автореферат диссертации по философии, специальность ВАК РФ 09.00.11
диссертация на тему: Философские проблемы современного социально-антропологического познания

Полный текст автореферата диссертации по теме "Философские проблемы современного социально-антропологического познания"

Российская Академия сельскохозяйственных наук.

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ).

На правах рукописи Ерков Аркадий Александрович

МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И РАСПОЗНАВАНИЯ ДЛЯ АГРОТЕХНОЛОГИЙ

Специальность 05.13.06 - автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям АПК).

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2005

Диссертация выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте электрификации сельского хозяйства Российской Академии сельскохозяйственных наук.

Научный консультант:

доктор технических наук, профессор Мусин Асхат Миргалимович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Егоров Сергей Васильевич;

доктор технических наук, профессор Федоров Павел Валентинович;

доктор технических наук, профессор Учеваткин Александр Иванович.

Ведущая организация: Всероссийский научно - исследовательский институт овощеводства - ВНИИО РАСХН.

Защита состоится /^Н$Р>&2006г. в [0 ч. на заседании диссертационного совета Д 006.037.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора технических наук в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт

электрификации сельского хозяйства Российской Академии сельскохозяйственных наук.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 109456, Москва, 1-й Вешняковский проезд, 2, ВИЭСХ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИЭСХ

Автореферат разослан 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета^ ^^^А.И.Некрасов.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Современные микроконтроллеры и ПЭВМ обладают высокой надежностью и достаточно низкой ценой, вследствие чего круг автоматизируемых объектов и процессов постоянно расширяется. Благодаря их бурному внедрению автоматизируются все более сложные процессы (объекты) управления. Микропроцессорные системы, благодаря дополнительным информационным каналам и сложным алгоритмам, позволяют обеспечить более качественное управление технологическими процессами, повысить выход продукции, урожайность, снизить энергопотребление, позволяют решить многие экологические и социально-экономические задачи.

• В настоящее время наименее разработаны алгоритмические, модельные и системотехнические вопросы проектирования сложных АСУТП с взаимосвязными контурами управления, с несколькими структурными состояниями системы, (несколькими режимами), а также при большом запаздывания в контуре управления и нестационарными внешними воздействиями. Например, взаимосвязное управление микроклиматом и технологическими процессами в теплицах, управление перерабатывающими линиями или цехами и пр.

Микропроцессорная техника позволяет автоматизировать процессы, применяя сложные, но эффективные алгоритмы управления. Однако эти возможности, предоставляемые современными информационными технологиями, используются слабо. Такое положение не позволяет существенно повысить технико-экономические параметры автоматизируемых процессов.

• Классификация (распознавание) неизвестных объектов применяется в робототех-нических комплексах, таких как системы автовождения, управления агрегатами, системы подкормки с оптическим определением междурядий, в установках селекции семян, сортировки готовой продукции, диагностики заболеваний растений и др. В любом случае техническая зрительная система должна определять класс, расположение, ориентацию и свойства поверхности объекта. Проблемы создания таких систем являются очень сложными и менее всего разработанными.

Система диагностики определяет (распознает) состояние объекта, классифицирует неисправности, то есть идентифицирует структурное состояние объекта. В сельском хозяйстве - это диагностика парка электроприводов, машинно-тракторного парка. Диагностика механизмов по виброакустическим сигналам требует больших вычислительных затрат на обработку потоков данных, сложных алгоритмов и математических методов, которых требуется найти.

Таким образом, разработка теории и методов проектирования систем распознавания и САУ с переменной структурой является важной научно-практической проблемой, имеющей высокую актуальность и большое народнохозяйственное значение.

Предметом исследования являются автоматические системы агропромышленного и общего назначения, так или иначе распознающие текущее структурное состояние процесса управления или объекта. Такими системами являются распознающие системы и САУ с переменной структурой (СПС).

Исследования и разработки, составившие основу диссертации, выполнены в ИПМАНСССР в 1974-1985г, в РГАЗУ, ВИЭСХиНИЦРО в 1986-2005гг.

Целью работы является теоретическое обоснование и разработка методики построения автоматически перестраиваемых систем управления сельскохозяйственного назначения, методов выделения признаков и синтеза систем распознавания и диагностики, разработка на основе этих результатов автоматических систем, обладающих высокой технико-экономической эффективностью. В соответствии с поставленной целью требовалось решить следующие задачи:

1. Обосновать и разработать математические модели и алгоритмы идентификации структурного состояния объектов и процессов общие для систем диагностики, восприятия и АСУТП с переменной структурой, объединить сенсорный и логический уровни в методах построения автоматических систем.

2. Разработать методику построения алгоритмов управления АСУТП изменяющих алгоритм работы в зависимости от автоматически идентифицированного структурного состояния объекта.

3. Проанализировать особенности технологических процессов, разработать их аналитические и численные модели объектов и САУ применительно к микроконтроллерной реализации АСУТП.

4. Разработать схемотехнические и программные принципы построения централизованных и распределенных автоматических систем сельскохозяйственного назначения на базе микроконтроллеров и ЭВМ. Проверить эти принципы путем разработки и испытания образцов управляющих контроллеров

На базе разработанной методики сконструировать и внедрить ряд АСУТП с улучшенными динамическими характеристиками и устойчивостью к аварийным и критическим ситуациям.

5. Для систем диагностики и распознавания разработать методы выделения признаков, а также методы автоматического синтеза алгоритма классификации, сочетающие достоинства известных методов и не имеющий их недостатков.

На базе этих методов разработать зрительные и виброакустические системы распознания и диагностики (для сельскохозяйственного производства). Испытать их в лабораторных и натурных условиях.

Методы исследований. В основу методики синтеза алгоритмов управления с переменной структурой вошли методы синтеза САУ, а также теория автоматов, методы таблиц решений и методы автоматического распознавания.

В основу методики разработки микропроцессорной реализации САУ вошли численные методы вычислительной математики, методы таблиц решений. В основу технологии построения микропроцессорных управляющих контроллеров и сетей вошли методы измерительной и вычислительной техники, основные принципы программного и сетевого обеспечения.

В основу методик построения систем распознавания и диагностики вошли методы распознавания, таблиц решений, а также методы нечеткой логики.

Научная новизна исследований заключается в создании новых научно обоснованных методик разработки автоматических систем управления и распознавания, в новых технических и алгоритмических решениях, а также в разработке и внедрении новых серийных образцов автоматических систем для агротехнологий. (Новизна положений изложена в «Выводах и результатах» с.44).

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Система управления технологическими процессами сельскохозяйственного назначения в условиях действия внутренних и внешних факторов, нарушающих ход процесса, должна иметь переменную структуру, автоматически изменяющуюся в зависимости от фактического состояния объекта управления и возмущающих факторов.

Архитектура САУ должна быть двухуровневой. Верхний уровень предназначен для идентификации структурного состояния объекта и перевода САУ на выполнение алгоритма управления, соответствующего текущей структуре объекта. Нижний уровень состоит из ряда алгоритмов управления объектом, гаждый из них управляет объектом в конкретном неизменном структурном состоянии.

2. Для идентификации структуры САУ необходимо перейти от исходного пространства описания системы к пространству признаков-предикатов, на котором можно построить логический автомат, идентифицирующий структуру объекта управления и САУ.

3. Непараметрический метод классификации (аппроксимации областей структур в пространстве состояний) - метод логических потенциалов, который обобщает классические методы непараметрической аппроксимации областей структур (классов), а также многие методы теории "нечетких множеств". Найден и математически обоснован спектральный критерий и алгоритм ускорения сходимости метода потенциалов.

4. Алгоритмы классификации и управления структурой САУ, построенные на основе теории таблиц решений, входами которых являются признаки, полученные при оценивании состояния объекта и САУ, а выходами - изменения в структуре, состоянии и управлении САУ. Разработанные и обоснованные информационные критерии оптимизации древовидных алгоритмов управления для сокращения объема и повышения надежности матобеспечения САУ.

5. Схему и алгоритм управления при переменной структуре объекта с большим транспортным запаздыванием и люфтом исполнительного органа, которая строится по каскадной схеме с предсказывающей моделью и компенсаторами внешних возмущающих воздействий и предкомпенсаторами влияния дополнительных технологических процессов, управляемыми идентификатором структур.

6. Численные алгоритмы, позволяющие проводить моделирование и анализ систем, а также разрабатывать в короткие сроки алгоритмы и программы управления, идентификации, самонастройки, адаптации для компьютерной и микроконтроллерной реализации САУ.

Обоснование и разработка архитектуры, алгоритмов и системотехнических принципов построения микропроцессорных автоматических систем различного применения и распределенных сетей управляющих контроллеров на основе опыта их реализации и опытной эксплуатации на объектах сельскохозяйственного назначения.

7. Результаты разработки ряда АСУТП сельскохозяйственного производства, для которых характерно большое запаздывание управляющего воздействия, резкие изменения режимов работы при действии возмущающих факторов (микроклимат, ректификация, пастеризация и т.п.).

8. Результаты разработки и испытаний зрительных, а также виброакустических систем распознавания и диагностики.

Достоверность основных положений проведенных исследований, теоретических выводов и методики подтверждается математическими выклад-

ками и доказательствами, приемочными испытаниями разработанных автоматических систем, их эффективным практическим использованием.

Практическая значимость: На базе разработанной методики, моделей, алгоритмов и программ были созданы серийные регуляторы, управляющие сети, АСУТП, а также распознающие и диагностические системы. Использование методики построения СЛУ с переменной структурой позволяет автоматизировать более широкий круг технологических процессов, сократить время и стоимость новых разработок. Применение созданных контроллеров и сетей позволяет повысить технический уровень производств, снизить пускона-ладочные и эксплуатационные затраты, повысить выход и качество продукции, снизить энергопотребление.

Реализация работы: Разработана и внедрена методика, позволяющая резко сократить сроки разработки алгоритмов и программ АСУТП. Разработана и внедрена (для фирмы "Овен") серия адаптивных и самонастраивающихся ПИД регуляторов, регуляторов с моделью и переменной структурой, в том числе контроллеры отопления и приточной вентиляции с водяными калориферами для животноводства и птицеводства. Разработана и внедрена сеть управляющих унифицированных 8-и канальных контроллеров. На их базе разработаны и внедрены: сеть компьютерной регистрации режимов работы электрических подстанций (для "ОстАлко"), управляющая сеть для ампульного цеха фармакологического комбината им. Семашко. Разработана АСУТП тепличного комбината, в настоящее время эти системы установлены и эксплуатируются в нескольких тепличных комбинатах: "Московский", "Новокосинский", "Дзержинский" Нижегор. обл, "Ульяновский", "Саранский", АОЗТ "Агротип". Разработана и внедрена АСУТП цеха ректификации, а также система мониторинга состояния спиртохранилища на "ОстАлко". Разработанное программное обеспечение и протоколы обмена сети контроллеров поставляется с серийно выпускаемыми приборами фирм "Овен", "Мезон", "АстраКон" и "Мириталь".

Разработаны и внедрены диагностические и испытательные системы различного применения: испытательный стенд для проверки и аттестации оросителей, испытательный стенд для проверки горючести материалов (по заказу ВНИИПО), стенд для диагностики тепловых процессов асинхронных электродвигателей (совместно с МП "Овен"), стенд для вибродиагностики двигателей внутреннего сгорания ( для учебного процесса в РГАЗУ), стенд для диагностики состояния птиц по их акустическим сигналам (для Института этологии животных РАН).

Апробация работы: Основные положения работы и результаты исследований были представлены и получили одобрения на 10 Всесоюзных, всероссийских и международных научно-технических конференциях.

Публикации: По материалам вошедшим в диссертацию опубликовано 42 печатных работы из них одна монография, кроме того, подготовлено 11 отчетов о НИР по Гос. темам и получено три авторских свидетельства.

Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, восьми глав и основных результатов изложенных на 260 стр. машинописного текста, 50 рисунков, таблиц и графиков, списка литературы из 191 наименования .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности и изложение научной новизны, практической значимости и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе на основании собственных работ, а также работ других авторов, в частности академика И.Ф. Бородина, дан анализ особенностей технологических процессов при производстве сельскохозяйственного сырья и его переработки, а также применяемых для управления этими процессами регуляторов и АСУТП. Дана классификация технологических процессов по сложности реализации для них САУ, указаны используемые в каждом случае соответствующие алгоритмы:

1. Управление одномерными стационарными объектами, где можно использовать типовые регуляторы: автоклавы различного объема, титаны-подогреватели воды, холодильники, печи однокамерные, сушилки, электропривод, управление концентрацией и пр.

2. Управление одномерными нестационарными объектами, также с малым транспортным запаздыванием, но с меняющимися характеристиками (например при загрузке сырья).

3. Задачи управления с несколькими режимами работы и автоматическим определением текущего режима (например, нагрев с заданной скоростью до уставки и дальнейшая стабилизация температуры). Дня этого случая применяются регуляторы с несколькими режимами работы, а для задач п/п 2 регуляторы с самооптимизацией настроек и адаптацией.

4. Автоматизации процессов для объектов с большим транспортным запаздыванием, с переменной структурой, с дополнительными логическими датчиками, для многомерных систем и пр. В их числе объекты:

- с большим транспортным запаздыванием, одноконтурные с постоянной структурой и с 1-2 дополнительными датчиками: пароперегреватели, теплогенераторы, системы подачи воды и др. гидросистемы, системы отопления с погодными компенсаторами.

- тоже что и 1 , но многомерные, однородные и взаимосвязные: распределенный обогрев животноводческих помещений, туннельные печи, конвейерные пастеризаторы.

- с большим транспортным запаздыванием, с переменной структурой алгоритма управления, многомерные и с дополнительными логическими датчиками- кор-моприготовители, пастеризаторы с рециркуляцией, поточные перерабатывающие комплексы, системы управления микроклиматом. Системы, обеспечивающие максимальное усвоение энергии животными и растениями, за счет взаимосвязного управления микроклиматом, досветом и подкормкой.

Такая классификация показывает явную тенденцию к автоматизации на базе микропроцессоров все более сложных технологических процессов в сельском хозяйстве и перерабатывающей промышленности. Все чаще применяются алгоритмы с переменной структурой управления.

Вопросы облегчения настройки и улучшения маркетинга привели к необходимости режима самонастройки в регуляторах. Наиболее совершенные пром-регуляторы имеют несколько режимов (алгоритмов) работы: режим стабилизации, режим поддержания заданной скорости роста (падения), режим скоростного выхода на новую уставку. Структура алгоритма подобного регулятора в режиме самонастройки или адаптации существенно отличается от алго-

ритмов в режимах управления: т.е. даже промышленные регуляторы широкого применения фактически имеют переменную структуру. Для построения таких регуляторов следует разработать методику синтеза САУ с переменной структурой, что ускорит их разработку и повысит надежность микропрограмм. Необходимо адаптировать алгоритмы САУ для реализации их на (дешевых и мало разрядных) микропроцессорах.

В 1.3. рассмотрены особенности управления, связанные с переменной структурой объектов, а также с большим транспортным запаздыванием. При малом соотношении транспортного запаздывания и инерционности объекта и отсутствии быстрых возмущений большой амплитуды (спектральный состав помехи находится в области более низких частот, чем у управляющего воздействия) рационально применять ПИД регуляторы. Оптимизация их настроек всесторонне рассмотрена в работах С.В.Егорова, Н.И.Кирилина, В.Я.Ротача.

Однако при большом соотношении /<Д, картина меняется. Значительные отклонения от задания приводят к большему энергопотреблению и к низкому качеству поддержания режимов, снижению качества выходного продукта или урожайности. Оптимизацией настроек ПИД регуляторов нельзя добиться удовлетворительного регулирования в условиях большого транспортного запаздывания и скачкообразных возмущений со стороны внешних и внутренних факторов.

Совместное использование предикторов с компенсаторами позволяет получить высокое качество управления. Однако при их реализации на малоразрядных микропроцессорах требуется разработать соответствующие экономичные численные алгоритмы. С другой стороны, при эксплуатации наблюдается ситуации, вызывающие изменение структуры. Системы (объекта и оборудования САР). Изменение структуры объекта (включение полива и вентиляции теплиц, увлажнения в варочных шкафах, и т.п.) нельзя учесть при простой схеме управления с постоянной структурой.

Так как на структуру объекта может влиять много факторов, задача синтеза систем управления с (ПС) является многомерной. Первые САУ сельскохозяйственного назначения с переменной структурой (ПС) разработаны В.Р. Крауспом и Г.А. Гуляевым

Рассмотрим ситуации в окружающей среде, конструкции объектов управления элементах САУ приводящие к изменению структуры объекта и необходимости переменной структуры управления : отказы и аварии оборудования, отказы датчиков, быстрое изменение внешних условий, приводящее к изменению состояния объекта, включение и выключение дополнительных технологических процессов

Изменение структуры объекта и системы управления означает резкое изменение соответствующих передаточных функций. Система управления технологическими процессами должна учитывать эти факторы при регулировании, при этом она должна быстро реагировать на изменения в своем состоянии и состоянии объекта. Требуется, таким образом, во первых применять алгоритм регулирования с необходимым качеством управления в условиях большого транспортного запаздывания, во вторых учитывать изменение структуры объекта и резкие возмущающие факторы при регулировании и в настройке коэффициентов САР. Необходимо разработать единый подход для разработки САУ для такого рода объектов.

В 1.4. рассматриваются вопросы исследований и построения моделей и алгоритмов для разработки САУ технологическими процессами сельскохозяйственного назначения. Аналитически система управления вместе с объектом описывают стохастическими дифференциальными уравнениями: x(t)=f(x,u,t) + g(t), (1)

где x(t) - вектор состояния системы; f(x,u,i) - вектор-функция системы, в общем случае нелинейная; и - вектор управляющих воздействий; g(t) - вектор случайной помехи, воздействующей на систему.

Выходной вектор У часто рассматривается как дополнительный компонент X.

Рассматриваются две группы методов по конструированию оптимальных САУ. К первой относятся методики аналитического конструирования оптимальных регуляторов. Для этих методик предполагается известными уравнение в форме Коши управляемого процесса :

х'= Ах+ Ви, у = Сх +Du (2)

и минимизируемый функционал- как правило линейно - квадратичный, Решение линейно-квадратичной задачи синтеза САР возможно на современных ЭВМ при дополнительных ограничениях на вид системы дифф. уравнений объекта и малой ее размерности. Эта методика широко применяется для синтеза САР объектами с сосредоточенными параметрами и с малым транспортным запаздыванием невысокого порядка и с неизменной структурой. Известны подобные методики синтеза оптимальных САУ для линейных систем с переменной структурой- s, то есть f(s,x,u,t) должна являться семейством линейных функций.

Для поставленных задач синтеза САУ с переменной структурой и большим транспортным запаздыванием реализовать методики первого типа очень сложно. Для этих условий не существует готового алгоритма синтеза. Кроме того для технологических процессов в растениеводстве и животноводстве квадратичный критерий оптимальности не годится. Например, в теплице достаточно на 30 мин. поднять температуру с 20 °С до 50 °С , как урожай будет потерян, если поднять температуру до 22° С в течении суток, то потерь урожая практически не будет.

Ко второй группе методик относятся т.н. "эвристические методики", которые основаны на моделировании каналов управления и возмущения автоматизируемых процессов типовыми звеньями. В этом случае (I) заменяется на другое уравнение, элементами которого являются характеристические уравнения типовых звеньев. При этом для управления используются типовые законы регулирования (ПИД, предиктор Смита), а идентификация объекта заключается в определении параметров "белых ящиков". Оптимизация регуляторов может осуществляться при помощи номограмм или настройкой по разгонной кривой или по максимальному коэффициенту усиления (по Пиколсу).

Эвристические методики требуют меньших затрат на программирование и легко позволяют реализовать графические программные оболочки. Перспективно применить ее для систем с переменной структурой, но требуются дополнительные исследования.

Итак, готовой методики для синтеза САУ для объектов с переменной структурой и транспортным запаздыванием не существует. Ее следует разработать для управления технологическими, процессами производства и переработки сельскохозяйственных продуктов.

