Анотація до роботи:

Піговський Ю. Р. Математичні моделі нечітких процесів в системах
Моно-Ієрусалимського та методи їх ідентифікації. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2008.

Робота присвячена розробці адаптивної математичної моделі, що враховує невизначеність перебігу процесів ферментації в хіміко-технологічних системах Моно-Ієрусалимського з періодичним режимом.

В дисертації розроблено методи параметричної ідентифікації сімейства точкових моделей термокерованих систем Моно-Ієрусалимського, які забезпечують збіжність процедури ідентифікації у випадку неспостережуваності динаміки концентрації мікроорганізмів або субстрату. З їх допомогою розроблено підхід до синтезу структури моделей систем з керованим зворотнім зв’язком при неповноті вхідної інформації. Вдосконалено метод агрегату точкових моделей для уточнення адаптивних нечітких оцінок, що описують невизначеність динаміки процесів. Вони дозволяють прогнозувати динаміку стану системи під дією довільних температурних управлінь і адаптивно уточнюються в міру нагромадження експериментальних даних. Розроблено метод управління процесом з мінімальними інтенсивностями побічних продуктів на основі агрегату точкових моделей та генетичного алгоритму, який на відміну від існуючих, враховує невизначеності оцінок як основного, так і побічних продуктів, дозволяє виявляти напрямки покращення технологічних процесів, забезпечуючи зменшення шкідливих домішок броварного бродіння: немонотонного побічного продукту (діацетилу) на 4.9 % та монотонного побічного продукту (етилацетату) на 11.0 %, при досягненні необхідного рівня основного продукту (етанолу) в 51.8 г/л.

В дисертаційній роботі розв’язана актуальна наукова задача математичного моделювання динаміки технологічних процесів в хіміко-технологічних системах Моно-Ієрусалимського з врахуванням впливу невизначеності на параметри їхнього стану. При цьому отримано такі наукові та практичні результати:

1. Розроблено методи параметричної ідентифікації точкових моделей частково спостережуваних автономних систем, що дозволили досягти збіжності процедури ідентифікації до істинного розв’язку для всієї сукупності аналізованих модельних та виробничих траєкторій, а також розробити стійкий метод структурної ідентифікації моделей систем з керованим зворотнім зв’язком.

2. Розроблено метод параметричної ідентифікації сімейства моделей термокерованих систем з неспостережуваною змінною стану концентрації мікроорганізмів на основі результатів ідентифікації їхніх автономних аналогів. Цей метод збігається до істинного розв’язку на модельних задачах, а порядок значень параметрів, ідентифікованих по виробничих траєкторіях, збігається з даними, наведеними в літературі, що свідчить про їхню адекватність до фізичної природи явища.

3. Розроблено адаптивну модель нечітких процесів в термокерованих хіміко-технологічних системах, що дозволяє звузити прогнозні інтервали на початку процесу в середньому до п’яти з половиною разів відносно моделі без адаптації при прогнозуванні динаміки технологічних процесів броварного бродіння.

4. Розроблено метод управління хіміко-технологічним процесом з мінімальними інтенсивностями побічних продуктів при забезпеченні бажаної інтенсивності основного продукту. Метод побудовано на основі вищезгаданої адаптивної моделі та генетичного алгоритму і на відміну від існуючих, він враховує невизначеності оцінок як основного, так і побічних продуктів.

5. Розроблено метод нормування множини Парето-оптимальних розв’язків вищезгаданої задачі управління, який враховує як об’єктивні особливості розхилу значень критеріїв задачі, так і задані користувачем відносні пріоритети. Його використання дозволило знайти оптимальні умови проведення технологічного процесу броварного бродіння, що забезпечує зменшення концентрації немонотонного побічного продукту (діацетилу) на 4.9 %, а монотонного (етилацетату) на 11.0 %.

Публікації автора:

1. Пасічник Р. М. Ідентифікація моделі броварного бродіння в умовах невизначеності / Р. М. Пасічник, Ю. Р. Піговський // Вісник Вінницького політехнічного інституту. – Вінниця, 2007. – № 1. – С. 10-15.

2. Пасічник Р. М. Адаптивна модель динаміки систем мікроорганізмів в умовах невизначеності / Р. М. Пасічник, Ю. Р. Піговський // Вісник Хмельницького національного університету. – Хмельницький, 2007. – Т. 1: Технічні науки, № 2. – С. 36-40.

3. Пасічник Р. М. Моделювання термокерованих систем Моно-Ієрусалимського з мінімальними побічними виходами в умовах невизначеності / Р. М. Пасічник, Ю. Р. Піговський // Інформаційні технології та комп’ютерна інженерія. – Вінниця, 2008. – № 1 (11). – С. 69-75.

4. Пасічник Р. М. Ідентифікація системи Моно-Ієрусалимського з керованим зворотнім зв’язком / Р. М. Пасічник, Ю. Р. Піговський // Комп’ютинг. – 2008. – Т. 7, Вип. 1. – С. 146-152.

5. Пасічник Р. М. Вдосконалена система керування багатозонними термоагре-
гатами / Р. М. Пасічник, В. В. Кочан, Ю. Р. Піговський, М. Й. Дерлиця // Вісник технологічного університету Поділля. – Хмельницький : Хмельницький державний університет, 2004. – Ч. 1, Т. 1: Технічні науки, № 2. – С. 30-33.

6. Пасічник Р. М. Алгоритм управління перехідним процесом завантаження багатозонного термоагрегату / Р. М. Пасічник, В. В. Кочан, Ю. Р. Піговський // Вісник Тернопільського державного технічного університету. – Тернопіль, 2005. – Т. 10, № 3. – С. 118-126.

7. Pigovsky Y. Model of periodical thermal chemical processes with fuzzy parameters / Y. Pigovsky // Proceedings of the International Conference “Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science” (TCSET’2006). – Lviv-Slavsko, 2006. – P. 202-204.

8. Pigovsky Y. An algorithm for minimization of detrimental outputs in low-temperature thermal-controlled processes / Y. Pigovsky // Proceedings of the International Conference “Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science” (TCSET’2008). – Lviv-Slavsko, 2008. – P. 105-106.

9. Pasichnyk R. Modeling dynamics of microorganisms systems under uncertainty / R. Pasichnyk, Y. Pigovsky // Proceedings of the IX-th International Conference “The Experience of Designing and Application of CAD Systems in Microelectronics (CADSM’2007)”. – Lviv-Polyana, 2007. – P. 115-119.

10. Pasichnyk R. Optimization approaches of multizone furnace loading process control / R. Pasichnyk, A. Vande Wouwer, Y. Pigovsky // Proceedings of IEEE International Workshop on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS’2005). – Sofia, 2005. – P. 370-377.