Prediktivní řízení procesů s využitím prvků umělé inteligence

Abstract

Prediktivní řízení procesů je metoda regulace vhodná pro řízení různých typů systémů, která je založená na myšlence využití predikce budoucího chování systému a její optimalizace. Běžně se pro predikci chování využívá modelu systému, a proto je nutné pro správnou funkci prediktivního řízení provést jeho správný výběr a určit jeho parametry tak, aby byl co nejpřesněji popsán řízený systém. Další výhodou prediktivního řízení je možnost zahrnutí omezení signálů přímo do regulátoru. Cílem této práce je aplikace některých prvků umělé inteligence ve vhodných oblastech prediktivního řízení, zejména využití jednoduchých evolučních algoritmů v rámci optimalizace a neuronových sítí jako nelineárních modelů. Práce popisuje možnosti nasazení těchto prvků. Je prokázáno, že kromě klasických optimalizačních algoritmů je možné použít i jednoduché evoluční algoritmy pro optimalizaci predikce, přičemž výpočetní náročnost může být srovnatelná v závislosti na typu řešeného problému a nastavení. Dále se práce zabývá výběrem vhodných modelových systémů s pomalou dynamikou, jejich odvozením a vytvořením nelineárních modelů v podobě škálovatelných neuronových sítí. Potenciální výhodnost tohoto přístupu pro řízení systémů obtížně popsatelných či pro řízení systémů, jejichž matematicko-fyzikální popis není znám, byla v práci prokázána. Práce se také zabývá možností nasazení nalezených modelů na reálné systémy a stanovením nutných podmínek a požadavků pro jejich aplikaci.