В 1.5 рассматривается класс систем управления с большим потоком входной информации. В частности актуальна задача диагностики машин и механизмов, в частности сельскохозяйственного назначения. Структурным областям в САУ с ПС в диагностике соответствуют зоны устойчивой работы, зоны профилактики, тех или иных дефектов. Фильтрация виброимпульсов (например при вспышке в цилиндре) осуществляется на высокой частоте (80 кГц), что требует или большой частоты отсчетов- до 5 мГц или специальных методов измерения.

Современные вычислительные средства позволяют реализовать практически любой диагностический алгоритм, а с разработкой алгоритмов большие проблемы.

Во первых, на этапе получения диагностических признаков чаще всего используется классический Фурье анализ, а также различные эвристические алгоритмы во временной плоскости. В ряде случаев более подходят методы Бурга, де Прони и Писаренко, вейвлет анализ.

Во вторых, алгоритмы принятия решений (т.н. решающее правило) в диагностике примитивны и не используют современных математических методов и возможностей современной вычислительной техники.

Близкие проблемы возникают и при использовании зрительного сенсорного канала. С начала XXI века резко снижается стоимость цифровых фото, видео технологий и компьютерных ТВ систем. Компьютерные системы технического зрения могут с успехом применяться в таких приложениях как: автовождение, сортировка посадочного материала, управление подкормкой и внесением ядохимикатов с определением межрядей, сортировка продукции, а также оценка параметров посевов по аэроснимкам.

Общим для диагностики и распознавания является иерархическая схема алгоритмов (Рис.1). Отличие заключается в форме исходного описания x(t)-вибросигнал или последовательность видеокадров. Входным вектором в зрительных системах является последовательность изображений

<R(iJ,t), G(ij,t), B(iJ,t)>, (4)

где i ,j координаты точки изображения, а <R,G,B>- ее цвет.

Обработка и вычисление признаков обоих случаях использует аналогичные математические модели. При обработке используются БИХ, КИХ линейные фильтры, вейвлет анализ, а также нелинейная фильтрация.

IIa уровне решающего правила (алгоритма распознавания) используются различные параметрические и непараметрические методы аппроксимации областей классов, в том числе методы "нечеткой логики".

Исходное описание

обработанное F(x)

Х(1)

Л (0' признаки С - класс /

Рис. 1. Блок схема распознающей системы.

Автор считает, что применяемые в данном случае методы идентификации класса (распознавания) объектов близки методам идентификации структуры в АСУТП с переменной структурой. Данный класс автоматических систем пред-

полагает классификацию объектов для последующего принятия решения (распознавания класса объекта, корректировки ситуационной модели, определения координат искомого объекта, оценки его качества). Непосредственно получить необходимую информацию только на базе исходного описания невозможно, необходима предварительная обработка и вычисление характерных признаков (например, текстурных). В результате обработки на изображениях выделяются границы, равномерно окрашенные области. Геометрические параметры областей могут являться признаками в ряде задач. Однако изображения объектов, особенно "реальных" характеризуется не столько цветом, сколько текстурой: пятна на поверхности листа, листья полезного растения и сорняка и пр.

Известные алгоритмы выделения признаков (в частности для распознавания текстур) ненадежны, требуют больших вычислительных затрат и плохо ложатся на архитектуру современных ЭВМ.

Таким образом, в задачах построения АСУТП, диагностических приборов и систем восприятия актуальна задача идентификации объектов или процессов на основе выделенных признаков. По этому очень важна разработка моделей, методик и алгоритмов для построения идентификаторов структур (классов) для этих применений.

В 1.6. описывается архитектура существующих САУ на базе микроконтроллеров и микроЭВМ. Основные системотехнические особенности АСУТП зависят от многих факторов, в связи с чем, наблюдается большое разнообразие решений. На базе микроконтроллеров автоматизируются процессы и объекты, такие как пастеризаторы, кормоприготовители, многоканальные регуляторы однородных объектов, САУ микроклиматом. Эти САУ имеют несколько контуров регулирования (от 2-3 до 20), кроме того, имеются дополнительные технологические и аварийные датчики, а также дополнительные технологические режимы. Серийность таких САУ значительно ниже, чем у промышленных универсальных регуляторов. Поэтому при их разработке очень важны средства автоматизации моделирования и проектирования САУ, необходимо использовать унифицированные системотехнические и микропрограммные узлы и блоки, как для реализации регуляторов широкого применения, так и более сложных САУ. В зависимости от назначения и цен на комплектующие экономически целесообразна та или иная архитектура САУ. Важную роль в ценообразовании имеет удобство монтажа прибора, удобство его настройки и эксплуатации.

Удешевление ПЭВМ по отношению к другим средствам автоматики сделало целесообразным применение ПЭВМ для управления сложными процессами. Существует множество вариантов архитектуры САУ на базе ПЭВМ. Необходимо найти наиболее эффективные варианты для рассматриваемых приложений.

Применение ПЭВМ дает возможность использования стандартных языков и отладочных средств. Для сельскохозяйственного применения особенно важна открытость программного обеспечения, а также удобный человеко-машинный интерфейс. Необходимо провести анализ требований к программам САУ и средам разработки. Для протяженных объектов возникает вопрос разработки сетей связи.

В Главе 2. анализируются системы с переменной структурой (ПС). Такие системы описывается нестационарными стохастическими дифференциальными уравнениями:

= /(1\х,1',0 + х(0 , 5 = 1, Б (4)

где: x(s,t) - состояние системы в s -й структуре

g(() - сектор случайной помехи, u(t) - вектор управления СДУ с ПС можно подразделить на несколько видов, в которых изменяются различные составляющие:

1. Могут включаться технологические процессы, влияющие на контролируемую величину. При этом САУ с переменной структурой изменяет внутренние параметры X регулятора и выходной сигнал регулятора, не дожидаясь изменения в невязке. Например при выгрузке продукции из печи и загрузки нового сырья может устанавливаться новое задание и заранее известная величина интеграла в ПИД регуляторе. Если технологический процесс разбивается на программные шаги, при переходе от шага к шагу по программе, также может изменяться уставка- U и выходная величина- Y.

Такие САУ могут быть названы регуляторами с переключаемыми векторами состояний.

2. Меняются коэффициенты настройки, если резко изменились динамические свойства объекта (инерционность, запаздывание и т.п.). Такие САУ могут быть названы регуляторами с переключаемыми коэффициентами настройки.

3. Могут меняться контролируемые величины. Например, переход от регулирования по первому датчику температуры прямой воды к регулированию по второму датчику температуры обратной воды. Такие САУ могут быть названы САУ с трансформацией входного вектора.

4. Меняется алгоритм регулирования. Например, при переходе от стабилизации к адаптации или алгоритму наискорейшего разогрева. Такие САУ могут быть названы САУ с переменным алгоритмом. При использовании метода типовых звеньев изменению структуры системы соответствует изменение связей блоков модели.

Для опознавания структуры необходимо ввести в состав САУ идентификатор структуры - V(x,t), определяющий моменты смены структур САУ: s = V(x,t). Он идентифицирует реальный процесс смены структур объекта S(x,t).

Декомпозиция САУ посредством принципа разделения на систему оценивания и систему регулирования. Рассмотрим задачу синтеза оптимальной САУ для случая, когда х лежит внутри области структурной независимости (т.е. структуры - s). Принцип разделения заключается в возможности для. оптимального управления раздельно синтезировать систему оценивания и собственно систему управления. Полученное таким образом приближенное решение задачи синтеза закона управления тем точнее, чем выше точность оценивания.

Принцип разделения справедлив для линейной САУ (даже с ПС). Однако контролируемый процесс может отличаться большим транспортным запаздыванием и реально не является линейным.

В ряде случаев, систему управления можно описать уравнением с линейно входящим управлением (или привести его к этому виду):

+ (5)

Для системы, описываемой этим уравнением справедлив принцип разделения. Таким образом, САУ, удовлетворяющая гипотезе структурной независимости и принципу разделения, можно представить в виде совокупности САР, идентификатора структуры и блока оценивания (Рис.2).

*1

Рис.2. Блок схема САУ с переменной структурой.

САУ с переменной структурой состоит из идентификатора структуры и набора регуляторов с блоками оценивания. Отметим, что процесс идентификации зависит не только от X и /, но и от текущего состояния в, т.е. идентифицирующая функция имеет рекурсивный вид: 5(1+1) = У($лО.

Работа системы управления с переменной структурой заключается в идентификации в каждый момент структуры объекта б и изменении в соответствии с этим закона регулирования (структуры САУ). Наиболее сложны случаи, когда непосредственно померить возмущающий фактор невозможно (вовремя) или датчик установить нельзя (очень дорого).

Отметим, что принцип разделения на структурно независимые области имеет явный аналог в такой сфере, как распознавания образов - это гипотеза компактности. Многие методы распознавания также могут быть применимы для синтеза сложных СПС.

Система управления с уравнением (4) более общего вида может быть приведен к виду (5) различными способами, например линеаризацией /(х,и,() по и, разбив/(х,и,1) на достаточно малые окрестности, терно медленное и небольшое изменение регулируемых величин температуры, расхода, влажности и т.п. Это свойство упрощает задачу приведения (4) к виду (5) позволяет рассматривать уравнение (5) как уравнение системы.

Таким образом, задача синтеза зависимой нелинейной СПС для АСУТП сводится к:

- Разбиению X на области структур и построению идентификатора структур на основе известных технологических приемов и экспертных оценок.

- Синтезу для каждой структуры САУ с линейно входящем управлением в условиях большого транспортного запаздывания.

При переходе объекта и САУ из одной структурной области Л* в другую Хг необходимо определить её структуру и перейти к другому алгоритму регу-

лирования, тогда при выходе из области структуры качественные показатели не ухудшаются, т.к. происходит переход к другой структуре САУ, для которой синтезирован оптимальный регулятор.

Границы структур могут быть для каждого текущего структурного состояния свои, так как идентификатор структуры V в каждой структуре s свой: S(t+1) = V(s¿c,t) = Vs,(x,IJ.

Если изобразить переход от структуры к структуре в виде графа, как принято в теории абстрактных автоматов, то вершинами графа будут являться структуры, а ребрам - переходные процессы.

Далее рассмотрены переходные процессы при изменении структуры объекта и алгоритма управления. Случай с неизменной структурой объекта и переменной структурой САУ наиболее простой. Изменения в уставках, коэффициентах настройки могут быть рассмотрены в рамках известных методов теории автоматического управления.

Изменение в уставках - классический случай переходного процесса давно и всесторонне исследованный. Если параметры объекта (например, инерционность) медленно меняются, то в этом случае эффективны известные методы адаптации.

Отметим, что при изменении структуры объекта наблюдается переходный процесс, описываемый дифуравнениями, соответствующими текущей структуре. Начальными условиями являются условия установившегося режима в предыдущей структуре. В конце процесса, контролируемые параметры могут стабилизироваться в зоне, соответствующей другой структуре. Возможен, конечно, и колебательный процесс.

Существуют два источника колебаний свойственных СПС. Колебания, связанные с особенностями физического процесса, хорошо исследованные в ТАУ. Кроме того колебания связанные с циклами на графе переходов идентификатора структур. Анализ циклов, тупиков на графах хорошо исследован математически, кроме того существуют соответствующие программы, автоматизирующие анализ.

Для упрощения математической постановки вопроса, выделим состояние объекта в процессе перехода из предыдущей структуры в текущую структуру в отдельную структуру. В частном случае, это может быть тривиальный процесс с мгновенном переходом, от предыдущей - к текущей. Примером этого положения является зона гистерезиса в САУ приточной вентиляции (см. ниже).

Естественно, что далеко не все переходы от структуры к структуре возможны, т.е. граф не является всесвязным. Таблица переходов (решений) и определяет граф. Придав каждой вершине несколько дополнительных вершин и ребер, соответствующих переходным процессам в вершины куда происходит переход, мы сделаем все ребра тривиальными, с мгновенными переходами к другим структурам.

В ряде случаев задачу анализа поведения объекта во всех своих состояниях и переходах можно разбить на отдельные задачи анализа объекта при переходе от текущей структуры к слсдущей

■Ф.О, = f(s¿c,u,t), + g(t), s = l,S (7)

и анализа в текущей структуре s:

x(s,t)i = f(srx,u,t)2 + g(t) , s = I,S. (8)

Каждой дополнительной вершине будет соответствовать переходный процесс, его течение можно рассматривать отдельно от других известными методами. Примером такого переходного процесса и дополнительной структуры является переход технологического процесса от одного режима к другому. Например отопление в теплицах при закрытых форточках и отопление- с открытыми. Дополнительный процесс, это повышение задания температуры отопительной воды раньше постепенного открытия форточек.

Если без запаздывания идентификатор определил переход от структуры Л" к структуре 5Х, а поведение системы определяется линейным дифуравнениями, то проблем с синтезом САУ нет. Как это было указано ранее, существуют методы синтеза оптимальных САУ в условиях линейности. В частности можно использовать ПИД алгоритм, предиктор Смита, алгоритм наискорейшего достижения уставки и т.п., с коэффициентами соответствующими параметрам объекта в данной структуре: К, (о, Ш.

Однако в ряде случаев идентификатор определяет изменение структуры с запаздыванием !о:

%(1) = У(н,х,то) = У(5^с(1),хО+1),...хО+<о)). (9)

Например, это случается при неожиданном выпадении осадков на кровлю теплицы. Для решения этой проблемы применяется датчик температуры кровли, и по нему осуществляется компенсация. Однако контур отопления имеет большое запаздывание и полной компенсации не происходит. Требуется вычесть это запаздывание из ю предыдущей формулы, но можно ли обеспечить прогноз погоды, и сколько это будет стоить? Итак, если изменяется структура объекта в условиях большого транспортного запаздывания в цепи управляющего воздействия, может наблюдаться нежелательный переходной процесс. В конце процесса перехода состояние объекта может остаться в зоне текущей структуры, а может выйти из нее. Этот процесс при изменении структуры может "вытолкнуть" объект в недопустимую зону (структуру) и объект даже может выйти из строя (например, водяной калорифер приточной вентиляции помещения может замерзнуть).

Анализ общего случая переходных процессов от одной структуры к другой возможной в условиях запаздывания идентификации и управляющего воздействия является сложным и мало исследованным. В 6.1 излагаются некоторые соображения по анализу переходных процессов и рекомендации их устранения в САУ с переменной структурой, определены условия, в которых происходят значительные отклонения от задания. В 6.2 и 6.3 описываются конкретные решения данной проблемы, для тепломассообменных процессов, описываемых звеном транспортного запаздывания и инерционным звеном 2-го порядка.

Аппроксимация областей структур в пространстве состояний и оптимальность пространства признаков.

Для того чтобы построить СПС, необходимо определить функцию структурного перехода У($,х,1). Для АСУТП очень важно сделать это безошибочно. Однако перебрать возможные варианты невозможно. Необходима мето-

дика построения Для решения этой задачи сначала необходимо найти

ограничения на возможный вид и взаиморасположение областей структур.

Рассмотрим свойства областей структур и задачу аппроксимации. Пусть Р\(х(()) -вероятность структуры 5 в данной точке пространства состояния X системы и в данный момент времени.

На основе опытных данных и экспертных оценок необходимо аппроксимировать Р.ч(х) с целью выбора в определенный момент времени структуры:

«Т = а1^Мах ^(Л-(О) • (Ю)

в

Структуру образуют классы - подмножества в X, связанные с одной структурой, но с разными управлениями. Например, поддержание различных температур в печи, загрузка которой одинаковая. Классам в X также соответствуют области. При идентификации структуры определяется принадлежность состояния системы к области структуры в пространстве X. Существуют различные методы идентификации (классификации). Для каждой задачи необходимо настроить идентифицирующий алгоритм (решающее правило) - У(х,1), то есть внести в пего информацию об областях классов: используется термин "обучение" классификации.

Шаг обучения можно рассматривать как акт уменьшения неопределенности в отнесении л: к $ . Существуют различные алгоритмы обучения, сходные по сути и результатам. Для оценки эффективности различных методов классификации и алгоритмов обучения вводится понятие энтропии обучения- Ноб, как суммарную априорную неопределенность отображения множества описаний (состояний) на множество классов (структур).

Е ^ш^м) , (и)

где Ря(х(0) - вероятность принадлежности х(/) к л(1)

Энтропия обучения связана с неопределенностью положения границ разделения

структур (классов) в пространстве исходного описания А'.

Если есть дополнительная информация о характере границ, разделяющих области классов в пространстве описания, сходимость процедуры обучения можно резко увеличить:

а) построив на основе известной информации о среде для данной задачи пространство признаков Л в котором Ноб меньше, чем в Л", в этом случае :

У(х,0 * У(Л (х,0) = У а 0)), (12)

б) используя в пространстве X такой метод аппроксимации классифицирующей функции, который учитывает априорную информацию о свойствах областей классов в А'. Т.о. на каждом шаге обучения устраняется большая неопределенность и алгоритм обучения сходится быстрее,

в) используя адекватный выбор аппроксимирующих функций свойствам областей классов в пространстве признаков,

г) применяя активный алгоритм обучения (экспертные оценки, эксперименты и т.п.).

Содержание а) тесно связано с физической природой конкретной задачи распознавания. Вопросы п/п б),в),г) изложены частично в [Л-4,5, 7] и раскрываются в Гл.З и Гл.4

Автор считает идентификатор структуры У($»х,() связующим звеном, между аналоговыми процессами, описываемые в рамках теории автоматического управления и "интеллектуальным уровнем" принятия решения (т.н. искусственным интеллектом), синтезированного в частности методами ситуационного моделирования.

Разновидности систем управления с идентификатором структуры. В зависимости от решаемых задач системы управления с переменной структурой можно подразделить на три разновидности.

Системы без регуляторов. Вырожденным случаем являются системы, практически состоящие из одного идентификатора структуры. Тем не менее, построение подобных идентификаторов аналогично, что и для полноценных САУ с ПС.

Примерами таких систем являются диагностические системы, системы селекции семян, сортировки продукции и пр. Простая регистрация не является задачей систем с переменной структурой. На выход подобная система передает класс идентифицируемого объекта, а также оценку достоверности классификации или качества объекта. Часто такие системы называют "распознающими".

Другим примером подобных САУ является управление подкормкой с определением межрядей по ТВ изображению. Управление здесь без обратных связей, и заключается во включении той или иной форсунки. Наиболее сложные "распознающие" системы имеют сложные датчики с большим потоком информации, виброакустические или телевизионные. При этом основные вычислительные мощности затрачиваются на предварительную обработку входных сигналов и вычисление признаков классификации.

Для решения данных задач требуется от исследователя неформальное построение информативных признаков, затем задача решается в рамках метода идентификации класса (структуры).

Рис.3. Блок схема АСУТП с переменной структурой.

АСУТП с переменной структурой. Многоканальную АСУТП, удовлетворяющая гипотезе структурной независимости и принципу разделения можно построить в виде совокупности САР, идентификатора структуры и таблицы выходов (Рис.3), где идентификатор структуры состоит из вычислителя признаков и решающего правила. Для каждой структуры синтезируется алгоритм регулирования, идентификатор структуры и таблица выходов, где записаны уставки, коэффициенты настройки, алгоритм регулирования.

В процессе работы такой САУ с двухуровневой архитектурой, номер алгоритма- 5, параметры настройки- а и задания- и регуляторов меняются по сигналу

идентификатора- Б, согласно таблице выходов, чем обеспечивается высокое качество управления. Кроме фильтрации измерений существенной обработки исходного описания, как правило, не производится.. В САУ используются простые дискриминантные признаки. Основная проблема заключается в их построении на основании опытных данных и экспертных оценок.

Системы управления сложными объектами с ситуационной моделью. Примером таких систем являются разного рода робототехнические комплексы, предназначенные для локомации и манипуляции (например, автовождение и управление навесными агрегатами). Эти системы имеют очень сложный иерархический алгоритм функционирования. В ряде случаев система зрительного восприятия может входить в петлю обратной связи САУ (например, при сопровождении цели), но в большинстве случаев идентификатор выдает на более высокий уровень информацию для корректировки ситуационной модели, например плана местности при автовождении. Аналогичные задачи возникают и при очувствлении роботизированной доильной установки. Таким образом, наиболее актуальным в данном аспекте является развитие модельных, алгоритмических и технических средств идентификации структурных состояний и объектов.

