Sterowanie procesami- zadania, metody, algorytmy
Dość szerokie pojęcie, można w nim zawrzeć bardzo szeroką gamę problemów, w których szukane jest optimum dla pewnej funkcji. Główny podział na procesy:
-ciągłe, nieskończona liczba możliwych stanów
-dyskretne -skończona ściśle określona liczba możliwych stanów
Procesy ->
ciągłe:
zadania:
Stabilność układu ze sprzężeniem zwrotnym
Dobór odpowiednich nastaw przy sterowaniu układami ze sprzężeniem zwrotnym
metody:
biegunów
Hurwitz- współczynnika równania charakterystycznego istnieją i mają ten sam znak, wszystkie podwyznaczniki będą większe od 0
Nyquist- charakterystyka aplitudowo fazowa nie może przejść za punkt (-1, j0)
Ziegler- Nichols- zostawiamy część P i tak długo ją piłujemy aż układ wpadnie w oscylacje, potem za pomocą tabelki i Ku i Tu wyznaczamy wszystko
minimalizacja sumy kwadratów
E<5%
E<10%
algorytmy:
regulacja PID
regulacja dwustanowa
logika rozmyta
dyskretne:
zadania:
Podział szeregowania zadań w systemach deterministycznych:
Flow shop (problem przepływowy)- W systemie przepływowym każde zadanie musi przejść przez wszystkie maszyny w ściśle określonym porządku (każde zadanie składa się zatem z m operacji).
Job shop (problem gniazdowy)- W systemie gniazdowym (ogólnym) kolejność maszyn mających wykonać operacje jest różna, ale ściśle określona dla każdego zadania (zadania mogą mieć różną ilość operacji).
Open shop (problem otwarty)- W systemie otwartym wytworzenie każdego wyrobu wymaga operacji na wszystkich maszynach, ale kolejność ich wykonywania jest dowolna i nieustalona
Zadania zmieniają się też ze względu na możliwość pojawienia się:
- wywłaszczenia procesu,
- czasu przygotowania,
- czasu dostarczenia,
- ilości maszyn, itd.
Szczególne zadania dyskretnego problemu szeregowania zadań:
- problem plecakowy,
- problem komiwojażera.
- szeregowanie procesów w systemie operacyjnym
metody:
-dokładne
specjalizowane algorytmy wielomianowe
schemat podziału i ograniczeń, podział ogólnego problemu na kilka mniejszych
schemat programowania liniowego,
metody subgradientowe
przegląd zupełny
-przybliżone
dla NP:
konstrukcyjne
poprawiające
metaheurystyka
algorytmy (przykładowe):
Algorytm Schrage- ze zbioru zadań gotowych w danej chwili t, wrzucamy zadanie o największym czasie dostarczenia
Algorytm Schrage z podziałem zadań- jak wyżej tyle że z możliwością przerywania zadań
Algorytm Calier'a- jednomaszynowy problem gniazdowy, korzysta z algorytmu schrage, znajduje zadanie referencyjne w bloku zadań, a następnie sprawdza za pomocą schrege czy znajdziemy lepsze rozwiązanie jeśli zmodyfikujemy czas dostarczenia lub czas gotowości zadania referencyjnego. Końcem bloku jest ostatnie zadanie zwiększające Cmax (Cmax=max (Cmax, t+qe)), a początkowym jest najmniejsze wyrażone spełniające ( Cmax=suma p+ qostatniego). Referencyjne to najwiekszy elementem z terminem dostarczenia większym od terminu dostarczenia ostatniego elementu bloku.
Symulowane Wyrzażanie- algorytm metaheurystyczny do flow shopa.
Algorytm Johnson'a- wyszukiwanie najkrótszej scieżki pomiędzy wszystkimi parami wierzchołków, korzysta z Dijkstry i belmana forda. Wykorzystywany w dwumaszynowym problemie przepływowym.
Algorytm RR- algorytm stosowany w szeregowaniu procesów w systemie operacyjnym. Każdy proces dostaje pewną równą dla wszystkich ilość czasu procesora, a następnie zostaje wywłaszczony.