Praca poświęcona jest problemowi doboru kryteriów i ich klasyfikacji na grupy rodzajnikowe (warianty) w zadaniach wielokryterialnej optymalizacji systemów decyzyjnych, które związane są m.in. z projektowaniem systemów diagnostyki oraz układów sterowania. Celem naszego podejścia jest efektywne poszukiwanie rozwiązań w zadaniach optymalizacyjnych wyrażonych za pomocą wielu kryteriów, gdzie projektant spotyka się z zagadnieniem Pareto-optymalności, albo zmuszany jest do stosowania klasycznych metod optymalizacji - zwykle silnie upraszczających postawiony problem polioptymalizacji. W przypadku podejścia populacyjnego prezentowana metoda może w istotny sposób ułatwić projektantowi ostateczną ocenę uzyskanych rozwiązań. Skuteczność rozważanej metodologii ilustrują przykłady konstruowania liniowych obserwatorów stanu.
EN
The paper gives an account of research results concerning a project of creating a fully-autonomous robotic decision-making system able to interact with its environment, and based on a mathematical model of human cognitive-behavioural psychology with some elements of personality psychology included. The basic idea of this paper is focused on the concept of possible errors in an intelligent robot control system. The system is a composed result of constructing an Intelligent Decision-making System (IDS) based on several recently developed ideas concerning an interactive cognitive-behavioural organism (Artificial Intelligence and Soft Computing, 2010), a fundamental model of human psychology and an IDS system (MMAR, 2010; Applied Mathematics and Computer Science, 2011) for controlling autonomous robots. Principal notions of IDS (Data-processing system based on cognitive psychology, along with the locations of possible errors), conceptions of discovery (object) and (long-time) memory are introduced. Then the heart of IDS, a personality (emotional) system which consists of systems of emotions and needs (based on the Maslow's theory/pyramid and a fuzzy model of needs), is presented. Furthermore, the paper shows what kind of errors can appear and what are their locations in IDS. Methods of avoiding these errors are also indicated.
W pracy omawiane są możliwości wykorzystania algorytmów ewolucyjnych, opartych na niszowaniu oraz rodzajnikowaniu genetycznym (przypisywaniu rodzajnika), do poszukiwania optymalnych rozwiązań inżynierskich zadań wielokryterialnej optymalizacji. W tego rodzaju obliczeniach skutecznie wykorzystuje się koncepcję Pareto-optymalności oraz rangowania (przypisywania rangi). Realizowany ranking pozwala na uniknięcie arbitralnego ważenia celów kryterialnych (kosztów lub zysków). Zamiast tego, dokonuje się użytecznej klasyfikacji rozwiązań, która bardziej obiektywnie uwzględnia poszczególne kryteria. Jako przykład ilustrujący skuteczność proponowanego podejścia przedstawia się metodologię konstruowania liniowych obserwatorów stanu wykorzystywanych w układach detekcyjnych. Szczególną implementację tego podejścia stanowi projekt systemu diagnostyki bezzałogowego samolotu oraz układu napędowego jednostki pływającej.
EN
In this paper the concept of evolutionary searching using mechanisms of genetic gendering and niching is used for solving engineering multi-objective optimization tasks. In such types of evolutionary computation (EC) the ideas of Pareto optimality and ranking are effectively utilized. Within the ranking approach we avoid arbitrary weighting of optimisation objectives (costs or gains). Instead, a useful classification of the solutions is performed that takes into account particular objectives more appropriately. In order to illustrate the applicability of the proposed variants of EC, we consider the issue of designing detection observers, which serve as a principal element in procedures of detecting faults, which may occur in exemplarily objects, like an unmanned plane and a ship propulsion system.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Different types of niching can be used in genetic algorithms (GAs) or evolutionary computations (ECs) to sustain the diversity of the sought optimal solutions and to increase the effectiveness of evolutionary multi-objective optimization solvers. In this paper four schemes of niching are proposed, which are also considered in two versions with respect to the method of invoking: a continuous realization and a periodic one. The characteristics of these mechanisms are discussed, while as their performance and effectiveness are analyzed by considering exemplary multi-objective optimization tasks both of a synthetic and an engineering (FDI) design nature.
W pracy omawiane są możliwości wykorzystania mechanizmów niszowania oraz rodzajnika genetycznego w ewolucyjnym poszukiwaniu rozwiązań wielokryterialnych zadań optymalizacyjnych. W omawianych typach algorytmów ewolucyjnych zastosowano metody rankingowe, które cechują się znaczną uniwersalnością i użytecznością w porównaniu do metod klasycznych. Jako przykład ilustrujący rozważane podejścia przedstawia się metodologię konstruowania liniowych obserwatorów stanu jako układów detekcyjnych, zawierającą przykładowe zastosowania opisanego podejścia genetycznego w projektowaniu systemów diagnostyki układu napędowego jednostki pływającej.
EN
In this paper the conceptions of niching and genetic gender are considered. Both mechanisms are utilized in evolutionary searching for solutions of multi-objective optimization tasks. In such types of evolutionary algorithms the ideas of Pareto optimally and ranking are successfully applied. In the ranking methods we avoid arbitrary weighting of the objectives. Instead, a useful classification of the solutions is applied that takes into account particular objectives more suitably. To illustrate the applicability i of the proposed approach, we shall consider the issue of designing detection observers, which serve as a principal element in procedures of detecting faults, which may occur in an exemplary ship propulsion system.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.