В Главе 3 для построения САУ с переменной структурой решается задача построения пространства признаков идентификации структуры.

Локально-топологическое свойство пространства признаков идентификации. Для многих задач идентификации характерно то, что если х е ] непрерывно преобразовывать в г, то Р(г е)) - вероятность отнесения г к классу у будет монотонно убывать, при возрастании р (х,г), так как показано на Рис.4, р(х,г) -

Иначе, свойством классов в правильно выбранном пространстве X является "компактность" областей классов. Других свойств классов в X мы можем и не знать (классы А и В линейно разделимы , а С и А нет). Для задач управления техническими системами и режимами выращивания в агротехнологиях гипотеза компактности вполне справедлива. Эта гипотеза является основной также в методах распознавания образов.

Для реальных задач часто не существует одиночного признака, идентифицирующего структуру. Исходный вектор х, описывающий процессы в объекте и САУ может иметь много компонент и еще больше вариантов расположения границ структур в пространстве X.

Сформируем пространство признаков Л с размерностью существенно меньшей, чем размерность X. Выбор этих признаков и оценка их информативности изложены далее. Из (11) следует, чем больше признаков (размерность пространства признаков Л)- тем больше Нов. По этому их число должно быть минимальным, но достаточным для правильной идентификации структуры. Во многих случаях справедливы более сильные допущения о характере границ областей классов. Например, свойство линейной разделимости: классы могут быть разделены гиперплоскостями. Еще более сильное допущение - эти гиперплоскости ортогональны осям пространства признаков (см. Рис.10). Естественно, что следует проверить последнее допущение, затем менее сильное.

Предлагается методика синтеза идентификатора структур, состоящая из двух этапов:

1. Построение пространства признаков идентификации. Из X - исходного описания объекта управления и САУ необходимо построить необходимые признаки {А /} (пространство признаков Л).

Так как размерность Л существенно меньше, чем X энтропия обучения тоже меньше и следует ожидать упрощение задачи построения идентификатора структур. В X структурам соответствуют области Л7 с X, для аппроксимации границ этих областей в пространстве X можно построить предикаты вида:

где Я - / -й компонент Л (/)

Эти предикаты образуют пространство признаков Л. Пространство признаков формируется так, что размерность этого пространства существенно меньше размерности пространства X. Поэтому идентификатор в Л построить легче чем в X, и энтропия обучения существенно меньше.

2. Синтез решающего правила (автомата-идентификатора). На основании признаков {Я /} этот автомат определяет момент перехода из текущей структуры - в следующую - ж. Решение второй задачи - построения решающего правила идентификации структур достижимо при помощи таблиц решений - ТР (Глава 4). Перебор признаков ТР по информативному критерию, развитый автором (Л-5) позволяет повысить надежность математического обеспечения и упростить реализацию.

Таким образом, первой задачей при синтезе идентифицирующего автомата является построение и оптимизация пространства признаков. Этот этап сильно зависит от конкретного назначения объекта и системы автоматического управления, от исходного описания - X. Для АСУТП это могут быть признаки отказа датчиков, предельный ветер, предельная влажность, превышение температуры воздуха при закрытых задвижках и пр. Для систем диагностики и распознавания, признаками могут быть спектральные свойства, текстурные свойства поверхностей.

Существуют два типа признаков и две группы методов построения пространства признаков идентификации {А ,} . Если пространство {А ,} образуют отдельные независимые признаки или известные заранее функциональные зависимости

то обычно используются параметрические методы, например дискриминаитные

Достаточно просто оценивается, например, необходимость аварийного закрытия форточек по силе и направлению ветра, в теплице и др.

Если первичные признаки в X взаимосвязны и неизвестна зависимость v(x,t), то используются также непараметрические методы, основанные на обработке данных экспериментов или экспертных оценок: это является фактически автоматизированным построением модели. Такой задачей, например, является задача выбора оптимального режима при выращивании определенной культуры. Определение качества семян по спектральным и текстурным характеристикам их изображений также рационально использовать непараметрические методы. Другой подобной задачей является диагностика технологических агрегатов и машин, где традиционно исследуются области устойчивой работы.

Обучение для параметрических методов заключается в задании значений параметров (например, положение гиперплоскостей в линейных методах). Для непараметрических методов достаточно иметь множество эталонов или элементов обучающей последовательности из архива.

Связные области классов в Л соответствующие различным признакам могут пересекаться. Принадлежность состояния системы (точки Л) к той или иной области подчиняется законам булевой алгебры, также как и свойства событий в теории вероятности. Необходимо выделить те совокупности областей в Л, которым соответствуют переходы к структурам, каждой из этих областей соответствует множество ситуаций, описываемых множеством векторов логических или взвешенных признаков.

Для принятия решения о переходе к определенной структуре необходимо построить автомат (решающее правило) входами которого являются признаки, а выходом номер структуры. То есть автомат аппроксимирует V - функцию смены структур.

Выбранные признаки образуют исходное пространство признаков, которое следует оптимизировать. Простейшей оптимизацией является отбор минимально необходимого числа наиболее информативных признаков в X, а также включение в идентификацию "сложных" признаков на основе известных функциональных зависимостей A(x)=F(x). Для более сложных задач находятся минимально необходимый набор линейных комбинаций большого числа исходных признаков {Л,} (метод главных компонент, преобразование Карунена -Лоэва).

В рамках данной методологии решены несколько задач по построению устройств идентификации и распознавания:

- Идентификация объектов, а также дефектов техники по виброакустическим данным.

- Распознавание текстур поверхностей по их изображениям

- Распознавание графических символов вводимых ТВ системой (бланки готовой продукции, маркировки грузов и пр).

Наиболее простыми и часто встречающимся видом признаков являются т.н. "дискрпминантныс". Они легко строятся экспертным методом и просты в реализации на микроконтроллерах:

Если: b > F(x) > а, то Л, = 1 иначе Л , = 0 , где- a, b -вектора, подбираемые при настройке, F(x)- вектор функция. Например, признак осадков: (Тст -Ту)/(Тт -Tim) > Kt - для зимы - и < Кг - для лета. Другим примером является вычисление относительной влажности по показаниям сухого и мокрого термометров.

Частным случаем являются линейные дискриминантные признаки. Пример: Логический признак вентиляции для снижения влажности: (Вт-Ву >3%)&& (ГУ>18°С), где Ву и Ту влажность и температура

улицы, Вт - влажность воздуха в теплице.

Кусочно-постоянные признаки._Эти признаки самые простые. Пример:

Признак повышенной влажности; Вг > 90 %.

На основе достаточной совокупности признаков {Л Л можно построить решающее правило - автомат, идентифицирующий структуру.

Неаддитивные методы непараметрической аппроксимации.

Для наиболее сложных задач построение идентифицирующего автомата невозможно на основе дискриминантных правил. В ряде случаев, неизвестна функциональная зависимость параметров, во вторых, эта зависимость может быть нелинейная и даже многосвязная, тогда применяются непараметрические методы аппроксимации областей классов: метод потенциалов, метод ближайших соседей и метод гиперсфер. Родственными методами являются также методы тории нечетких множеств. В непараметрических методах распознавания, т.е. идентификации класса, (структуры) признаками являются логические функции принадлежности объекта (процесса) к определенным областям признакового пространства. Обычно выходы этих предикатов объединены простейшей логической функцией (чаще всего "или"), выход которой и дает ответ о классе объекта.

Ниже описывается разработанный автором подход [Л-5], совмещающий достоинства этих методов и не имеющий их недостатков, обобщающий известные методы распознавания и теории нечетких множеств.

Свойства непараметрических методов. Выше указывалось, что для задач идентификации, если х е] непрерывно преобразовывать в у, то У (у е)) -вероятность отнесения у к классу_/ будет монотонно убывать при возрастании р (х,у) так как показано на Рис.4, р(х,у) - метрика в пространстве X. Иначе говоря свойством классов в правильно выбранном пространстве X является "компактность" областей классов. Других свойств классов в X мы можем и не знать. Поэтому было бы удобно использовать для аппроксимации разделяющей функции метод потенциалов.

Но у классического метода потенциалов имеются серьезные недостатки: не всегда гарантируется за одну итерацию 100%-ная классификация архива обучения, метод требует в этом случае или оптимизации обучающей выборки, или дополнительного предъявления неклассифицированного объекта. Чаще всего в процессе эксплуатации САУ предъявляются ситуации (состояния системы) близкие друг к другу, в этом случае суммарный потенциал все равно растет - т.о. в самом методе не учитывается информативность элемента ОВ. Аналогичный недостаток имеет и метод К-ближайших соседей. Метод сфер не имеет этого недостатка, однако он совсем не аппроксимирует меру близости изображения объектов к классу (как и метод ближайшего соседа) вне пределов сфер.

Это не адекватно сделанным в начале параграфа предположениям, и часто самой задаче, в данном случае задаче идентификации структуры. Требуется найти метод аппроксимации, совмещающий в себе достоинства и не имеющий недостатков этих методов.

Модель 1Ч-полюсника в задаче аппроксимации.

ч>

Пусть состояние х непрерывно изменяется: у —тогда Р(х е у/уе ]) и К(р(х,у)) изменяется непрерывно от 0 до С/, и II не зависит от траектории <р(0 (см. Рис.4). Введем

р{х, у) = &гад,Р (х е у / >> е /) = р, (х, у% +... + р„ (х, у)1„. Этот градиент характеризует изменение Р. Но, так как вычисление

=К(р(х,у))=К(у,х) , (13)

<р <=1

не зависит от пути интегрирования - (р, то К(х,у) - является потенциалом и

1> кроме того К{р{х,у)}~> 1, при р-> оо. Введем К(х,у)=

1 - ЛГ (лс, - зависимость вероятности принадлежности объекта с описанием (вектором признаков) V к классу объекта с описанием "у".

Таким образом, тогда как метод потенциальных функций можно соотнести с физической моделью распределения потенциалов в воздухе от зарядов -элементов обучающей выборки, для метода логических потенциалов можно представить себе более сложный процесс: распределение потенциалов в токо-проводящей среде, порожденных электродами определенной формы. В такой модели величина К(х,у) соответствует потенциалу в точке "х", при условии

наличия источника ЭДС в точке'У'; р(х,у) - соответствует вектор плотности тока.

Токопроводящая среда может быть изотропной или нет.

(" V'2

Например, для р(х,у)= ^ а , где =х] -у}\ «а,» -

V;-' )

является параметром крутизны, «размытости» К(х,у).

Поведение пассивной электрической цепи с распределенными параметрами можно описать поведением эквивалентного ей п+1 — полюсника, где имеется п-1 полюс источников - элементов обучающей выборки и особый плюс -точка хп, соответствующая распознаваемому объекту и специальный плюс -

«земля» (~). Известны все расстояния р\х(, X ^ ) и можно найти все величины

К(х1,х -) , при условиях подключения к и+/-полюснику одного из «и» источников Е. При этом, решая классическую задачу электротехники, мы определим все проводимости gl„, входящие в пассивный л+У-полюсник. После чего, подключив п-1 источников обучающей выборки, мы найдем потенциал в точке х, и таким образом определим степень принадлежности неизвестного объекта к данному классу. В матричной форме согласно закона Кирхгоффа эта процедура выглядит так:

uL uL . • и1„ пп 81 я 0

uL ,,,, , S 2 п 0

и» • • ... ...

и С, ... и п " w ил & пп 1

U" - Е

пп

где: - проводимость между полюсами ] и п, и - разность потенциалов, между полюсами ] и п при условии подключения ЭДС=Е к /-му полюсу: [/р1 = ЛГ(ху, ) - ,хп) Искомая величина результирующего потенциала

Следует отметить, что все %}„ определяются относитель-

=E(gJpj4

но их величина не имеет значения. Кроме того, часто вектора, составляющие обучающую выборку близхи друг к другу, это определяет плохую обусловленность матрицы 11/ Уи |. Для решения (14) иногда необходимо применять регуляризацию, например, по Тихонову. Обычно используемая процедура прореживания архива обучения снижает его размер и улучшает обусловленность матрицы .

Потенциал их, определенный для обучающей выборки класса- моделирует степень принадлежности х„ к 5. . В методе п - полюсника принадлежность к объекту определяется так:

je е j = arg Max {U,}, U? = UJ/£ U,

(15)

,v=l

где ^/'-нормированная оценка P(x G /)-вероятности отнесения x к классу j.

Если заменить линейные проводимости g,n односторонними (диодами), то метод п — полюсника переходит в метод ближайшего соседа:

X3j = arg Max {iC (x,, x „)} = U".

Доказать сходимость метода n - полюсника для задачи определения класса объекта можно исходя из того, что сходятся методы ближайшего соседа и потенциалов.

Граница разделения классов на г-м шаге алгоритма будет проходить через точки, где максимальна энтропия обучения:

т

Ноб (*)= -£ Pix е j)Log Р(х э у)= Мах НиЛ (х)= Max V » (х).

j-l

Естественно, что при дообучении идентифицирующего автомата эти точки необходимо прежде всего включать в архив обучения.

В 3.5 описаны примеры использования метода логических потенциалов в некоторых х задачах построения автоматических систем

Обнаружение и идентификация объектов но их текстурным признакам. Метод логических потенциалов успешно применяется в САУ с телевизионными датчиками. Такими задачами в сельском хозяйстве являются задачи автовождения, сортировки овощной продукции, управление подкормкой с определением межрядей, сепарации семян и т.п. В связи со значительным понижением

цены на микро ЭВМ высокой производительности и цветных ТВ камер высокого разрешения подобные системы скоро найдут широкое применение. Ниже описывается алгоритм, реализованный в конкретной НИОКР (автор является ее научным руководителем), в результате которой были получены хорошие практические результаты.

Постановка задачи. Изображения вводились в ЭВМ цветными ТВ камерами в SVHS формате 800x600 пикселей с 24-х разрядным кодированием цвета. Архитектура компьютерной системы технического зрения описана в 7.2.5. Текущий видеокадр обрабатывался, и выделялись сегменты изображения, по ним строились равномерно окрашенные фрагменты. Ориентация, размеры фрагментов осуществлялась способом [Л-25], соавтором которого является соискатель. Цвет, размеры и коэффициент формы каждого из фрагментов <r,g,b,Dx,Dy, Н> запоминались в списковом формате.

Требовалось по этим данным определить местонахождение и размер объекта, текстурные свойства поверхности которого, были заранее известны. В качестве эталонов предлагались образцы предметов.

В начале было использовано линейное решающее правило, которое оказалось мало пригодным из-за многосвязности областей классов.

Далее успешно применялся алгоритм логических потенциалов. Фрагменты, составляющие' изображение, задаются как элементы эталонной (обучающей) или экзаменационной выборки. Необходимо построить идентифицирующий автомат, определяющий класс сегмента, к которому принадлежит конкретная точка данного изображения.

В качестве обучающей выборки использовались все фрагменты находящиеся на поверхности эталонных объектов, их описания обозначим xs. Расстояние между фрагментами 1 и 2 в признаковом пространстве так:

Дад)=q((>; -r2f -glf щ ^)VQ((D.v-Dtf -hf •

Коэффициенты С1-СЗ устанавливались в результате оптимизации методом расширяющего спектра. Потенциал от каждого i -го сегмента Xi вычислялся по

следующей формуле: К(х;.,) = l/(l + р(х(,xs))" .

По формулам 14 и 15 вычислялся суммарный потенциал Us для каждого s -го эталона, и определялся класс (структура) по критерию максимального потенциала: х е j = arg Мах {С/,} вычислялась также достоверность при-

X

надлежности поверхности объекта к j- му классу: U " ■

■: г '■ir^i'i: ... ,':

Labell

Я-tCjfa

'■л

f

¿asdfci^

illlie^fe

Ч.

SÄ

j

Pnc.6. Исходное н обработанное изображение объекта

Обнаружение и сопровождение. Множество сегментов одного класса рассматривается как объект или его фрагмент. Методом моментов определяется центр объекта. Координаты центра и размеры объекта и являются уставкой для САУ с переменной структурой. По этим данным успешно производилось изменение ориентации ТВ камер и сопровождении движущегося объекта.

Распознавание текстур. Текстоны (равномерно окрашенные фрагменты), находящиеся внутри области текстуры, могут относиться к разным классам (кластерам). Принадлежность текстонов тому или иному кластеру - §= 1... к является признаком распознавания и8 сложных текстур. Обозначим Ыгв - число текстонов типа g , находящихся на текстуре г. Их взвешенная относительная площадь: =11Е /Б. Эти признаки образуют пространство Б, точке которого соответствует текстура с определенной смесью текстонов (Рис.6). Для распознавания текстур часто достаточно задать параллельные осям Б границы Э1 гё>3г8>32гг и построить таблицу реакций признаков размером к х С, и транслировать ее в решающее правило древовидного типа - дерево решений [Рис.9, Гл.4, Л1]. Это возможно из-за того, что принадлежность объектов к областям в пространстве признаков подчиняется законом алгебры логики.

Для решения практических задач необходимо проведение натурных исследований. Например, для создания диагностической системы требуется создать представительные архивы изображений листьев здоровых и больных растений (по каждому заболеванию и сорту). Сканировать листья удобно при помощи обычных планшетных сканеров. С другой стороны, для таких задач как опознавание типа участков неизвестной местности, трехмерной реконструкции сцены, анализ посевов по (аэро) фотоснимкам требуется знать число каждой из разновидностей текстонов на поверхности предмета. В этом случае признаками состояния объекта будут являться количества текстонов каждой разновидности на единицу площади заданного участка объекта, например листа, или участка поля.

Для отдельных приложений используются специальные видеокамеры, обеспечивающие синхронный ввод стереоизображения, а также устройство позиционирования с управляющим контроллером (Рис.7). Это устройство имеет несколько режимов управления и работает, в частности, по каскадному алгоритму с предсказанием (Рис.11), что обусловлено задержкой видеосигнала от камер на 2-3 кадра

Рис7 Стереосопнческая ТВ система и пример стереоизображения.

Современные вычислительные средства позволяют реализовать данные алгоритмы обработки и классификации изображений в реальном времени. ЭВМ одновременно должна при помощи специальной платы сигналы, вводить записывать их на диск.

обрабатывать, выводить в графической форме на экран и оперативно выполнять команды. В этом случае производительности одной ЭВМ не хватает для выполнения этих задач в реальном масштабе времени. Для задач технического зрения разработана компьютерная сеть, состоящая из трех ЭВМ (Рис.17.), которые обмениваются по протоколу TCP/IP. Первые две, технологические ПромЭВМ вводят изображение с TV-камер и осуществляют предварительную обработку кадров. Головная ЭВМ осуществляет вывод стереоизображений на экран или шлем виртуальной реальности, записывает изображения на диск, взаимодействует с оператором.

Стереоскопическая цветная система технического зрения, прошла лабораторные и натурные испытания и в настоящее время используется для проведения НИР в задачах обнаружения и автовождения.

Задачи, связанные с распределением потенциальных полей.

Задача управления распределенным объектом. Модель распределения потенциалов может быть использована в этой задаче, обратной вышеизложенной. Необходимо поддерживать U(x) - заданное распределение температур в пространстве X, где расположены у(. источники тепла (обогреватели). Требуется определить значения мощности а, нагревателей. Поле температур описывается так:

U(X) = fiarK(p(X,yi)). (17)

»«I

Задача аппроксимации спектров. Рассматривается модель Фланагана. Объект представляет собой несколько резонаторов. Предполагается, что резонаторы возбуждаются функцией возбуждения (сгорание смеси в цилиндре ДВС и пр.). Выходной сигнал получается в результате суммирования сигналов от резонаторов. В результате синхронного спектрального анализа получается энергетический спектр С(со) за один или несколько периодов огибающей. Суммарную частотную характеристику можно получить в виде суперпозиции АЧХ резонаторов. Ставится задача определения резонансных частот ci>j и энергий а, в резонаторах, и перехода к сжатому описанию процесса в виде прямоугольной формы: (со,, at). При этом, приближение к исходному виду спектра сигнала выглядит следующим образом:

Ф>) = ]Са/ -Цо),^), К{й}пa>,)=c(a>tyKH(fi>nсо,), (18)

/

где Км - нормированный потенциал вида, показанного слева на Рис. 4. Иначе в

матричной форме: с = Ка . В наиболее общем виде (17 и 18) соответствует урав-

/з

нению Фредгольма: /(*) - § К (x,v)a(v)dv где: f(x) - заданное (извест-

/1

ное) распределение потенциалов, K(x,v) — ядро, характеризующее одиночный источник (резонансный элемент), /1, f2 — границы.

