регулятора управления, с учетом изменения параметров
окружающей среды;

Разработана методика выработки правил управления человеко-машинных систем в условиях неполной определенности при решении стратегических задач;

Разработана имитационная компьютерная модель системы управления и среды функционирования, позволившая провести апробацию разработанных алгоритмов;

- Все разработанные тесты и алгоритмы показали свою работоспособность и
эффективность при получении результатов и выявлении необходимых данных, в
установленных стратегических рамках в динамически изменяемой среде. Высокая
степень эффективности достигалась удобством ввода исходных данных, контролем
параметров задачи управления и наглядностью представления динамики процесса
функционирования.

Результаты работы использованы в учебном процессе СПб ГУАП при подготовке студентов по специальности "Управление и информатика в технических системах" по дисциплине "Интеллектуальные системы управления".

Положения, выносимые на защиту: 1. Методика формализации условий и неопределенностей в человеко-машинной системе.

  1. Методики психологического тестирования водителей, как лиц, принимающих решения.

  2. Оптимизатор пути следования автомобиля-такси на основе экспертного нечеткого регулятора, позволяющий учесть большое число параметров окружающей обстановки.

  3. Методика стратегического управления движением автомобиля в зависимости от свойств характера водителя и показателей управляющего процесса, полученных в результате работы обработчика информации, позволяющие реализовать эффективный контроль за действиями водителя, а также вырабатывать оптимальные управляющие решения в зависимости от характерных параметров и предпочтений водителя.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и
обсуждались на следующих научно-технических конференциях: Третьей международной
конференции "Логико-лингвистическое управление динамическими объектами"

(Санкт-Петербург, 18-20 июня 2001 г.); Пятой международной конференции "Логико-лингвистическое управление динамическими объектами" (Санкт-Петербург, 18-22 июня 2003 г.); Пятой международной школе-семинаре: "БИКАМП» (Санкт-Петербург. 25-29 июня 2003 г.); Аспирантской сессии ГУАП 2004. По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе параграф в коллективной монографии.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, и списка литературы. Объем работы составляет 134 страницы, включая 36 рисунков и 25 таблиц. Список использованных источников включает 41 наименование.

Публикации. По материалам и результатам диссертации опубликованы 5 печатных работ, в том числе параграф в коллективной монографии:

S Особенности проектирования человеко-машинных систем» / Андреев СВ. в книге: «Управление в условиях неопределенности» под. ред. Городецкого А.Е., СПбГТУ,2002,с.132-141. / «Алгоритм оптимального управления движением в условиях неполной определенности среды» / Андреев СВ. в журнале "Информационно-управляющие системы" 2003, №4, с. 2 - 5. В рубрике «Обработка информации и управление».

S «Система оптимизационного управления движением автомобиля» / Андреев

СВ. на пятом международном семинаре: "БИКАМП"(Санкт-Петербург. 25-29

июня 2003 г.). S "Ситуационное тестирование водителя, как лица, принимающего решения"

Андреев СВ. на аспирантской сессии ГУАП - 2004. S "Алгоритм поиска оптимального пути следования в условиях

неопределенности" / Андреев СВ. на аспирантской сессии ГУАП - 2004.

Подобные работы
Москвина Светлана Михайловна
Разработка и исследование алгоритмов прогнозирования процессов в информационно-измерительных системах
Стеклова Галина Алексеевна
Разработка и исследование алгоритмов идентификации непрерывных стационарных случайных процессов средствами ИВК
Ключников Андрей Иванович
Исследование и разработка проблемно-ориентированных информационно-измерительных систем для определения расхода нефти и газа
Исаев Александр Евгеньевич
Разработка и исследование методов аттестации измерительных преобразователей ИИС с использованием идентификации в классе инерционных нелинейных систем
Максимов Николай Васильевич
Разработка и исследование автоматизированной системы испытаний низкочастотных многоканальных информационно-измерительных систем
Гончаров Никита Викторович
Разработка и исследование динамического гониометра на основе фотоэлектрического преобразователя угла
Артеменко Юрий Николаевич
Исследование и разработка информационно-измерительной системы радиотелескопа миллиметрового диапазона РТ-70
Глинкин Евгений Иванович
Разработка и исследование измерительно-вычислительных средств для определения состава и свойств веществ
Братцев Кирилл Евгеньевич
Разработка и исследование информационно-измерительных систем параметров двухполюсных электрических цепей
Агальцов Андрей Геннадиевич
Разработка и исследование лазерного преобразователя информации для системы непрерывного автоматического контроля точек росы

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net