Разработка подхода к формированию нормированного функционала отклонения показателя эффективности
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.365105Ключові слова:
кибернетическое управление, критерий эффективности, ELF, нормированный показатель отклонения, режимная селекцияАнотація
Объектом исследования является управляемый технологический процесс нагрева жидкости, который рассматривается как кибернетичная система преобразования ресурсов в полезный технологический продукт. Исследуется возможность построения нормированного функционала отклонения показателя эффективности в динамических моделях технологических процессов, и используемого для синтеза оптимальных управляющих воздействий. Они обеспечивают количественную оценку отклонения фактической эффективности от требуемого уровня и позволяют применять методы оптимального управления.
В работе решается проблема поиска нормированного показателя отклонения эффективности Е, который бы обеспечил безразмерность данного показателя и его масштабную независимость. Он является безразмерной квадратичном мерой разности между суммарным полезным результатом и суммарными затратами. Показано, что показатель Е имеет свойства постоянства вычислений и может использоваться для анализа, нормирования и сравнения различных режимов управления.
Разработан вычислительный блок ELF (Normalized Efficiency Criterion), который позволяет преобразовывать входные параметры в стоимостную форму, накапливать общие затраты и полезный эффект, формировать показатели дополнительной выгоды и ресурсоемкости, а также вычислять нормализованный критерий эффективности. Показано, что ELF является интегральным показателем эффективности как отношение добавочной выгоды к ресурсоёмкости допустимого режима, а показатель Е представляет его нормированную метрическую форму.
Полученные результаты позволяют оценить эффективность процесса в численном виде. А функционал Е показывает отклонение от необходимого режима, что дает возможность провести анализ и принять правильные решения в управлении технологическим процессом.
Результаты исследования могут быть использованы в любых технологических процессах
Посилання
- Ellis, M., Liu, J., Christofides, P. D. (2017). Economic Model Predictive Control. Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-41108-8
- Angeli, D., Amrit, R., Rawlings, J. B. (2012). On Average Performance and Stability of Economic Model Predictive Control. IEEE Transactions on Automatic Control, 57 (7), 1615–1626. https://doi.org/10.1109/tac.2011.2179349
- Hu, C., Chen, S., Wu, Z. (2023). Economic Model Predictive Control of Nonlinear Systems Using Online Learning of Neural Networks. Processes, 11 (2), 342. https://doi.org/10.3390/pr11020342
- Simkoff, J. M., Lejarza, F., Kelley, M. T., Tsay, C., Baldea, M. (2020). Process Control and Energy Efficiency. Annual Review of Chemical and Biomolecular Engineering, 11 (1), 423–445. https://doi.org/10.1146/annurev-chembioeng-092319-083227
- Orzan, A., Precup, R. (2023). Dinkelbach Type Approximation Algorithms for Nonlinear Fractional Optimization Problems. Numerical Functional Analysis and Optimization, 44 (9), 954–969. https://doi.org/10.1080/01630563.2023.2217893
- Bertsekas, D. P. (2005). Dynamic Programming and Optimal Control. Athena Scientific. Available at: https://web.mit.edu/dimitrib/www/DP1_Short_View.pdf
- Bryson, A. E., Ho, Y.-C. (2018). Applied Optimal Control. Routledge. https://doi.org/10.1201/9781315137667
- Goodwin, G. C., Graebe, S. F., Salgado, M. E. (2001). Control System Design. Prentice Hall.
- Santander, O., Betts, C. L., Archer, E. E., Baldea, M. (2020). On the interaction and integration of production planning and (advanced) process control. Computers & Chemical Engineering, 133, 106627. https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2019.106627
- Dorf, R. C., Bishop, R. H. (2016). Modern Control Systems. Pearson. Available at: http://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/2021/Dorf_Modern_control_systems_2017_1106.pdf
- Åström, K. J., Murray, R. M. (2020). Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers. Princeton University Press. Available at: https://www.cds.caltech.edu/~murray/books/AM08/pdf/fbs-public_24Jul2020.pdf
- Rawlings, J. B., Mayne, D. Q., Diehl, M. (2017). Model Predictive Control: Theory, Computation, and Design. Nob Hill Publishing. Available at: https://sites.engineering.ucsb.edu/~jbraw/mpc/MPC-book-2nd-edition-1st-printing.pdf
- Li, H., Pangborn, H. C., Kovalenko, I. (2023). A System-Level Energy-Efficient Digital Twin Framework for Runtime Control of Batch Manufacturing Processes. 2023 IEEE 19th International Conference on Automation Science and Engineering (CASE), 1–6. https://doi.org/10.1109/case56687.2023.10260642
- Bertsekas, D. P. (2019). Reinforcement Learning and Optimal Control. Athena Scientific. Available at: https://faculty.engineering.asu.edu/bertsekas/wp-content/uploads/sites/129/2019/10/RL_Frontmatter-SHORT-INTERNET-POSTED.pdf
- Lutsenko, I. (2026). Development of a universal integral criterion for cybernetic control. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (4 (140)), 6–15. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2026.356114
- Lutsenko, I. (2015). Identification of target system operations. development of global efficiency criterion of target operations. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (2 (74)), 35–40. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.38963
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Igor Lutsenko, Iryna Oksanych, Maksim Drachko, Evgeniia Burdilna
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