Задача стоит в нахождении а, удовлетворяющего этому уравнению. В конечномерном случае это уравнение имеет следующий векторный вид: /' = Wa , или f- Wa - 0. Решение часто можно получить в виде: а = W"' f , но данная линейная система может быть плохо обусловленной (например, в случае очень плотной сетки узлов). Однако ее можно решить, используя регуляризатор Тихонова 0-го порядка.

Данный метод построения САУ пространственно взаимосвязными процессами, позволяет улучшить устойчивость и повысить точность работы ссистемы. Разработаны САУ (5.5.5) [Л-1], применяемые в туннельных печах, колоннах ректификации, поточных линиях пастеризации напитков в бутылках.

Для спектрального распределения ядро преобразования К() везде положительно и имеет гладкий колоколообразный вид (аналогичный распределению потенциала), т.к. это соответствует АЧХ резонаторов. Размещение ядер, их амплитуду и добротность можно получить в результате оптимизационной задачи:

(с(со) - £ К(а),й),) • а,)2 МШ

I

Для идентификации объектов в условиях гладких шумов и импульсных помех применяют кратно гармонический анализ. Это обусловлено тем, что энергия сигнала с резонаторов группируется вблизи гармоник сигнала возбуждения. В результате синхронного кратно гармонического анализа получается энергетический спектр С(а>) сигнала за один или несколько периодов огибающей. Этот спектр имеет гребенчатый характер, энергия также группируется вблизи гармоник сигнала возбуждения, кратных его частоте (Рис.8а).

Однако из-за такой формы спектра анализа решение (2) плохо сходится к оптимальному. Введем второе ядро <7 , представляющее собой гребенчатую функцию, состоящую из узких колоколообразных зубцов единичной величины и размещенных в узлах сетки гармоник <оч функции возбуждения. Форма зубцов связана с предположительно Гауссовым характером шумов:

с-К^а, = д(со,еоч)-К{(й,со1)-а1 . (19)

/ <?

Оптимизационная задача в этом случае решается успешно.Причем положение резонансных частот не обязательно совпадает с гармониками сигнала возбуждения.

С _ «.•о / Э.«0 г.«о ........ 120 О.О 6 1 Э о 15 еЧ 1ЬООО 2400.0 эгоо < «оо

70#»« сгс а* у «а»-« 2««*4 у о.о 1 1 »о 1С «л ) - <-г, А веч 1»а.э ю/ к* ЛиЦ т 1

Рис.8. Аппроксимация энергетических спектров.

Данная методика спектрального анализа при диагностике сельскохозяйственных машин и механизмов позволяет вовремя проводить профилактику, значительно снизив эксплуатационные расходы [Л-13].

В главе 4 излагается предложенная методика синтеза систем с переменной структурой на логическом уровне. В 4.1 рассматривается применение конечных автоматов для идентификации структур и логического управления процессом регулирования. Предполагается, что построена система признаков {Р|} (Гл.З) и проверена ее достаточность (4.3). На основе этих признаков строится идентификатор структур, изменяющий состояние САУ. Данная постановка похожа на классическую задачу синтеза конечных автоматов. Конечный автомат - «КА» однозначно определяется функцией переходов и функцией выходов. Функция переходов определяет состояние s(t) автомата t по символу входного, алфавита LJ(t) в тот же самый момент дискретного автоматного времени, и состоянию s(t-l) в предыдущий момент времени: s(/)=7{.s(/-l),/4(/)). Функция выходов определяет зависимость выходного сигнала y(t) от состояния: y(t) = l(s(t)) (20)

Для построения автоматических систем автором предложено [J15] в качестве таблицы переходов использовать таблицу решений, построенную на основе признаков структур (п.4.2) [Л-7]. В отличие от методов синтеза КА ставится не задача его минимизации, а задача обеспечения максимальной достоверности идентификации. Для этого в системах управления и распознавания предложено использовать преобразование таблиц решений в древовидное решающее правило (п.4.3) [Л-5]. Каждой вершине графа, отмеченной номером структуры, соответствует свое решающее дерево. На Рис.9 структура 2 содержит два класса с уставками u2i , u2i и векторами коэффициентов Hi, а2з САУ.

I-U3. . . РЗ

ч^ вес ребра Р7

^

P1 S=4

^ а41Чп

S=5 S=2 а51иб1 аггигг

Рис.9. Граф автомата с переходами, определенными на деревьях решений.

Входному символу КА соответствует принадлежность вектора состояния к определенной области пространства признаков. На основании аппроксимации этих областей (Гл.З) можно оценить достоверность каждого из признаков, взвесив ребра дерева по (¡5), а также терминальных вершин, т.е. ребер графа автомата. В итоге оценивается принятое им логическое решение (управление).

Конечный автомат задается таблицей переходов - (ТП) и таблицей выходов - (ТВ). По этим таблицам можно синтезировать автомат (Мура) классическими методами. Для применения теории КА в САУ видоизменим ТВ. Согласно Рис.3, для задач построения АСУТП каждому состоянию автомата s поставим в соответствие кортеж:

<n,y,u,a>, (21)

где: п —номер алгоритма САР, у- вектор состояния САР, (21)

и ~ вектор уставок САР, а - вектор коэффициентов САР Таким образом, после синтеза автомат может идентифицировать структуру по входным признакам и менять соответственно структуру - 5/, состояние —у САУ, уставку - и. Пока система не выйдет из нового структурного состояния - Sj, управление будет производиться САУ с соответствующей неизменной структурой. В этом случае идентификатор структуры СПС можно построить классическими методами синтеза автоматов, по известным ТП и ТВ. Но для практики для АСУТП часто трудно или невозможно построить такую ТП.

Для большинства практических задач, одному выходу КЛ соответствует множество элементов входного алфавита векторов { Я/}. Запрещенных входных и выходных векторов не существует: автомат для АСУТП является всюду определенным, и ТП должна быть задана на всех парах Л, 51.

Важно, что Л1, Х2,... являются символами входного алфавита КА и подаются на его вход по очереди, не составляя вектора. Идентифицировать состояние по одному признаку - элементу входного алфавита можно только для простых задач, т.е. необходимо от символа алфавита перейти к вектору признаков на входе КА. Для этого требуется найти логическое правило изменения текущей структуры на основе вектора исходных признаков. На входе такой функции алгебры логики (ФАЛ) будут первичные признаки, а на выходе символы входного алфавита АА. Однако синтез классических минимальных ФАЛ громоздок и "непрозрачен" (МДСНФ и пр.).

Многие из признаков несущественны для перехода от одного состояния КА к другому, а для другого состояния - другие. Даже в простых примерах большинство клеток не несут информации - в состоянии 8 признаки несущественны. Следовательно, необходимо перейти к менее избыточной форме задания функции переходов, чем ТП.

Частичная Таблица Переходов - ЧТП, применяемая в классических методах синтеза КА имеет прочерки для запрещенных векторов входов и для выходов. И для ЧТП молено построить КА с минимальным числом внутренних состояний. Но для задачи идентификации структур не существует запрещенных входных и выходных векторов: могут быть любые сочетания значений предикатов-признаков, и число структурных состояний может лишь увеличиваться в интерактивном процессе построения ТР для логического управления структурой САУ. Т.о. постановка задачи построения идентификатора структур для АСУТП расходится с методами теории Конечных Автоматов и затруднительно использование классических способов их синтеза и минимизации.

Для логического управления, применяются методы Таблиц Решений (ТР), где ФАЛ реализуется в виде наглядной древовидной структуры последовательной проверки признаков (дерева решений - «ДР»). На базе методов ТР можно оценить информативность признаков, достоверность идентификации, чего нельзя сделать в рамках классических методов синтеза ФАЛ. Для решения задач идентификации структур (классов) при построении алгоритмов АСУТП предлагается применить методы таблиц решений, разработать методы синтеза автомата по ТР и его минимизацию (оптимизацию) используя идеи теории КА.

Алгоритм идентификации структуры на основе ТР. Видоизменим ТП идентифицирующего автомата используя форматы данных и методы таблиц решений. Таблицей решений (ТР) является двумерный массив элементов, кото-

рый состоит из элементов щ. Строки таблицы отмечаются индексом класса - /, столбцы ] соответствуют признакам.

Элемент ТР принимает различные значения, их возможное число определяется областью значений векторного предиката признаков Л./х,(). Обычно их возможное число - 2 (двузначные признаки да\нет), если выходов больше, то говорят о ТР с расширенными выходами. Есть еще дополнительное значение, обозначаемое «-» или «*», оно означает, что реакция признака неоднозначна при идентификации данного класса.

Для бинарной ТР «1» в клетке у означает, что .¡-й признак всегда равен 1 для любого состояния СПС, принадлежащего к ьму классу. Если в клетке «О», то признак всегда равен 0 на этом классе. Если строка класса ТР не содержит «-» и покомпонентно совпадает со входным вектором признаков, то класс состояния СПС равен индексу данной строки. Отметим, что в этом случае идентификация класса по двоичной ТР может быть описана дизъюнктивной формой (4.4), в элементах которой отсутствуют компоненты (признаки), отмеченные «-». Если

п

эта форма равна 0, то у^Ау(дс)©?Ту = 0 1 где х- элемент /-го класса.

Заметим, что сравнивая признаки Л/х,() со строкой ТР, далеко не всегда можно определить класс, если строка ТР содержит «-». Для его определения требуется особая алгоритмическая форма - решающее дерево (РД). Далее в 4.2 и 4.3 рассматриваются вопросы его построения и использования для идентификации структур (классов).

В каждый момент времени ТР определяет номер / того или иного класса независимо от предыстории: классические таблицы решений представляют собой автоматы без памяти, что не годится. Для решения задачи синтеза автомата идентификатора по сложным признакам на входе и с учетом прежнего структурного состояния, требуется развитие теории ТР, которое предлагает автор в следующих частях работы. В рамках адаптации методов ТР к задаче синтеза управляющего автомата для СПС требуется расширить и видоизменить ТР и ТВ.

Прежде всего составим специальную табличную форму. Возьмем табицу переходов и вместо клетки алфавитного символа поставим строку ТР. По данным обеих таблиц можно построить идентификатор для АСУТП с переменной структурой. В этих таблицах слева Л" - текущее состояние идентифицирующего автомата.

_ТаблицаРешений для СПС_ТаблицаВыходов для СПС_

8 Р1 п 3 ш У и А

1 0 Як 5/ и>1 и1 а1

0 - У2 и2 а2

ч?3 уЗ иЗ аЗ

В ТР справа 5 - новое состояние, переход в которое из текущего осуществляется согласно всей ТР при помощи решающего дерева, а не только по данной строке.

Для систем с большим количеством состояний М целесообразно разбить подобную TP на М- таблиц , каждая из которых соответствует определенной структуре. Вместо ТВ для i-й структуры останется i-я строка <ну%и,а>/.

Способы построения ТР. В зависимости от задачи существуют два подхода к построению TP:

1. Имеется архивы реакций признаков Лу для каждого класса i. Тогда для каждого класса i путем статистического анализа архива формируется строка: < Ра,Ра ••• Pim>< каждый элемент которой определяется вероятностью состояния выхода у'-го признака на входные вектора х, принадлежащие классу i:

Р0 = Р(х 6 Шц(х)) Щ (22)

т

Сумма вероятностей выходов признака равна 1: £ р tJ =1 . Заполняется TP

j* i

следующим образом: Если в клетке TP вероятности выходов Ру отличаются от 1 и 0 на величину большую порога d, то клетка помечается символом «-» . Порог d определяет достоверность реакций признаков. Если признак двоичный -то в клетке может быть 1, 0, «-».

2. В случае отсутствия архива обучения, или его недостаточности формирование строк TP может производиться не на основе обработки архива реакций признаков, а на основе экспертных оценок. В этом случае строки заполняются экспертом с учетом влияния признаков на идентификацию класса. Алгоритм и смысл заполнения клеток TP аналогичны вышеописанным.

Методы представления автоматной функции в виде TP имеет большие преимущества: наглядность, удобство программирования.

После того как TP сформирована необходимо построить по ней автомат, идентифицирующий структуру (класс).

Полезно ввести понятие класса идентификации: Классу соответствует множество строк TP с одинаковыми переходами и Дизъюнктивная Нормальная Форма. Классы отличаются в ТВ только уставками. Каждому состоянию S (структуре) САУ соответствует непустое множество классов идентификации. Классы - как бы структуры нижнего уровня.

Известны методы синтеза идентифицирующего автомата по ТР. Самым простым методом построения является поиск совпадения строки TP с входным вектором признаков.

Однако для задач построения АСУТП необходимо приближаться к построению безошибочного «вполне определенного» автомата- идентификатора. Эту проблему можно решать в процессе опытной эксплуатации, занося отказные ситуации в архив. Затем перестраивается TP с учетом новых данных. Результаты такой настройки («обучения») могут быть разными, в зависимости от алгоритма синтеза автомата-идентификатора. Тот алгоритм, который учитывает большее число возможных ситуаций наилучший. Ясно, что вышеуказанный алгоритм не подходит для дорогих объектов, например можно заморозить урожай, сломать оборудование теплиц и j.n. Кроме того, так можно строить автомат вручную при числе признаков не более 4. Алгоритм РД - Решающего Дерева не имеет этих недостатков,^ он основан на последовательной проверке признаков.

Его схема представляет собой дерево ветвлений. Нетупиковым (нетерминальным) вершинам РД приписан номер проверяемого признака. Терминальным ( тупиковым вершинам) приписан номера классов. Исходящие из вер-

шин ребра соответствуют различным значениям признака. В случае только двоичных признаков, дерево является однородным и бинарным.

Алгоритм функционирования РД заключается в следующем: (1.) Проверяется признак, приписанный корню дерева.

(2.) В зависимости от его значения переходят по соответствующему ребру

дерева на ту или иную вершину. (3.) Если следующая вершина нетерминальная повторяется п.(1.), рассматривая в качестве корня текущую вершину. (4.) Если следующая вершина терминальная, то она определяет класс, которому соответствует строка ТВ.

Алгоритм синтеза решающего дерева по ТР. Далее излагается подход в построении по ТР автомата, идентифицирующего структуру САУ, разработанный автором на основании его работ (Л-4,5,7) и работ других авторов

Перед синтезом решающего дерева необходимо построить или отобрать из имеющегося множества признаков, такие признаки, на основе которых можно было бы построить «вполне определенный АА». Это означает, что для любого состояния САУ внутри каждой области структуры САУ был соотнесен вектор признаков и была бы определена только одна строка ТВ с изменениями в структуре, в задании и состоянии системы.

Так как нельзя просмотреть все состояния системы в {в, X, и} необходимо найти упрощенный критерий достаточности на основе анализа ТР. Множество признаков достаточна, если для любых классов / и ] существует признак х), для которого элементы ТР удовлетворяют следующему требованию:

л» (+) = 1, где (+) сложение по мод.2. Если в ТД есть нулевые элементы выше диагонали, то необходимо для каждых двух классов дихотомии найти новый признак разделяющий эти классы, затем дополнить архив. Если в ТД нет ни одного нулевого элемента выше диагонали, то можно перейти к следующему алгоритму построения РД по ТР.

Построение решающего дерева по ТР. Для сложных задач каждой структуре строится своя ТР. Ей соответствует своё решающее дерево (РД.).

Предположим, что построена достаточная система признаков и ТР, При построении дерева осуществляется отбор признаков. Информационные критерии отбора, предложенный автором позволяют оптимизировать размер дерева. Решающее дерево строится по ТР по следующему алгоритму: —►(7). .6 вершину дерева помещается признак, который имеет максимальную величину критерия качества на текущем множестве классов.

(2).От вершины строятся ребра, соответствующие той или .иной реакции признака на состояние системы. Каждому ребру соответствует определенное множество классов.

(3).Выбирается свободное ребро. На множестве классов соответствующем этому ребру выбирается признак с максимальным критерием на этом множестве, и формируется новая вершина.

(4).Если множество классов на ребре состоит из одного класса, то устанавливается терминальная вершина и ей ставится в соответствие

- строка в ТВ, иначе выполняется п.п.(1).

(5). Процесс построения дерева заканчивается, если на каком либо этапе не остается свободных ребер.

4.4. Информационный подход к отбору признаков. В условиях многоди-хотомийной задачи признаки имеют разную цену. Есть признаки, которые разрешают много дихотомий и есть, которые - мало. Это свойство можно отразить в критерии информативности (качества) признака IV. Признак с большей величиной IV устраняет большую неопределенность в отнесении предъявленного объекта к тому или иному классу. Для признака с большим IV характерно то, что при его построении участвовала большая выборка. Это значит, что поверхность в пространстве признаков, соответствующая этому признаку, проведена более точно, и он более достоверен.

При построении дерева необходимо учитывать качество признаков, тогда их необходимое число уменьшится, уменьшится и дерево решений, а надежность классификации увеличится. Это имеет важное значение для обеспечения надежности программы АСУТП.

Предполагая признаки статистически независимыми, найдем количество информации /, сообщаемой признаком , для классовой задачи (информативность /-го признака).

Обозначим X - некоторый входной код (признак) X/ - он принадлежит к

у-му классу. Пусть (У^ - число векторов в архиве {Х}^ где г-й выход /-го признака на^'-м классе равен 1, тогда: — 0,у I характеризует вероятность возбуждения г-го выхода 1-го признака на объектах у-го класса. В 4.4. выведена точная формула расчета информативности многозначных признаков. Показана применимость упрощенных критериев информативности они очень важны при реализации управляющего микроконтроллера на малоразрядной однокристальной микроЭВМ, что характерно для САУ сельскохозяйственного назначения.

Автором предложены [Л-5] следующие критерии качества признака:

/■=1 у=1 у-1 У-1

для двоичного признака.

(суммирование элементов «-» ТР не равных ни 1 ни 0 не производится). Для равновероятных классов эти выражения проще: к

= П I, Если Я = 2, то Ж3=Е,-20 , (25)

где Е г - количество элементов таблицы в / столбце равных «г»;

2 - количество элементов таблицы в / столбце равных «О»;

2, - количество элементов таблицы в / столбце равных «1».

Если значенияру близки к 1 или к 0, можно также воспользоваться данными критериями качества, округлив до 1 (или 0) значения ру, отличающиеся от 1 ( или 0) на определенные величины - пороги.

В 4.6. математически показана близость упрощенных критериев к информативности. Дерево, построенное вышеописанной процедурой с информационным критерием отбора признаков обладает важными достоинствами:

1. Размер дерева минимален (оптимален для статистически зависимых признаков). Это важно при микропроцессорной реализации.

2. Число признаков, проверенных при идентификации объекта, минимально. При этом минимизируются вычислительные затраты , которые при вычислении признаков (что важно для микропроцессорной реализации).

3. ДР имеет хорошие экстраполяционные характеристики - правильно классифицируется большое число входных векторов (объектов), не входивших в обучающую выборку.

Логические микропроцессорные модули и таблицы решений. Данные устройства (их еще называют "логгеры") предназначены для реализации алгоритмов, ранее реализованных на релейных схемах, с применением таймеров и счетчиков. Это дает возможность экономить на монтажных, пусконаладочных и эксплуатационных расходах. Для реализации "логгеров" можно с успехом можно использовать методы таблиц решений. Описание алгоритмов и проверка их возможных состояний позволяют получить при помощи таблиц решений более удобное и надежное описание алгоритма логического управления

По Главе 4 сделаны следующие выводы:

1. Классические методы построения конечных автоматов не в полной мере подходят для синтеза идентифицирующего автомата.

2. Идентификация структур по признакам и управление структурными переходами описывается теорией абстрактных автоматов в сочетании с методами таблиц решений.

3. Для задач идентификации более всего подходит алгоритм синтеза таблиц решений (TP) в древовидное решающее правило. Для отбора признаков при его построении предлоясены информационные критерии качества признаков, позволяющие улучшать быстродействие и надежность (достоверность) принятия решения.

