Математическое обеспечение и алгоритм нечеткого управления для технологического процесса разогрева битума

Разработка эффективных систем управления для сложных технологических процессов, функционирующих в условиях неопределенности, является актуальной задачей в области математического и программного обеспечения вычислительных систем. В качестве объекта исследования рассматривается процесс разогрева битума при производстве асфальтобетонных смесей, характеризующийся большим количеством взаимовлияющих переменных, нелинейностью. Основная задача исследования заключается в разработке адаптивного управляющего алгоритма, использующего аппарат нечеткой логики для формализации эвристических правил, применяемых при принятии решений. В рамках работы представлена архитектура математического обеспечения данной системы, которая состоит из трех основных модулей: модуля анализа поступающих данных, модуля прогнозирования и модуля формирования управляющих воздействий. Описана процедура ситуационной идентификации состояния системы на основе вероятностного подхода с использованием нечетких множеств для работы с граничными состояниями и погрешностями измерений. Основным результатом является разработка набора матриц нечетких переходов, которые определяют динамику изменения состояния системы при различных управляющих воздействиях. Представленный алгоритм демонстрирует способность стабилизировать температуру битума в целевом диапазоне 150–170 °C при наличии внешних и внутренних возмущений. Полученные результаты могут быть применены для создания специализированного программного обеспечения систем управления на различных производственных объектах.

1. Баранова Л.В. Оценка уровня обеспечения экономической безопасности предприятия электроэнергетики на основе алгоритмов нечеткой логики. Вестник Российского университета кооперации. 2025;(1):4–11.

2. Барышникова Е.С., Крылосова Н.Ю. Гибридные нейронные сети при управлении непрерывным производством. Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. 2024;(7):47–51.

3. Макаш И.С., Бурковский В.Л. Структура системы управления технологическим процессом сушки основного отхода производства в спиртовой отрасли. Вестник Воронежского государственного технического университета. 2012;8(11):152–154.

4. Прокопьев А.П. Нейро-нечеткая система непрерывного контроля плотности асфальтобетонных смесей. Прикладная математика и вопросы управления. 2023;(3):84–94. https://doi.org/10.15593/2499-9873/2023.3.06

5. Волков И.Н., Бурковский В.Л. Алгоритмизация управления технологическими процессами производства асфальтобетонных смесей. Вестник Воронежского государственного технического университета. 2023;19(5):16–22. https://doi.org/10.36622/VSTU.2023.19.5.002

6. Прокопьев А.П., Емельянов Р.Т. Следящая система автоматического управления процессом укладки асфальтобетонной смеси на основе нечеткой логики. В сборнике: Труды IX международной конференции «Идентификация систем и задачи управления» SICPRO '12, 30 января – 02 февраля 2012 года, Москва, Россия. Москва: Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН; 2012. С. 612–629.

7. Прокопьев А.П., Иванчура В.И., Емельянов Р.Т., Пальчиков П.А. Реализация концепции автоматизации и интеллектуализации управления дорожно-строительными процессами. Вестник МГСУ. 2018;13(1):61–70. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2018.1.61-70

8. Скоробогатченко Д.А. Прогнозирование состояния сложных объектов автодорожного комплекса на основе нечетких нейронных сетей. Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2016;(45):188–198.

9. Прокопьев А.П., Большаков А.А. Методы и средства автоматизированного контроля плотности асфальтобетонной смеси для управления укладчиком в процессе строительства покрытия автомобильной дороги. Программная инженерия. 2025;16(2):100–112. https://doi.org/10.17587/prin.16.100-112

10. Волков А.В., Карьгин И.П., Канаева Л.П., Селяев Д.В., Чагрин Н.А., Марченко А.В. Анализ параметров качества изготовления печатных плат с помощью нечеткой логики. Научно-технический вестник Поволжья. 2024;(11):33–36.