В Главе 5 рассматриваются вопросы моделирования объектов и проектирования микропроцессорных САУ. В диссертации автор рассматривает аналитические формулы, численные алгоритмы и моделирующие программы как модели объекта или процесса.

В 5.2. рассматриваются математические модели технологических процессов и их численная реализация для малоразрядных микропроцессоров. Моделируются процессы в двигателе постоянного тока, описывается модели нагрева одноемкостного и распределенного объекта, моделируются энергетические и механические процессы в кормоподготовителе, процессы в пастеризаторе. Описывается модель процесса изменения влажности..

В 5.3. описывается цифровая (микропрограммная) реализация регуляторов (ПИД закон, предиктор). Описываются численные алгоритмы вычисления интегрирующей и дифференцирующей составляющих.

В 5.4. рассмотрена реализация фильтрации измерений для малоразрядных микропроцессоров. Предлагается алгоритм фильтрации измерений сочетающей линейную и нелинейную фильтрацию.

В 5.5. предложены численные алгоритмы идентификации объектов, адаптации и алгоритмы самонастройки регуляторов, для микроконтроллерной реализации САУ.

В 5.6. рассмотрены вопросы моделирования и управления многомерными объектами, упрощенные алгоритмы управления и условия их применения в

в сельскохозяйственном производстве. В частности предложена модель микроклимата в теплице с учетом возмущающих факторов и особенностей системы отопления. Предложена модель управления распределенным объектом на базе уравнения Фредгольма.

В Главе 6 рассматриваются микропроцессорные САУ для объектов с переменной структурой и большим транспортным запаздыванием, разработанные под руководством автора и нашедшие широкое применение в сельскохозяйственной практике.

В 6.1. Рассматриваются регуляторы с моделью объекта по каналу возмущения и условия их применения. Компенсаторы возмущений применяются в САУ микроклиматом животноводческих помещений, теплиц, а также пастеризаторов поточного типа и др.

Предложена и обоснована структурная схема (Рис.9) САУ с моделью процессов управления и возмущения, на рисунке 11 ,12 и Т1, Т2 величины транспортных запаздываний и инерционностей возмущения и управления соответственно.

Определены условия, при которых подобные регуляторы обеспечивает хорошее качество управления.

• При малом запаздывании 11 и 12, если Т1 » Т2 , возмущение в сильно влиять на X не может, т.к. регулятор за счет обратной связи хорошо будет уравновешивать эти медленные возмущения.

• При малом запаздывании П и 12, если Т1< Т2 , от регулятора требуется повышенная выходная мощность для компенсации быстрых возмущений, если Т1 « Т2 качественного управления можно добиться только значительно уменьшив инерционность канала управления (его полоса пропускания должна быть шире спектра возмущения ).

• Если 11 > И, это следует учесть, введя в цепь компенсации звено задержки на 11-12. Например, это решение можно использовать в компенсаторах для пастеризаторов поточного типа.

• Если 11 < 12, то полностью учесть возмущение нельзя, и элемент задержки в цепи компенсации должен отсутствовать.

Если мы можем предсказать будущее, это следует использовать. Например, в теплицах известно, когда начнется день или включится досвет и вовремя можно уменьшить отопление. В поточных пастеризаторах, используя датчик на входе теплообменника, удается компенсировать изменения температуры сырья. Кардинальным решением является уменьшение запаздывания в канале управления, за счет конструктивной доработки исполнительных органов системы управления. В частности, уменьшение диаметра труб отопительной системы при увеличении их количества увеличивает соотношение площадь/объем и улучшает динамические свойства системы.

В 6.2. Рассмотрены вопросы разработки, применения и настройки погодных компенсаторов для водяного отопления жилых и производственных (животноводческих) помещений.

Рис. 9. Структурная схема САУ с компенсатором возмущений.

В 6.3. описан алгоритм управления с предиктивной моделью объекта и его экономная численная реализация. Далее в 6.4.описана каскадная система управления отоплением теплиц. Большое транспортное запаздывание системы водяного обогрева, люфт электропривода смесительного клапана, большая пространственная протяженность теплицы, приходящаяся на один контур обогрева, приводит к замедленной реакции на климатические и другие воздействия. На Рис. 10,а показан процесс изменения температуры в теплице при резком уменьшении температуры кровли и при регулировании АСУТП 0-200 (ПИД-закон регулирования), инерционность (постоянная времени равна 35 мин) водяного отопления примерно в 3 раза превышает соответствующие величины для охлаждения кровли при осадках. Транспортное запаздывание в системе отопления Тз составляет 30 мин, а при охлаждении кровли осадками — отсутствует, это несоответствие не позволяет САУ, построенной по типовым ПИ и ПИД-схемам, обеспечить необходимую точность поддержания температуры. Люфт вентиля усугубляет эту проблему.

Всё это приводит к длительному и значительному уходу температуры от оптимального режима и к лишним затратам тепловой энергии (Рис. 10,6 — Тв-ПИД). По кривой температуры воздуха в теплице видно неудовлетворительное качест-

во регулирования. При попытке увеличения коэффициента усиления ПИД-регулятора (для ускорения регулирования) система срывается в колебания.

Для регулирования температуры воздуха, используется предиктор Смита, а для компенсации влияния резких изменений температуры улицы Ху и остекления Хс используются контуры управления по возмущению (Рис.11). Так как процессы в системе обогрева протекают с существенно различными скоростями, применяется каскадная схема САУ.. Внутренний контур ототения обеспечивает поддержание заданной температуры отопительной воды Хит. Для регулирования температуры воздуха Х„ в теплице с водяным отоплением используется предиктор Смита. По сравнению с одноконтурной САР, в данной системе существенно уменьшается время установления необходимой температуры воздуха. При этом, устраняется влияние колебаний температуры в отопительной сети комбината и резкие колебания температуры кровли (Рис. 10). Улучшение качества управления данной САР получается за счет каскадности и благодаря предиктивному алгоритму управления и компенсации возмущений.

Рис. 11. Схема регулировки температуры в зимний период:

Ко/1.2 - контур регулирования температуры воды Тот; М -модель процессов без запаздывания; !•}, Г2 - отопительные график

В 6.5. описан алгоритм экстремального регулятора-оптимизатора. Подобный оптимизатор режима котла с участием автора был разработан и установлен в котельной совхоза Белая Дача, что дало повышение среднего КПД на 3-5%.

В 6.6. описаны пастеризаторы с компенсацией и рециркуляцией Описывается алгоритм управления с предиктивной моделью и компаратором переключения клапана рециркуляции. На базе микропроцессорного контроллера МС-8 разработан управляющий прибор МС8.3+5, каждый из трех каналов которого имеет два регулятора, работающих по данному алгоритму. Этот прибор используется также для подготовки воды в системе полива для теплиц (Московский тепличный комбинат). В этом случае сброс в накопительную емкость производится не только при температуре Х2 ниже порога, но и если она выше второго порога.

В 6.7. рассматривается взаимосвязное управление технологическими процессами брагоректификации. Предложено управление тепломассообенными процессами против направления потока сырья. Используется компенсация расхода на входе ректификационной колонны по температуре ее 16 тарелки. Разработан алгоритм управления тепломассообменными процессами колонны, который реализован на платформах приборов ТРМ-38 и МС-8.

теппоноантвль

КОМПЕНСАТОР

Ъ-03

УСТАЛКП

и-01

ъ с?

теплоноситель

Рис. 12. Структурные схемы алгоритмов одного какала МС8.3+5 и МС8.4+4.

Под руководством автора разработана система управления, предназначенная для автоматического управления технологическими процессами спиртового цеха, компьютерной регистрации температур, давления, расходов и концентраций в контрольных точках оборудования.

Далее описана осуществленная под руководством автора разработка различных серийных систем управления с переменной структурой (ПС). Использована методика синтеза систем с ПС, предложенная и обоснованная в предыдущих главах.

В 6.9.1 описывается разработка системы управления отоплением жилых и производственных, животноводческих помещений. Данная САУ предназначена для водяного или парового отопления и использует ПД регулятор с компенсатором. Управление осуществляется в нескольких структурных режимах (стабилизация заданной температуры воздуха, защита от перегрева обратной воды, резервное управление по прямой воде, переключение на ночной режим и пр.). В настоящее время она серийно производится большой серией под названием ТРМ-32.

г истврв эмо

рабочая ао*1а

й / к—X ■

3 ( * - 1 . . к »ч','

Рис. 13. Структурные области.

■миужая

такпвра турл

УЛИЫ^.1 - Ю

/е - температура приточного воздуха (о - температура обратной воды.

В 6.9.2 описана разработка системы управления приточной вентиляцией для жилых и производственных, животноводческих помещений. Исполнительными органами являются жалюзи с сервоприводом, калорифер водяной (последний управляется задвижкой с сервоприводом), а также вентилятор. В состав обору-

дования входят: • Датчик температуры наружного воздуха. • Датчик температуры обратной воды после калорифера. • Датчик температуры приточного воздуха (после калорифера). • Датчики положения жалюзи и водяной заслонки (клапана).

Опишем разработку идентификатора данного контроллера гто методике синтеза САУ с переменной структурой. Каждому режиму управления соответствует область на плоскости /"„л, /°е :

Границами зон можно управлять, привязывая таким образом САУ к объекту.

0 - Дежурный режим, жалюзи закрыты, вентилятор выключен, поддерживается минимально допустимая температура обратки;

1 - Управление по температуре приточного воздуха, жалюзи открываются, вентилятор включен;

2 - Управление по температуре обратной воды согласно отопительному графику (верхний предел обратки), жалюзи открыты, вентилятор включен;

3 - Управление по температуре обратной воды при "холодном запуске", жалюзи закрыты, вентилятор выключен;

Зададим признаки структур: если ¡"об > VI, р/~1 -режгш защиты от превышения по обратке, иначе р/~0; если <" „а < £Л, р!=1—режим защиты от замерзания воды, иначе р2~0; если /" „ < £/„, рз=0 —режгш защиты от замерзания по воздуху, иначе рз=0; если -70 > !„Г)> 120, р4=1 —аварийныйрежим по обратной воде, иначе р/-0; если —70 > !а> 120, р$-1 - аварийный режим по воздуху, иначе Р5~0; если—70 >1У> 120, Р(—1 — (авария датчика —регулятор отключен), иначе Ро-0. Так как при включении вентилятора происходит резкое падение температуры калорифера, перед включением нужно его прогреть в течение 7} =1 -5 мин. Следовательно, требуется таймер / и режим задержки.

Составим таблицу решений на основании этих признаков.

Р1 Рг р< РУ Ро 1>Т, 4=5 я Комментарий

1 - - Отключение системы

- - - - 1 1 - - * =0 Отключение системы

- 1 - 0 0 - - 5 "2, 1-0 Зашита от замерзания

- - 1 0 - 0 - - ^ =2, 1--0 Защита от замерзания

1 0 0 0 0 0 0 0 3 Зашита от перегрева

- 0 0 0 0 0 ] - Регулиров. По воздуху

- 0 0 0 0 0 0 1 (=Н 1 Задержка включения

На основании данной таблицы построим древовидный алгоритм идентификатора структуры:

1

I-р5-1

А |-рЗ-—1 5=2 |—Р&-*.

5=2 |-р1-) $=2 з

1 ®==5 i г" «>п—1

I—1>Х1-1 1=3 5=1 5=5

1-1 5=5

Вычисление уставок при разных структурах можно представить в виде: при s=О, Е = 0. при s=l, Е = UB-tB° при s=2, £ = t/e-íe0 = F(UB-t})-U5-t о0 при í=3, E = t/o-í„0 = F(Ua-ty)+Ui-to° В настоящее время данная САУ фирмой "Овен" производится большой серией под названием ТРМ-33. Данный прибор, как и ТРМ-32, позволяет улучшить микроклимат животноводческих помещений, повысив выход продукции. Кроме того, его применение резко уменьшает вероятность аварии, энергопотребление. Ограничение температуры обратной воды озволяет избегнуть штрафов от поставщика тепловой энергии, снизив экономические затраты.

В 6.10. рассматривается разработанный и реализованный алгоритм тепловой защиты асинхронного электродвигателя, использующий предложенную автором численную модель нагрева протяженного объекта в частных производных (уравнение Фурье) с тремя структурными состояниями: S-I - двигатель врспцается; 5'=2 - двигатель заторможен;

S =3 - двигатель остановлен и отключен.

Микропроцессорный контроллер вычисляет температуру обмотки на основе измеренных фазовых токов и температуры корпуса, при этом не устанавливается датчики температуры на обмотки, что значительно снижает стоимость установки системы защиты. Применение данного контроллера позволяет повысить производительность и исключить аварии электромеханических агрегатов работающих с циклопеременной нагрузкой, характерной для установок по производству и переработке сельскохозяйственной продукции (транспортеры, зернодробилки, насосы, компрессоры и пр.). Получены два авторских свидетельства.

В 6.11. описывается разработка САУ с переменной структурой для теплиц. Рассматриваются вопросы управления микроклиматом с учетом дополнительных технологических процессов, таких как полив, досвет.

Рис.14. Схема взаимосвязного регулирования температуры и влажности Описан алгоритм предкомпенсации возмущений от этих процессов, обеспечивающий лучшее поддержание заданной температуры и влажности, алгоритм изменения структуры системы. Данные алгоритмы реализованы на базе специализированных микропроцессорных контроллеров МС-8. С периодично-

стью 8 сек. происходит идентификация структуры системы. Переход к тому или иному атгоритму регулирования происходит по результату идентификации -строке таблицы выходов. По этой же строке определяются коэффициенты настройки и входной вектор.

Подобная система внедрена и показала хорошие, результаты [Л- I ]: устраняется влияние состояния датчиков и исполнительных механизмов, влияние изменения температуры отопительной сети, влияние резких колебаний внешних ' климатических факторов, влияние технологических процессов полива и вентиляции на микроклимат в теплице. За счет этого существенно уменьшается время и величина ухода параметров от заданий, снижается энергопотребление.

В 6.12. описывается САУ с переменной структурой для холодильных установок. Приведена реализация выходного регулятора САУ с переменной структурой для контура управления давлением всасывания. Этот контур наиболее сложный, так как изменяется ступенчатым образом число включенных компрессоров и производительность каждого из них. Для уменьшения числа включений/ выключений компрессоров предлагается управление с переменной структурой производительностью компрессоров У1 и У2, исходя из значения вычисленного суммарного управляющего воздействия У(Ч). Благодаря данной технологической схеме и этому алгоритму повышается на 30-40% КПД холодильной установки и ресурс оборудования. Описанные алгоритмы управления были реализованы на серийном контроллере МС-8 и показали хорошие результаты при эксплуатации (стрессовая заморозка пищевых продуктов).

Исходя из результатов исследований по разработке алгоритмов АСУТП можно сделать следующие выводы:

1. Схему и алгоритм управления при переменной структуре объекта с большим транспортным запаздыванием и люфтом исполнительного органа необходимо строить по каскадной схеме с предсказывающей моделью с компенсаторами внешних возмущающих воздействий и предкомпенсаторами влияния дополнительных технологических процессов, управляемыми идентификатором структур.

2. Включение того или иного алгоритма управления должно осуществляться путем ветвления на соответствующие подпрограммы под управлением подпрограммы-идентификатора структуры.

3. Реализация идентификатора структуры при числе структур более 4-х должна осуществляться при помощи таблиц решений или древовидной подпрограммы принятия решения.

4. Признаками для изменения структуры алгоритма управления могут быть прямоугольные зоны в пространстве состояния объекта. Границы зон могут перемещаться при изменении текущей структуры, а также могут задаваться, исходя из модели возмущения.

В Главе 7 рассматриваются вопросы построения управляющих микроконтроллеров, а также компьютерные и сетевые технологии для построения автоматических систем сельскохозяйственного назначения

В 7.1. рассматриваются схемные решения, а также необходимые компоненты управляющих микроконтроллеров. Рассмотрены особенности реализации контроллеров, учитывающего условия эксплуатации в условиях сельскохозяйственного производства.

В 7.2. сделан обзор промышленных управляющих контроллеров, даны их технические характеристики и цены.

Обоснован выбор необходимых архитектурных, схемных и конструктивных решений и описана унифицированная серия приборов для управления сложными агропромышленными объектами, с удобным монтажом под DIN рейку. Контроллер не содержит ни одного переменного резистора, позволяет настраиваться под любой резистивный датчик и легко осуществлять поверку. При помощи узлов данной серии можно легко собрать минимально необходимую конфигурацию оборудования. При этом значительно сокращаются конструкторские и монтажные работы (до 80%) и уменьшается количество установочных деталей (клеммники, крепеж и т.п.). Благодаря модульному исполнению контроллеров уменьшается время разработки приборов различного назначения (в 2-3 раза). Это важно при малой серийности приборов и их большой номенклатуре, данная ситуация характерна в аграрной отрасли.

В 7.2.3. Рассмотрены информационно управляющие сети микроконтроллеров. Сделан обзор технических решений сетей промышленных контроллеров. Обоснован выбор технических решений для построения сетей для объектов агропромышленного назначения.

В 7.2.4. изложены принципы построения сетей управляющих микроконтроллеров для САУ технологическими процессами производства и переработки сельскохозяйственной продукции, обосновывается выбор типов интерфейсов, с учетом особенностей их использования на объектах сельскохозназначения.

Рассмотрена архитектура распределенных АСУТП, передача информационных и управляющих сигналов в аналоговом виде к центральному узлу АСУТП, а также использование цифровой линии связи. Рассмотрены стандартные и специальные решения на базе различных линий связи и сетевых протоколов. Обоснована и разработана сеть управляющих контроллеров для применения в сельскохозяйственном производстве, ее техническое решение, протоколы связи, драйверы ЭВМ.

Программы обмена (драйверы) с сетью RS-Net написаны под операционные системы: DOS, DOS-4GW, Windows, Linux, QNX. После приема каждого вектора параметров он записывается в файл в виде символьной строки в КОИ-8.

Благодаря простым форматам данных и открытости протоколов сети пользователи могут самостоятельно разрабатывать свое программное обеспечение, вносить некоторые изменения в программы САУ. По этой причине, а также из-за высокой надежности сеть RS-Net широко растиражирована и входит в комплект поставки с САУ разных фирм: "Мезон", "Овен", "Мири-таль", "Королан".

В 7.2.5. рассмотрено применение локальных сетей ЭВМ для управления в реальном времени. Часто производительности комплекса «ЭВМ + измерительная система» не хватает для выполнения этих задач в реальном масштабе времени. Другой вариант - необходимо территориально удаленное размещение ЭВМ. Предлагается компьютерная сеть, состоящая из трех ЭВМ (Рис. 17). ПЭВМ могут обмениваться по сетевому протоколу и по протоколу TCP/IP. В задачах автовождения первая технологическая ПромЭВМ вводит изображение с TV-камер и осуществляет предварительную обработку каждого кадра.

MCI

иромЭВМ

TV-SVHS

ПромЭВМ

mcs

Пцроональный компьютер

Рис. 16. Схема радиальной сети управляющих контроллеров

Рис.17. Вычислительная система для задач зрительного восприятия и управления.

Вторая ПромЭВМ управляет транспортным средством и его агрегатами. Головная ЭВМ (персональный компьютер), составляет план местности и управляет транспортным средством. Вычислительный комплекс подобного типа был разработан под руководством автора и прошел успешные испытания.

Данная архитектура может использоваться и в задачах построения сложных АСУТП. В этом случае ПромЭВМ осуществляет сбор данных и их регистрацию на диске, осуществляет управление процессами согласно настройкам, записанным в специальном файле. Она может и не иметь дисплея и клавиатуры, т.е. стоит она недорого. Персональный компьютер решает остальные задачи. Он может скопировать необходимый файл данных для дальнейшей обработки или изменить файл настроек по программе или по желанию оператора. Отметим преимущества такой архитектуры.

• Удваивается вычислительная мощность, а цена увеличивается на 30-35%.

• Наиболее важная часть системы легко может быть сделана недоступной для нежелательного вторжения. Выполнение печати, запуск программы, не связанной с управлением, ошибки малоквалифицированного оператора (технолога) не могут сбить работу технологической ЭВМ.

• Могут быть использованы разные операционные системы, например DOS и Windovvs-95, DOS и UNIX, QNX. Причем матобеспечение технологического компьютера не меняется.

• Упрощается разработка программ коллективом, так как для разных задач легко можно использовать разные языки и системы программирования. Чаще всего для второй ЭВМ достаточно стандартных программ (печать графиков, отчетов) или пользователь сам пишет ее, например в MATLAB или EXCEL. Таким образом, -система является открытой, но только в части задач пользователя. Эти достоинства облегчают продвижение подобных управляющих сетей на рынке, в агросекторе в частности.

В 7.2.6. рассмотрены удаленные сети связи и АСУТП. Описаны задачи в сфере агропромышленного производства, где необходимы удаленные сети. Рассмотрены возможные технические решения в том числе и с Internet, как на базе ПЭВМ, так и на базе микроконтроллеров.

В 7.3. Описаны особенности построения математического обеспечения сетей управления технологическими процессами. Оцениваются с этой позиции

операционные системы, языки программирования и графические оболочки, а также среды разработки ( БСЛОЛ - системы ). Описывается программная система IGL.EXE, специально разработанная под руководством автора для управления технологическими процессами. Широко распространяемый в комплекте с серийными приборами разных фирм. ЮЬ является открытой системой, что позволяет оперативно изменять алгоритм работы при изменении конфигурации системы управления. Для ГСЬ написано всевозможное программное обеспечение для сетей микроконтроллеров, внедренных на различных предприятиях: тепличные комбинаты (описано в 7.4), производство пива и напитков, фармакологическое производство (7.6), цех ректификации (7.5), тестирование стройматериалов, мониторинг электроподстанций.

Далее описываются АСУТП переработки и производства продукции, разработанные и внедренные под руководством автора.

В 7.4. описана управляющая сеть микроконтроллеров дли теплиц. Эта разработка наиболее растиражирована и внедрена на европейской части России. Сеть микроконтроллеров является системой управления для отдельно расположенных или блочных теплиц и предназначена для оснащения новых теплиц или полной реконструкции старых с демонтажем старого оборудования. Она предназначена для автоматического управления отоплением, увлажнением и для управления форточками. Сеть микроконтроллеров позволяет измерять и регистрировать значения по температуре в семи точках и влажность для каждой из семи теплиц. Кроме того, измеряется и регистрируется значение солнечной радиации. Предусмотрен канал измерения и управления содержанием СО2.

Алгоритмы управления (Главы 4,5,6) были реализованы на базе специализированных микропроцессорных контроллеров и ЭВМ. Контроллеры.МС-8 и МС-16 (Рис.15) разработаны по руководством автора и выпускаются серийно. Для блока теплиц они размещены в общем шкафе (Рис.18) в щитовой. Исполнение шкафа удобно для ремонта. Для отдельных блочных или ангарных теплиц блок исполнения 1Р54. Каждый из контроллеров управляет клапанами отопления, поддерживая заданную температуру воздуха в теплице на основании измеренных им температур улицы, остекления, прямой воды и воздуха данной теплицы. При помощи дополнительных 4-х каналов прибора можно следить за температурным полем. Отдельные входы системы (сети) регистрируют температуру, влажность и освещенность на улице, направление и скорость ветра .

В 7.5. описано аппаратное и программное обеспечение спиртового цеха. Контроллеры, блоки реле, кнопки ручного управления и клеммники размещаются в специальном шкафе. На лицевой панели шкафа установлены по 2 кнопки ручного управления электроприводом для каждой задвижки. В МС-8.Т прошита микропрограмма управления четырьмя контурами по ПД-алгоритму с компенсацией (см. 6.7.) и регистрацией 8 параметров. Контроллеры подключены к ЭВМ, которая оптимизирует режимы, регистрирует параметры, выводит графики и мнемосхему на дисплей (Рис.19). Применение описываемой АСУТП ЦР позволит улучшить точность поддержания температур, давлений, расходов. Улучшение поддержания технологических процессов позволит увеличить производительность (на 5-10%) и повысить качество готовой продукции (снизить содержание примесей), а также снизить потери спирта и энергопотребление.

В 7.6. описана управляющая сеть контроллеров ампулыюго цеха. Данная сеть предназначена для круглосуточного управления оборудованием, с регист-

рацией технологических процессов цеха по производству медикаментов. Этими процессами являются стабилизация давления пара, температуры воды, но наиболее важным является управление и регистрация процесса стерилизации сырья, например облепихового или эвкалиптового масла, различных вакцин и препаратов. Документированная запись процессов стерилизации является необходимым элементом контроля качества и сертификации готовой продукции.

Многоканальные контроллеры размещены в шкафах с климатикой IP-65, установленных на территории предприятия. Приборы объединены в вышеописанную сеть контроллеров при помощи сетевого адаптера CAI (длина линий до 400 м). Программа опроса и управления основана на интерпретаторе реального времени IGL. Для данного приложения не требуется мнемосхема установки. Поскольку требуется подготовка отчета и выдача на принтер документа о качестве продукции в среде Windows, использована описанная ранее локальная технологическая сеть ЭВМ, где сервером является технологическая ЭВМ, а клиентом- ЭВМ технолога цеха. Для визуального контроля технологического процесса (загрузка, стерилизация, пуск синьки) предусмотрен вывод графиков.

Данная АСУТП установлена в ампульном цехе производственного объединения им. Н. А. Семашко и успешно работает с 1998г.

По результатам исследований и разработок микропроцессорных САУ сделаны следующие выводы и предложения:

1. Для промышленных регуляторов, наиболее рационально использовать микроЭВМ без внешних ОЗУ и ПЗУ, АЦП интегрирующего типа.

2. Для обеспечения надежности программа САУ должна иметь отдельный блок идентификации структуры регулятора, особенно при большом контролируемых параметров.

3. Для САУ технологическими процессами (>10 каналов управления) по производству и переработке сельскохозяйственной продукции наиболее рационально использование сети управляющих контроллеров. ЭВМ осуществляет регистрацию и изменение уставок, режимов контроллеров, а также осуществляет связь по модему и т.п.

4. Для реализации сложных алгоритмов на микроконтроллерах требуются САПР, включающие транслятор таблиц решений для разработки алгоритмов управления объектами с переменной структурой, программную модель процессов и алгоритмов управления.

5. Для управления сетью контроллеров, натурных и численных экспериментов требуется графическая оболочка реального времени, с возможностью архивации и обработки данных экспериментов.

6. Распределенную САУ технологическими процессами в сельском хозяйстве и перерабатывающей промышленности рационально всего строить с выделенным технологическим компьютером, соединенным с центральным компьютером предприятия серийной локальной сетью.

В главе 8 дана техникоэкономическая оценка применения микропроцессорных САУ. В 8.1 рассмотрен экономический эффект от унификации приборов. В 8.2. дана оценка эффективности применения САУ с переменной структурой. В 8.3. изложены результаты испытаний и опытной эксплуатации АСУТП тепличного отделения. В 8.4 дана технико-экономическая оценка эффективности применения компьютерной АСУТП теплиц. По главе 8 сделаны следующие выводы:

1. Промрегуляторы и САУ широкого применения с переменной структурой позволили снизить затраты на монтажные и пусконаладочные работы на 40 -50%, что составляет стоимость устанавливаемого контроллера.

2. Экономия за счет технического обслуживания микропроцессорной САУ с переменной структурой составляет до ЗОООр в год, по сравнению с системой собранной на дискретных компонентах.

3. Внедренные котроллеры систем отопления и приточной вентиляции с водяным теплоносителем позволяют существенно экономить тепловую энергию до 20% по сравнению с САУ не имеющими переменную структуру управления.

4. Разработанные системотехнические решения и принципы построения АСУТП тепличного комбината на основе ПЭВМ и распределенной сети управляющих контроллеров позволили создать надежную систему, внедрение которой привело к:

- Существенной экономии энергии до 4 %. - Повышению урожайности до 20%

- Экономии капитальных вложений при модернизации АСУТП. ( в 3.7 раза по сравнению с известными аналогами). Повышение урожайности и экономия энергии достигается за счет более качественного управления микроклиматом.

ВЫВОДЫ и РЕЗУЛЬТАТЫ 1. Опыт создания сложных автоматических систем показывает необходимость наличия в них "интеллектуального" логического блока, под управлением которого перестраивается алгоритм работы системы. К таким системам относятся диагностические и распознающие системы, а также САУ с переменной структурой (ПС). В результате исследований и разработок различных САУ определены типы САУ с переменной структурой, которые в отличие от известных, изменяют не только набор внутренних параметров (коэффициентов настройки), но и вектора контролируемых параметров, управляющих воздействий, а также алгоритм регулирования (п.2.5).

Предложена и обоснована архитектура САУ с ПС, отличающаяся тем, что идентификатор структуры использует логические признаки, сформированные на основе значений, как контролируемых параметров, так и возмущающих факторов (п.2.4). При таком подходе построение идентификатора структуры аналогична построению распознающего или диагностирующего устройства.

2. Для простых САУ с ПС предлагается использовать параметрические дискри-минантные признаки линейного и общего вида (п.3.1). Разработан непараметрический метод аппроксимации линейно неразделимых областей классов (структур) в признаковом пространстве - метод логических потенциалов (п.3.2, 3.3) [Л-2], который обобщает непараметрические методы аппроксимации областей классов (структур), а также методы нечетких множеств. В отличие от метода потенциальных функций он основан не на модели распределения зарядов, а на распределении потенциалов в токопроводящей среде. Метод позволяет идентифицировать объект с большей достоверностью при малом архиве известных объектов. Найден и математически обоснован спектральный критерий сходимости методов логических потенциалов и потенциальных функций (п.З.З)[Л-2].

3. Метод логических потенциалов успешно применен в разработке действующей системы зрительного восприятия для сложных управляющих комплексов (автовождение, диагностика болезней растений, сортировка семян и пр.) (п.3.4)[Л-6]. Создана многопроцессорная стереоскопическая цветная система технического зрения, предназначенная для НИОКР по робототехническим сис-

темам широкого профиля. Проведены успешные испытания системы по обнаружению, идентификации и сопровождению объектов в реальном времени и натурных условиях. Получено авторское свидетельство на способ нормирования изображений [Л-25 ],

4. Разработана методика построения идентификатора структуры, отличающаяся, во первых тем, что идентификатор синтезируется как конечный автомат (п.4.1), во вторых, в качестве таблицы переходов используется таблица решений, построенная на основе признаков структур (п.4.2) [Л-16]. В отличие от известных методов синтеза автоматов ставится задача не его минимизации, а задача обеспечения максимальной достоверности идентификации.

Для достижения высокой достоверности идентификатора структуры в САУ с ПС, а также алгоритмов диагностики и распознавания предложено использовать преобразование таблиц решений в древовидное решающее правило (п.4.3) [Л-17]. Это дает возможность проверить на полноту и непротиворечивость все состояния автомата, относительно возможных структурных состояний объекта, что обеспечивает надежность алгоритма управления.

Получены и обоснованы критерии оптимизации дерева решений с целью повышения надежности идентификатора структуры. В отличие от известных методов перебор признаков производится по критерию их информативности - количества информации о структуре (классе) объекта, вносимых признаками (п.4.4). Разработаны и обоснованы оригинальные упрощенные критерии, информативности, легко реализуемые на микроконтроллерах (п.4.5) [Л-17].

5. Разработаны численные модели объектов и алгоритмы управления .с переменной структурой (ПС) для реализации САУ на малоразрядных микроЭВМ и позволяющих существенно сократить память данных и программ, стоимость контроллеров (Гл. 5).

Предложен метод построения пространства признаков, основанный, в отличие от известных, на решении интегрального уравнения Фредгольма с ядром потенциального вида. Метод успешно применяется в задачах управления распределенными объектами (линии пастеризации, туннельные печи) (п.5.2.3)[Л-1], при этом "ортогонализуется" процесс управления по взаимосвязным каналам и процесс становится устойчивым, что часто не достигается применением независимых регуляторов в каналах.

Кроме того, этот метод успешно используется для синхронного спектрального анализа в системах вибродиагностики машин и механизмов (3.4.4))[Л-9]. При этом резко сжимается пространство признаков, что упрощает построение идентифицирующего автомата и увеличивает достоверность распознавания.

6. Разработана методика построения САУ с ПС технологическими процессами в сельскохозяйственной и перерабатывающей промышленности (Гл. 6) [Л-1]. По этой методике разработан ряд САУ с ПС с улучшенными динамическими характеристиками и устойчивостью к аварийным и критическим ситуациям, позволяющие повысить выход (урожайность) и качество продукции, а также уменьшить энергозатраты:

- Разработана и внедрена в серийное производство система управления микроклиматом теплиц, отличающаяся предиктивным алгоритмом с ПС, с компенсацией возмущений (п.6.4,п.6.11). Система обеспечивает более качественное управление в условиях большого транспортного запаздывания и инерционности

системы отопления, резкого изменения возмущающих и технологических факторов (уход от графика в 3.5 раза меньше, чем у известных аналогов). Также разработаны алгоритмы с ПС для САУ отоплением, приточной вентиляцией жилых, производственных и животноводческих помещений (п.6.9), позволяющие экономить до 20% тепловой энергии и исключить штрафы за превышение графика по обратной воде.

Разработан алгоритм и реализовано микропроцессорное устройство защитного отключения электродвигателя. Это устройство не требуют установки датчика температуры обмотки, использует, в отличие от известных, модель теплопередачи (уравнение Фурье) с переменной структурой (п.б. 10). Проведены успешные испытания. Алгоритм управления защитой позволяет более эффективно использовать электродвигатель и увеличить его ресурс.

Получены авторские свидетельства на данное устройство защиты [Л-10,11]. 7. Разработаны системотехнические (п.7.1,2) и программные (п.7.3) принципы построения унифицированных контроллеров, позволяющие снизить затраты на их разработку [Л-1]. На основе этих результатов разработан ряд управляющих промышленных контроллеров: ТРМ-Зх, МС-8, Базис-8Р, МС-16, серийно выпускаемых фирмами "Овен", "Мезон", "АстраКон", "ЛайнКул". Алгоритмы функционирования контроллеров имеют переменную структуру. Эти контроллеры обладают рядом преимуществ перед известными аналогами:

- Высокой надежностью и удобством эксплуатации. В течение 4 лет круглосуточной эксплуатации система из 10 приборов МС-8 имела два отказа в измерительной плате из-за обрыва датчиков. Прибор прошел Государственные испытания и сертифицирован.

- Низкой стоимостью систем управления (600 -750 руб. на канал). Применение в САУ контроллеров с алгоритмом управления переменной структуры позволяет исключить дополнительные логические устройства, что дает экономию, сравнимую со стоимостью самого микроконтроллера.

Разработаны и обоснованы принципы построения сложных централизованных и распределенных АСУТП с ПС для сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности. В частности АСУТП строятся на базе сетей автономных управляющих контроллеров и центральной ЭВМ. Разработан и внедрен ряд подобных АСУТП [Л-1], в том числе АСУТП участка стерилизации, тепличного комбината, цеха ректификации и др. (п.7.4,5,6).

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Ерков A.A. Микропроцессорные системы управления и их применение. - М.: ВИЭСХ, 2002. Монография. - 215 с.

2. Ерков A.A. Оптимальное решающее правило с оценкой достоверности.- М.: Препринт ИПМ АН СССР №134,1984.-29 с.

3. Ерков A.A. Особенности управления тепломассообменными процессами в системах с запорными клапанами. — Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2004, №7, с. 23. ..24.

4. Ерков A.A. Микропроцессорная система управления микроклиматом в теплице. - Техника в сельском хозяйстве, 2005, №3, с.23-27

5. Ерков A.A. Распознавание текстур для агротехнологий. - Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2005, №7, с. 27...31.

6. Ерков A.A. Мусин А.М. Компьютерный анализ и синтез систем управления сельскохозяйственными объектами. - Техника в сельском хозяйстве, 1998, №2,с. 15... 19.

7. Ерков А Контроллеры для управления вентиляцией. — Сельский механизатор, 1999, №2, С.32...34.

8. Ерков A.A. Унифицированная серия приборов для многоканальных САУ. //Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: Труды 3-й междунар. конференции. - М.: ВИЭСХ, 2003, Часть 2, с.200.,.207.

9. Ерков A.A., Вараксин А.Н., Прищеп И.В. Вибродиагностический комплекс. // Автоматизация сельскохозяйственного производства. Тез. докл. международной научно-техн. конф. - М.: ВИЭСХ, 1997, с. 105... 106.

10. Ерков A.A., Мусин A.M. и др. Электродвигатель с системой защиты. Авт. свидетельство №2159491,2002.

11. Ерков A.A., Мусин А.М. и др. Система защиты электродвигателя. Авт. свидетельство №21664051,2002.

12. Ерков A.A. Башилов A.M. Алгоритмы и аппаратура систем технического зрения для агротехнологий. // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: Труды 3-й междунар. конференции. - М.: ВИЭСХ, 2003, Часть 2, с.208.,.213.

13 .Ерков A.A. Система управления микроклиматом в отделении блочных теплиц. Автореф. дисс. канд. техн. наук. ВИЭСХ.- М.:1995.- 20с.

14. Ерков A.A., Мямлин А.Н., Сулханов В.И. Способ нормирования двухуровневых изображений. Авт. свидетельство 1035620 . 1983.

15. Ерков A.A. Управление микроклиматом теплиц. //Энергосбережение в сельском хозяйстве: Труды междунар. конференции. - М.: ВИЭСХ, 2003, Часть 2, с. 194...200.

16. Ерков A.A. Управляющая сеть ЭВМ тепличного комбината.//Автоматизация производственных процессов в сельском хозяйстве. Тез. докл. Всесоюзной научно-техн. конф,-Минск - Москва, 1989, с.70.,.72.

17. Ерков A.A. Мусин A.M. Синтез САУ с переменной структурой для блока теплиц Труды ВИЭСХ, том 83, - М.: 1997, с.40.,.50.

18. Ерков A.A., Вараксин А.Н. Анализ квазипериодических процессов в условиях случайного пробного сигнала. Сборник "Математические модели, средства вычислительной и преобразовательной техники в электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства" - М.: ВСХИ30.1990,с 160... 167.

19. Ерков A.A. АСУТП для теплиц. Автоматизация и производство. - М:.Овен, 1999, №16,с 17... 18.

20. Ерков A.A. Сулханов В.И. Некоторые вопросы восприятия, обработки и распознавания. Препринт ИПМ АН СССР №121. - М.: 1978. -68 с.

21. Ерков A.A. Микроконтроллер для экономных систем отопления и вентиляции.. // Энер-

гообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: Труды междунар. конференции. - М.: ВИЭСХ, 1998, Часть 2, с.211... 212.

22. Ерков A.A., Тараторкин В.М. Идентификация в диагностике сельскохозяйственных машин и механизмов. Сборник трудов ВСХИЗО. - М.: 1995, С.151..152

23. Ерков Л.А,Мусин А.М. Микропроцессорное устройство защитного отключения электродвигателей. // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: Труды 4-й междунар. конференции. - М.: ВИЭСХ, 2004, Часть 3, с.214.,.219.

24. Ерков А.А.,Сулханов В.И.,Мямлин А.Н. Гибридная многопроцессорная СТЗ. Препринт ИПМ АН СССР № 023 . - М.-.1984. -25с.

25. Ерков А.А.,Мямлин А.Н.,Сулханов В.И. Система технического зрения для распознавания и ориентирования деталей. Сборник "Проблемы машинного видения" под редакцией чл.-корр. АН СССР Д.Е.Охоцимского ИПМ АН СССР, 1982,с .133... 140.

27. Ерков.А А., Ковалев A.B. Адаптивные микропроцессорные и САУ и САУ. Тез. докл. Международн. научно-техн. конф. " Автоматизация сельскохозяйственного производства. -М.: ВИЭСХ, 1997.Том2,с.116.

28. Ерков А.А Опыт разработки и эксплуатации АСУТП в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции. Автоматизация электрифицированного сельскохозяйственного производства. -М.: Труды ВИЭСХ т.89, 2004, с.107... 117.

29. Ерков A.A. Башилов A.M. Системы технического зрения для точного земледелия. Автоматизация электрифицированного сельскохозяйственного производства. — М.: Труды ВИЭСХ, т.89, 2004, C.128..138.

30. Ерков A.A., Чувашев В.Н. Некоторые особенности испытаний сложных регуляторов и САУ. Труды международной конференции. - Луганск, 2003, С.35...37.

31. Ерков А А., Хорошавцев A.B. ТРМ32 и ТРМЗЗ - приборы для автоматизации систем отопления и вентиляции. Автоматизация и производство. - М.:Овен,1998, №15, с.18.,.21.

32. Ерков A.A., Хорошавцев A.B. Управляющая сеть микроконтроллеров. Автоматизация и производство. -М.:Овен,1997, №2, с.24.,,25.

33. Ерков A.A., Хорошавцев A.B. Новый многоканальный микропроцессорный регулятор. Автоматизация и производство, .-М.Ювен, 1996, №8, C.6...7.

34. Ерков A.A., Хорошавцев A.B. ТРМ32 и ТРМЗЗ - приборы для автоматизации систем отопления. Автоматизация и производство. — М:.Овен, 1998, №15, с.18.,.21.

36. Ерков A.A., Хорошавцев A.B. Типы и применение регуляторов. Управляемые объекты и их модели. Автоматизация и производство. - М.Ювен, 1996, №3,с.14...17.

37. Ерков A.A., Хорошавцев A.B. Терморегулирование без проблем. Автоматизация и производство - М.Ювен, 1996, №4, с.14... 17.

38. Ерков A.A., Хорошавцев A.B. Регуляторы с ПИД законом регулирования. Автоматизация и производство. - М.Ювен, 1996, №5,с.9...11.

40. Ерков A.A., Хорошавцев A.B..Адаптивные ПИД регуляторы. Автоматизация и производство. - М.Ювен ,1996, №6,с.9...11.

41. Ерков A.A., Хорошавцев A.B. Типы и применение регуляторов АСУ технологическими процессами с большим транспортным запаздыванием. Автоматизация и производство. — М.Ювен, 1996, №7,.с. 14...17.

42. Ерков A.A., Хорошавцев A.B. Особенности применения трехпозиционных регуляторов. .— Автоматизация и производство — М.Ювен 1998, №4, с. 15... 17.

43. Ерков A.A., Хорошавцев A.B. Новый микропроцессорный регулятор ТРМ-14, Автоматизация и производство —М.Ювен 1998, №8-9, C.6...8.

Рис.15. Общий вид контроллера МС16

г

I

и«--.

ПОДОГРЕВАТЕЛЬ

| литерная »ода

Рис.19. Часть мнемосхемы цеха ректификации.

Подписано в печать 1.02.2006г. Тираж ЮОэкз Формат 60x84x16 Уч.-изд.л 2 Заказ №23

Отпечатано в ОО и ВП «РОСЭП» 111395, г. Москва, Аллея Первой Маевки, 15

Оглавление научной работы автор диссертации — доктора философских наук Ашкеров, Андрей Юрьевич

Введение.

Глава I. Предмет социально-антропологического познания.

§ 1. Политика идентичности и власть антропологии.

§ 2. Социальная антропология в диахронической перспективе.

§ 3. Между природой и культурой.

§ 4. Синхрония I: социально-антропологическая классика.

§ 5.Синхрония II: современная социальная антропология.

Глава II. Социальная антропология как э/и/<оисслсдование.

§ 6. Обычаи, ритуалы, традиции.

§ 7. Проблема этничности в социально-антропологическом познании.

§ 8. Понятие этноса в социальной антропологии.

§ 9. Понятие диаспоры в социальной антропологии.

Глава III. Социальная антропология как семмоисследование.

§ 10. Предмет социальной антропологии: перспектива мифологики.

§11. Структуралистская революция в социально-антропологической мысли.

§ 12. Структурно-конструктивистская антропология.

§ 13. Деконструктивизм.

§ 14. Антропология деколонизации.

Глава IV. Философские проблемы исследования идентичности.

§15. Проблема идентичности у Иммануила Канта.

§ 16.Кантовское учение о человеческом Я.

§ 17. Проблема Другого у Юргена Хабермаса.

§ 18. Хабермас и интервенции гуманизма.

§ 19. Человеческое и сверхчеловеческое у Фридриха Ницше.

§ 20. Политика и человеческое бытие в работах Мишеля Фуко.

§ 21. (Бес)человечность: вокруг фукианского понятия властных отношений.

Глава V. Социальная антропология как философия.

§ 22. Оп Я к Другому.

§ 23. Человеческое бытие.

§ 24. Человеческое существо.

§ 25. Права человека.

§ 26. Марксизм и социально-антропологическое познание.

Глава VI. Онтологические предпосылки социально-антропологического познания.

§ 27. Историчность.

§ 28. Критика прогностического разума.

§ 29. Социальная антропология пространства.

§ 30. Власть в контексте социальной антропологии.

§31. Исторические формации властных отношений.

Глава VII. Социально-антропологические категории труда и обмена.

§ 32. Феномен социального обмена (часть 1).

§ 33. Феномен социального обмена (часть 2).

§ 34. Проблема труда: взгляд социального антрополога.

§ 35. Труд и цель: между Гегелем и Марксом.

§ 36. Начала труда и конец производства.

§37. Между глобализацией и «постмодерном».

Глава VIII. Эвристика социально-антропологической мысли.

§ 38. Канон строгой науки в современном обществознании.

§ 39. Экзистенциальная компаративистика.

§ 40, Постметафизическое исследование человека.

§ 41. Постгуманитарное исследование человека.

§ 42. Постсоциологическое исследование человека.

Введение диссертации2005 год, автореферат по философии, Ашкеров, Андрей Юрьевич

Актуальность темы диссертационной работы. Трансформация вопроса о человеческой сущности в вопрос о человеческой идентичности имеет относительно недавнюю историю. Данная трансформация непосредственно связана со становлением глобальных форм «общественной связи» (К.Маркс), которое вершится под знаком распространения власти экономикоцентристских обществ современного Запада. Можно без преувеличения сказать, что данная трансформация определяет собой как контуры современного отношения к человеку, так и контуры современных социальных отношений.

Степень актуальности данного диссертационного исследования непосредственно связана со стремлением ее автора обосновать значение социальной антропологии в прояснении/конструировапии этих контуров и в переосмыслении/реактуализации классического философского вопроса о том, что есть человек. Заново обозначенный на излете эпохи Просвещения Иммануилом Кантом1, этот вопрос стал не просто предметом размышлений первых социальных антропологов, с самого момента возникновения социальной антропологии он явился поводом для сравнительного исследования человеческих идентичностей.

Общей стратегией этого исследования стало (отчасти вдохновленное наследием л

Жан-Жака Руссо) обращение к опыту Другого, предполагавшее изучение социокультурных различий, конститутивных для людей, которые относятся к разным (и прежде всего к так называемым «первобытным») обществам3 (или к разным общественным группам внутри одного общества).

1 Кант И. Антропология с прагматической точки зрения. - СПб.: Наука, 1999. - 471 с. Кант И. Критика практического разума//Сочинения. В 8-ми т. Т. 4. - М.: Чоро, 1994. - с. 153-246. Кант И. Основоположения метафизики нравов//Сочинения. В 8-ми т. Т. 4., 1994. - с. 373-565. Кант И. Ответ на вопрос: что такое Просвещение?//Сочинения в 8-ми т. Т. 8. - М.: Чоро, 1994. - с. 29-37. Кант И. Предполагаемое начало человеческой истории//Сочинения в 8-ми т. Т. 8. - М.: Чоро, 1994. - с. 72-88.

2 Руссо Ж-Ж. Об общественном договоре, или принципы политического права//Об общественном договоре. - М.: «КАНОН-пресс», «Кучково поле», 1998. - с. 322. Руссо Ж-Ж. Рассуждение о происхождении и основаниях неравенства между людьми//Исповедь и другие работы - М.: ACT, 2004. Руссо Ж-Ж. Рассуждение, получившее премию дижонской Академии в 1750 году по вопросу, предложенному этою же Академией: «Способствовало ли возрождение наук и искусств очищению нравов?»//Исповедь и другие работы - М.: ACT, 2004.

3 Гирц К. Влияние концепции культуры на концепцию человека//Антология исследований культуры. Т. 1. Интерпретация культуры. - СПб.: Университетская книга, 1997. - с. 115-138. Гирц К. Интерпретация культур. - М.: РОССПЭН, 2004. Кребер А. Конфигурации развития культуры.//Антология исследований культуры. Т. 1. Интерпретация культуры. - СПб.: Университетская книга, 1997. - с. 465-499. Кребер А. Стиль и цивилизации//Антология исследований культуры. Т. 1. Интерпретация культуры. - СПб.: Университетская книга, 1997. - с. 225-271. Леви-Брюль Л. Сверхъестественное в первобытном мышлении. - М.: Педагогика-пресс, 1999. - 605 с. Леви-Строс К. Неприрученная мысль//Первобытное мышление. - М.: Республика, 1994. Леви-Строс К. Структурная антропология. - М.: Наука, 1985. - 536 с. Леви-Строс К. Три вида гуманизма//Первобытное мышление. - М.: Республика, 1994. - с. 15-18. Малиновский Б. Научные принципы и методы исследования культурного изменения// Антология

Кредо автора работы составляет представление о том, что не существует ничего более далекого от практической деятельности, нежели прикладное знание, чурающееся проблем человеческой идентичности. Вместе с тем, нет ничего более далекого от теории, чем теоретическое знание, не готовое отнестись к человеческой идентичности как к постоянно возобновляемой практике, меняющейся от одной исторической эпохи к другой.

Актуальность данного диссертационного исследования не в последнюю очередь обуславливается заключенным в нем. стремлением преодолеть этот разрыв между теоретической и практической ангажированностью современного социально-философского познания, которое в действительности немыслимо ни без постоянного прояснения эпистемологических ориентиров, ни без подробной детализации историческйх форм человеческого существования.

Неоценимый опыт того и другого может возникнуть при обращении социальных философов к текстам современных социальных антропологов. Подобное взаимодействие может сыграть исключительную роль для понимания феномена человеческой идентичности в эпоху становления «глобального мира», когда проблема ее отстаивания и обоснования стоит как никогда остро. исследований культуры. Т. 1. Интерпретация культуры. - СПб.: Университетская книга, 1997. - с. 371384; Малиновский Б. Функциональный анализ//Антология исследований культуры. Т. 1. Интерпретация культуры. - СПб.: Университетская книга, 1997. - с. 681-702. Мосс М. Об одной категории человеческого духа: понятие личности, понятие «Я»//Общества. Обмен. Личность. Труды по социальной антропологии.

- М.: Изд.'Фирма «Восточная литература», 1996. - с. 264-292. Мосс М. Очерк о даре//Общества. Обмен. Личность. Трудь1 по социальной антропологии. - М.: Изд. фирма «Восточная литература», 1996. - с. 83222. Радклиф-Браун А. Историческая и функциональная интерпретации культуры и практическое применение антропологии в управлении туземными народами//Антология исследований культуры. Т. 1. Интерпретация культуры. - СПб.: Университетская книга, 1997. - с.633-635. Радклиф-Браун. А. Метод в социальной антропологии. - М.: Канон-пресс-ц, Кучково поле, 2001. - 456 с. Тэйлор Э. Б. Первобытная культура. - М.: Госполитиздат, 1989. Уайт Л. История, эволюционизм и функционализм как три типа интерпретации культуры// Антология исследований культуры. Т. 1. Интерпретация культуры. - СПб.: Университетская книга, 1997. - с. 559-590. Уайт Л. Наука о культуре// Антология исследований культуры. Т. 1. Интерпретация культуры. - СПб.: Университетская книга, 1997. - с. 141-156. Уайт Л. Концепция эволюции в культурной антропологии// Антология исследований культуры. Т. 1. Интерпретация культуры. - СПб.: Университетская книга, 1997. - с. 536-558. Уайт Л. Понятие культуры// Антология исследований культуры. Т. 1. Интерпретация культуры. - СПб.: Университетская книга, 1997.

- с. 17-48. Уайт Л. Энергия и эволюция культуры// Антология исследований культуры. Т. 1. Интерпретация культуры. - СПб.: Университетская книга, 1997. - с. 439-464. Фрэзер Дж. Золотая ветвь. М., 1980. Эванс-Причард Э. Сравнительный метод в социальной антропологии// Антология исследований культуры. Т. 1. Интерпретация культуры. - СПб.: Университетская книга, 1997. - с. 654-680.

Степень исследованности темы диссертационной работы. Классические социально-антропологические исследования внесли неоценимый вклад в снабжение гуманитарно-научных и социально-научных дисциплин новыми сведениями эмпирического порядка, однако остались вторичными с точки зрения своей концептуальной оснастки. Разделяя взгляды своих современников - сторонников позитивистской социологии, социальные антропологи XIX и первой половины XX века (прежде всего эволюционисты) фактически превратили социальную антропологию в область эмпирического доказательства позитивистского тезиса об особых прерогативах абсолютного наблюдателя, взирающего на социальный мир «свысока» и «со стороны». Стремясь исследовать первобытные, экзотические, а в более широком плане и просто не-западные общества, социальные антропологи-классики видели в этих обществах лишь несовершенную проекцию западных обществ. Социальная, культурная и историческая дистанция, отделявшая общество, к которому принадлежали исследователи, от общества, которое они отправлялись изучать, воспринималась как достаточное условие для того, чтобы местные жители, становящиеся предметом внимания антрополога, расценивались как дикари и варвары. Сам факт наличия указанной дистанции воспринимался при этом как достаточное условие для того, чтобы считать ее абсолютной (или почти абсолютной) и брать на себя функции наблюдателя-демиурга (выступающего в роли образцового «субъекта» и оставляющего на долю представителей исследуемых народов роль коллективного «объекта»). Исследовательская миссия антропологических экспедиций совпадала при этом с цивилизаторской миссией западных обществ по отношению к не-западным.

Модель так называемого «включенного наблюдения», Ни Б.Малиновский с его моделью «включенного наблюдения», ни К.Леви-Строс с его посткаптианским гуманистическим «универсализм» КЛеви-Строса так и не предоставили решения проблемы дистанции между западным наблюдателем и не-западным наблюдаемым, которая стала образцовым выражением господства субъект-объектной дихотомии в социальном познании как таковом. В соответствии с рецептурой Б.Малиновского, исследователь, по сути, уподоблялся лазутчику, пытающемуся быть «в точности» как туземец. Рецептура К.Леви-Строса предполагала иное, более масштабное уподобление: любой западный человек объявлялся «таким же, как» первобытный, и наоборот. При этом если в первом случае театральность производимой процедуры рассматривалась как необходимое условие познавательного процесса, то во втором она попросту не замечалась, во имя превращения цивилизации в «коалицию культур» (К.Леви-Строс).

Существенное продвижение в области социально-антропологических исследований стало возможным благодаря сближению социальной антропологии с философией и социологией, обернувшееся возникновением экзистенциальной антропологии и теории жертвоприношения Ж.Батая, «философской антропологии» (М.Шелер, Х.Плеснер, А.Гелен), социологии цивилизации и исторической социологии Н.Элиаса, «археологии знания» и «генеалогии власти» М.Фуко, «структурного конструктивизма» и теории габитуса П.Бурдье, онтологии «общественного бытия» Д.Лукача, феноменологической социологии и социальной феноменологии (М.Мерло-Понти, А.Шюц, П.Бергер, Т.Лукман, Р.Коллинз и др.), теории структурации и социологии повседневного действия Э.Гидценса, антропологии деколонизации и теории ориенталистики Э.Саида, интерпретативной (герменевтической) антропологии (К.Гирц) и социально-исторической герменевтики (П.Рикер), деконструктивизма (Ж.Деррида, П. де Ман, Ж-Л. Нанси, Ф. Лаку-Лабарт), антропологии письма (текстуальной антропологии) (Дж.Клиффорд, П.Рабиноу и др.), феминистской социологии и антропологии (Ю.Кристева, Дж.Батлер, Г.Рубин и др.), постмодернистской социологии виртуальности (Ж. Бодрийяр м его последователи), философии смысла и теории шизоанализа Ж.Делеза и Ф.Гваттари, исторического функционализма Н.Лумана и теории коммуникативного действия Ю.Хабермаса, постлакановской психоаналитической антропологии С.Жижека, «драматургической» социологии И.Гоффмана, «этнометодологической» теории Г.Гарфинкеля, теории социальных сетей Б.Латура, социологического и антропологического конструктивизма Б.Андерсона, критики «цинического разума» П.Слотердайка и т.д.

Концептуализация основной темы диссертационной работы была бы немыслима

I л 1 без обращения к творчеству Жан-Люка Нанси , Пьера Бурдье и Мишеля Фуко .

1 Нанси Ж-Л. Бытие единичное-множественное, М., 2004. Нанси Ж-Л. Сегодня//Ас1 Marginem'93. Ежегодник. - M.: Ad Marginem, 1994. Нанси. Ж-Л. Техника и природа (беседа с Е. Петровской)//Логос. 1997, №9. Нанси Ж-Л. Corpus. - M.: Ad Marginem, 1999. - 255 с.

2 Бурдье П. За социологию социологов//Пространство и время в современной социологической теории. - M.: Ин-т социологии РАН, 2000. - с. 5-9. Бурдье П. Кодификация//Начала. - M.: Socio-Logos, 1994. -с.117-132. Бурдье П. Мертвый хватает живого//Социология политики. - M.: Socio-Logos,1993. - с. 263308. Бурдье П. Объективировать объективирующего субъекта//Начала. - M.: Socio-Logos, 1994. - с. 141146. Бурдье П. От правила к стратегия м//Начала. - M.:Socio-Logos, 1994.

Бурдье П. Практический смысл. - М, СПб.: Алетейя, 2001. - 562 с. Бурдье П. Социальное пространство и символическая власть//Начала. - M.: Socio-Logos, 1994. - с.181-207. Бурдье П. Физическое и социальное пространство: проникновение и присвоение// Социология политики. - M.: Socio-Logos, 1993. - с.33-52.

3 Фуко М. Воля к знанию//Воля к истине. По ту сторону знания, власти и сексуальности. - М.: Касталь, 1996. - с. 191-204. Фуко М. Герменевтика субъекта//Социо-Логос. - М.: Прогресс, 1991. - с. 284-314. Фуко М. История безумия в классическую эпоху. - СПб.: Университетская книга, 1997. - 575 с. Фуко М. Надзирать и наказывать. Рождение тюрьмы. - M.: Ad Marginem, 1999. - 480 с. Фуко М. О трансгрессии//Танатография Эроса. - СПб.: Мифрил, 1994. - 111-131. Фуко М. Порядок дискурса//Воля к истине. По ту сторону знания, власти и сексуальности. - М.: Касталь, 1996. - с. 47-96. Фуко М. Слова и

Жан-Люк Нанси радикальнее других современных мыслителей ставит вопрос о конце антропоцентристского субстанциализма, обнаруживая следы его следы в огромном множестве философских систем - от экзистенциализма до персонализма и от теологии до марксизма. Как констатирует Нанси, вопрос: «Что есть человек?» является неразрешимым, поскольку любое решение того вопроса сопряжено с гипостазированием некой произвольно взятой атрибуции человеческого существа в качестве его сущности. Если у Ж.-П.Сартра сущность обреталась человеком после обретения им существования, то у Ж.-Л.Нанси человеческая сущность «так никогда и не приходит». Человеческое существо оказывается, таким образом, существом-без-сущности. Человек существует, причем существует в модусе тотальной феноменальности, как существо-явленное-в-показе. Стремясь освободить исследование человека от бремени метафизики, а философию - от метафизического гуманизма, Нанси утверждает, универсализация различных типов социального существования под эгидой инстанции, которая пышно именуется «единое человечество», невозможна. Нельзя обнаружить и потаенный «план природы» (И.Кант), довлеющий над жизнью каждого человеческого существа. По сути, «деконструктивисткое» отношение к гуманистическим философиям совпадает у Нанси с желанием избавиться от излишней семаптизации проблемы человеческого существования: в большинстве постановок вопроса о человеческом существовании для французского философа слишком много «литературы». В поисках десементизированной (и десемантизирующей) инстанции человеческого бытия Нанси обращается к категории тела, которое, по его представлению, в той же мере продуцирует смыслы, в какой и обозначает предел смыслообразования. Способствуя циркуляции смыслов, тело одновременно выступает как препятствие их возможной тотализации в форме «Духа», «Бога» или (не в меньшей степени) «Человека». Воспринимая тело как нечто единичное и одновременно множественное («единичное-множественное»), Нанси приходит к всеобъемлющей унификации тел в качестве сингулярных объектов. В той мере, в какой Ж.-Л. Нанси все более склоняется к тому, чтобы рассматривать индивидуальные человеческие проявления как условие причастности к некой всеобщей биосоциальной матрице человеческого бытия, построения французского мыслителя начинают играть роль самой продуманной и последовательной онтологии и антропологии глобализующегося мира.

Пьер Бурдье делает ставку на анализ взаимосвязи определенных форм социальной организации с характером распределения и перераспределения социальных ресурсов (в вещи. Археология гуманитарных наук. - СПб.: А-сас1, 1994. Фуко М. Что такое Просвещение//Вопросы методологии. 1996, №1-2. терминологии французского социального теоретика «капиталов»), позволяющими осуществлять доминирование в той или иной области социальной жизни (он называет эти области «полями» или «подпространствами» социального пространства). Французский мыслитель основывается на том, что человеческое существование всегда социально, а дифференциация «полей» или «подпространств» неизменно выражает разграничение видов власти. Таким образом, власть, представленная в виде «капитализированных» ресурсов, становится средоточием общественного бытия человека. «Капитализация» ресурсов, осуществляемая как посредством создания/обретения специфического организационного арсенала, так и посредством усвоения необходимых поведенческих техник и ментальных особенностей, определяет рамочные условия пребывания человека в обществе. В первом случае «капитализация» выражается в объективации, когда обретаемый «капитал» приобретает характеристики материального свойства, во втором - она предполагает становление особых субъективных качеств, «капитал» при этом оказывается суммой качеств, усвоенных и демонстрируемых на телесном уровне. Разграничение конкретных видов социальных капиталов осуществляется в соответствии с поляризацией его «институализированного» и «инкорпорированного» состояний. Соответственно, самым «материализуемым» капиталом, согласно П.Бурдье, оказывается экономический капитал, а одним из наиболее виртуальных - интеллектуальный капитал (принимающий форму знаний и навыков концептуализации). Борьба за разнообразные «капитализированные» ресурсы составляет, по П.Бурдье, лейтмотив общественной жизни. Эта борьба служит одновременно следствием и причиной поддержания всей системы социальных различий. Вместе с тем, сама она никогда связана с их непосредственной фиксацией. Напротив, борьба за распределение и перераспределение капиталов, совпадает с беспрестанно возобновляемой практикой различения, в форме которой принцип «разделяй и властвуй» («Divide et impera») каждый раз получает новое и неповторимое прочтение. Выявляя специфическую антропологию в социологических построениях Бурдье, можно усмотреть в них попытку имплантировать атрибуции экономикоцентристского поведения на уровень человеческой телесности, характеризуя с их помощью глубинные слои человеческих установок и мотиваций. Обоснованием подобной имплантации выступает бурдьерианская теория социоанализа, а ее эпифеноменом становится габитус (habitus), понимаемый французским автором, как единство социальных и ментальных структур. Социология габитуса предстает, таким образом, как полномасштабная антропология неоэкопомйческого человека.

Мишель Фуко представил наиболее последовательную программу «пробуждения» от того, что он называл «антропологическим сном». Критика антропологии сопровождалась у него уходом от концептуальных ходов, предложенных последователями феноменологии и философской герменевтики. В «Словах и вещах Фуко констатировал, что человек представляет собой недавнее изобретение, сама возможность которого связана с кризисом классической познавательной эпистемы. В той же книге философ обратился к читателям со зиамеиитым пророчеством о том, что недалеко то время, когда человек исчезнет как фигура на прибрежном песке. Вопрошание о человеке в горизонте его неизбежного и относительно скорого исчезновения, было, по мнению Фуко, предпосылкой исследования человеческого существа как познавательной категории, имеющей специфическую историю развития и применения. Пытаясь увязать свое происхождение с работой, которую он совершает, человек обнаруживает лишь то, что система социальных отношений, связанных с трудом и производством, уже предшествует приложенным усилиям. Стремясь найти основания своей неповторимости в принадлежности к миру живых существ, человек сталкивается с тем, что все эти основания возникли до него. Наконец, ища подтверждения собственной исключительности в языке, на котором он говорит, человеческое существо обрекается на осознание того, что произносимые им слова долговечнее его памяти. Желая обрести свое первоначало, человек обнаруживает лишь собственную конечность, фатальную ограниченность своих возможностей. Из этого могут последовать противоречащие друг другу выводы. Можно соблазниться антропологическим мифом о блаженной самодостаточности человеческого существа (принявшего облик «трансцендентального субъекта», который сам себе основание и опора). А можно обратиться к тому, что Фуко называет «антропологией конкретного человека» (восприняв «трансцендентальную субъективность» как дискурсивную функцию). Проект «антропологии конкретного человека» и есть первый проект исследования человеческой идентичности, которая представляет собой инстанцию неразличимости человеческого в человеке, рубеж его исчезновения и одновременно передний край поиска. Осуществление данного проекта было сопряжено у Фуко с реактуализацией опыта древних «техник себя» и античной идеологии «заботы о себе», которую философ счел более соответствующей его идее Современности, нежели христианская идеология «заботы о других».

Предмет и объект диссертационной работы. Обращаясь к теме измерения социальных, культурных и исторических дистанций между различным обществами, и автор работы стремится избежать мифа о «готовом» объекте исследования - один из главных теоретических мифов, который является достоянием не только антропологии (вместе с огромным количеством социально- и гуманитарно-научных дисциплин), но и философии. При этом в работе не просто констатируется «сконструированность» объекта социальной философии и социальной теории, но на материале анализа категорий «природа» и «культура» выявляются разнообразные (и иногда даже полярные друг другу) стратегии его конструирования.

Эти стратегии сопрягаются с деятельностью представителей наиболее известных направлений и школ социально-антропологического познания. Анализ этих стратегий отражает общую тенденцию эволюции обществознания, переносящего акценты своего внимания с изучения «объектов» на описание стратегий.

При этом фиксируется предметная область социально-антропологических исследований, которая при изучении человеческого существа открывается в пространстве между исследованием форм социальной практики и практикой (само)наблюдения в обществах различных типов, а при изучении социальной реальности - в пространстве между отношением к социальному факту как к вещи (Э.Дюркгейм) и отношением к вещи как к социальному факту (М.Мосс).

Также в работе выделяются две основные модальности предметного самоопределения социальной антропологии: этнологическая (этнографическая) и семиотическая. Первая модальность связана с наследием классической антропологии (эволюционизм, диффузионизм, функционализм и их современные ответвления), вторая - с наследием структуралистской («структуральной») антропологии (К.Леви-Строс и его последователи). В рамках первой модальности проблематизируются феномены этноса, этничности, диаспоры и др., в рамках второй - социального обмена, коммуникации, языка и т.д.

Теоретико-методологическая основа диссертации. Автор не разделяет господствующую до сих пор точку зрения, согласно которой первенство социальной философии по отношению к теории общества продиктовано тем, что философская работа сопряжена с абстракциями более высокого порядка. Современная социальная теория не случайно представляет собой социальную топологию: она увязывает любое оперирование абстрактными категориями с исследовательской практикой проблематизации социальных дистанций, которая дополняется аналитикой всевозможных процедур социального дистанцирования (отчуждения).

При подобной постановке вопроса важным представляет не превознесение уровня абстрактности, но изучение характера абстрагирования, которое непосредственно соотносится со всем массивом социальных различий и способами их проведения. Актуальность данной диссертационной работы обуславливается рассмотрением человека не просто как эпифеномена общественных отношений (К.Маркс), а как особого существа, сформированного социальными дистанциями и их формирующего. Не случайно изучение человеческой идентичности мыслится при этом как рассмотрение социальной топики существования, которая обозначается контурами человеческой телесности. Особое значение приобретает в данном случае проблематизация человеческой телесности, интерпретация тела как инстанции соединения внешнего и внутреннего в человеке и одновременно как некой узловой точки (само)отчуждения.

В диссертационной работе переосмысляются два метода, сформировавшиеся в классическую эпоху обществознания: возникший в лоне социологии метод «идеальных типов» М.Вебера и традиционный для социальной антропологии сравнительно-исторический метод (метод социокультурной компаративистики), предложенный символическим отцом-основателем данной дисциплины Дж.Дж.Фрезером. Автор работы не ограничивается критикой данных методов, но предлагает им альтернативу -метод экзистенциальной компаративистики. В обосновании данного метода в работе делается ставка на сочленение формационного и цивилизациопного подходов. Преобразуются как предметные рамки их применения, так и способы, с помощью которых они берутся па вооружение.

Вместо бесконечного анализа непреложных закономерностей (с неизменным акцентом на воздействие экономических детерминаций) в диссертации отдается предпочтение выявлению характера закономерности существования различных форм общественных отношений (исходя из сопоставления степеней влияния отдельных разновидностей властных ресурсов в конкретную эпоху). Вместо столь же нескончаемого синтеза отличительных особенностей (характерного для приверженцев цивилизациопного подхода) в работе предлагается стратегия выявления социальной обусловленности любых универсалий (будь то философская картина мира, эстетические оценки, моральные припципы или юридические нормы), возможность исторического бытия которых тесно сопряжена с утверждением той или иной разновидности власти. (Это, в свою очередь, позволят выявить специфические характеристики как любого периода социальной истории, так и любого локуса, в пределах которого она вершится.) Таким образом, формационный подход предстает как средство познания способов общественной организации (т.е. конкретных констелляций отношений власти), дифференцирующихся в истории, цивилизационный же подход - как средство познания исторического бытия обществ, запечатляющих в себе эти способы.

В тексте диссертационной работы демонстрируется сочетание приемов «археологии знания» и «генеалогии власти», социоанализа поведения и мышления действующих субъектов. Вопреки дихотомии субъекта и объекта, воспроизводящей в данном случае древнюю дихотомию своего и чужого, автор диссертации обращается к концепциям «сконструированного объекта», концептуализация которого осуществлена в постструктуралистской мысли, и исторического субъекта, идея которого восходит к трудам Г.Гегеля и К.Маркса. Ложной дилемме «включенного» и «не включенного» наблюдения противопоставляется логика измерения социально-исторических разрывов (дистанций).

Цель и задачи диссертационной работы. Свою цель мы видим в превращение социальной антропологии в максимально широкую область социальных и гуманитарных исследований, захватывающих и тот круг проблем, связанных с общественным бытием человека, которые традиционно считались «метафизическими» и/или «экзистенциальными».

При этом концептуальное обсуждение проблематики социальной жизни невозможно без самого пристального рассмотрения экзистенциальных сторон самих социальных отношений, прежде всего пространственно-временных форм организации разнообразных социальных практик (в ходе осуществления которых происходит конституирование исторических способов существования человека и конструирование исторических типов человеческой идентичности). Экзистенциальное и онтологическое рассмотрение социального также составляет фундаментальную цель настоящей диссертационной работы.

Задачи, которые ставил перед собой автор диссертации, заключаются в том, чтобы:

1) выявить общие контуры проблематизации предмета социальной антропологии (в противовес как физической, так и метафизической антропологии);

2) вскрыть философские импликации различных подходов к интерпретации предмета социальной антропологии;

3) описать этнографическую (этнологическую) и семиотическую модальности социально-антропологического познания в их современном прочтении;

4) охарактеризовать сближение социальной антропологии с философией и социологией, выявить основные тенденции развития антропологической мысли;

5) обозначить ресурсы современного социально-антропологического познания на примере рассмотрения феноменов труда и социального обмена, наметить философские проблемы, связанные с изучением данных феноменов;

6) в рамках обращения к творчеству И.Капта, Ф.Ницше, Ю.Хабермаса и М.Фуко раскрыть концептуальное наследие современной социальной антропологии;

7) концептуализировать современную социальную антропологию как философское исследование человеческой идентичности;

8) в рамках рассмотрения категорий социального пространства и социального времени, а также понятий «Запад» и «Восток» наметить онтологический горизонт социальной антропологии;

9) развернуть праксеологическое измерение социально-антропологического познания, проследить генезис социальных практик, типов истины и форм властных детемипаций в истории;

10) обосновать метод экзистенциальной компаративистики;

11) определить характеристики современного постгуманитарного, постметафизического и постсоциологического вопрошания о человеке.

Научная новизна диссертационной работы. На протяжении долгого времени в философии господствовала точка зрения, в соответствии с которой рассмотрение проблем человеческого существования было сконцентрировано на метафизическом поиске человеческой сущности. В рамках попыток последовательного разграничения «рефлективной» и «волюативной», «научной» и «софийной» парадигм теоретического познания философский академизм устранял от себя возможность обращения к современному антропологическому знанию, в котором прояснение границ человеческого Я было в равной степени как экзистенциальной, так и социальной проблемой.

Данное кредо философского академизма дополнялось эмпиристскими устремлениями сторонников позитивизма в социальной теории, которые воспринимали избавление от «всего личного» (и прежде всего уход от процедур интроспекции) как неотъемлемое условие продуктивного рассмотрения любого антропологического объекта, представленного в соответствии с эпистемологическим каноном строгой науки. Подобный подход (несший на себе отметины экономикоцентристского желания обращаться к исследованию социальных «механизмов» и «функций» в противовес исследованию людей и отношений между ними) оборачивался тем, что даже самые добротные полевые исследования в области социальной антропологии исполняли роль приложений к теории нейтрального и безучастного наблюдателя-демиурга. В итоге социальные антропологи лишали себя сколько-нибудь определенных перспектив в прояснении теоретических допущений и методологических принципов, кладущихся в основание их изысканий.

Научная новизна диссертационной работы определяется последовательно реализуемой ставкой ее автора, во-первых, на философское исследование имплицитных посылок и неявных допущений традиционного социально-антропологического познания, во-вторых, па «прививку» социальной философии концептуальных новаций и практической ангажированности современной социальной антропологии. Создается концептуальный каркас оригинального рассмотрения проблемы человеческой идентичности, изучение которой изымается из безраздельного ведения психологии и культурологии. На основе приемов структурирования мифологических повествований подвергаются анализу структурные принципы господствующих антропологических нарративов. Таким образом, наиболее успешные методики социальной антропологии отрабатываются и верифицируются на ее собственном материале (в том числе и на материале ее собственных теоретических «мифов»).

Базирующаяся на кропотливом тестировании границ и форм применения многих методов и теорий современной гуманитаристики, диссертационная работа обозначает перспективу инновационного взаимодействия социально-философского и социально-антропологического познания.

Положения, выносимые па защиту: о В настоящее время социально-антропологическое познание захватывает и тот круг проблем (связанных с общественным бытием человека), которые традиционно считались «метафизическими» и/или «экзистенциальными». о Вместе с тем, социальная антропология раскрывает экзистенциальные и/или онтологические аспекты самих общественных отношений. Социальная антропология демонстрирует определяющую роль последних в формировании разнообразных типов человеческой идентичности. о Анализ взаимосвязи институциональных образований и исторических изменений открывает прексеологическую перспективу социальной антропологии. о В рамках обоснования данной перспективы социально-антропологического познания наиболее важным становится вопрос о том, что заставляет нас менять сами способы осуществления изменений, т.е. системы действий, которые характеризуют облик конкретного общества или конкретной исторической эпохи. о Исследование современных обществ в контексте социальной антропологии является (вместе с исследованием Современности «как таковой») не просто ключем к познанию предшествующих этапов общественного развития (как ставил вопрос еще Маркс). Это исследование представляет собой единственное средство против «осовременивания» жизненных укладов предшествующих эпох (равно как и против «озападнивания» жизненных укладов не-западных народов). о Причины теоретического кризиса традиционной социальной антропологии (понятой как этнология или этнография) связаны с кризисом социальных и политических технологий западного гуманизма, основанного на претензии говорить от имени человека-как-такового. о Распространенные среди этнографов/этнологов представления о возможности эмпатии («вчуствования») в Другого оборачиваются, на деле, полной или частичной имплантацией в него собственного Я исследователя. Само исследование превращается при этом во «внутреннюю» колонизацию исследуемого (дополняющую и продолжающую колонизацию «внешнюю»). о Альтернативой эмпатии и обосновывающей ее стретегии «включенного наблюдения», предложенной Б.Малиновским, является стратегия социально-исторического дистанцирования, которая не воспроизводит, однако, и ставку на абсолютное обособление от «объекта», исполненное в духе позитивистской идеологии нейтрального наблюдения. Вместо этого стратегическим выбором социальной антропологии становится измерение объективных социальных, культурных и исторических дистанций, имеющихся между исследователем и исследуемым. о Развитие социальной антропологии сопряжено с ее превращением экзистенциальную компаративистику, объединяющую цивилизационный и формационный анализ в их традиционном прочтении. о Классический спор о соотношении предметных сфер истории и этнографии (этнологии) находит разрешение благодаря видоизменению направленности социально-антропологического познания, которое оказывается сопряжено с исследованием исторического состояния общественных отношений под углом зрения объективации идентичности (существовать в обществе - значит обладать властью быть). о Современный спор о соотношении предметных сфер социальной антропологии и социальной онтологии разрешается благодаря тому, что в фокусе внимания антрополога оказывается не общественная дифференциация, зафиксированная в форме пространственных детерминаций, но совокупность различительных процедур, которые создаются и используются людьми в процессе социальной жизни (становиться собой -значит не просто отличаться, но и отличать себя от других).

Теоретическая и практическая значимость работы. В тексте работы предлагается новая интерпретация проблематики человеческой идентичности, рассматриваемой исходя из той определяющей роли, которую играют в ее формировании общественные отношения. Проводится мысль о том, что свой экзистенциальный статус мысли и действия людей приобретают ислючителыю в рамках объективации опыта нашего социального бытия. Прослеживается, каким образом наиболее весомые и глубинные аспекты данного опыта начинают составлять самую суть исторической экзистенции мыслящих и действующих субъектов (к какому бы времени они не принадлежали и какое бы пространство не стремились обжить).

В том случае, если проблематика идентичности будет восприниматься с точки зрения того, каким образом идентичность запечатлевает множественность аспектов и условий нашего существования, ее исследование окажется эвристическим подспорьем в противостоянии многочисленным издержкам культурной, социальной и интеллектуальной унификации. Именно этот подход к пониманию идентичности представлен в тексте данной диссертационной работы, практическое и теоретическое значение которой связано с имеющимися в ней ресурсами выявления взаимосвязи между лозунгами «мультикультурализма» и насильственной экспансией, принципами «политической корректности» и идеологической догматикой, декларациями «прав человека» и обоснованием национального превосходства.

Внимание к переосмыслению проблематики идентичности приобретает, таким образом, статус социально-политической задачи, с решением которой сталкивается любое общество, не желающее расстаться с представлениями о своей самобытности. Концептуальный инструментарий данной диссертационной работы позволяет не только обосновать возможные решения этой задачи, но и - что еще более значимо на современном этапе - правильно прояснить ее суть. Представленные в тексте диссертации подходы обозначают перспективу изменения теоретико-методологических принципов современной философской, политологической, исторической и культурологической компаративистики. Эти подходы намечают новые - социально-антропологические - ориентиры, необходимые для осуществления прикладной экспертизы в области исследования социальных институтов и практик, систем и процессов, установок и принципов.

Текст диссертационной работы содержит теоретический и методологический арсенал, который может быть использован для проведения дальнейших исследований в области социальной философии, теоретической социологии, и конечно, социальной и политической антропологии. Результаты исследований и размышлений, представленные в диссертации могут быть использованы при подготовке учебных курсов: «Социальная антропология», «Политическая антропология», «Социальная философия», «Философская антропология», «Философия политики» и т.д.

Апробация работы. Основные идеи и положения, содержащиеся в тексте диссертацинной работы, апробировались автором в рамках различных научных мероприятий:

На II общероссийском политологическом конгрессе (г. Москва, МГИМО (У), 2000 г.) в форме доклада («К проблеме интерпретации понятия власти»)

На конференции Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова «Человек-Культура-Общество» (г. Москва, 2002 г.), посвященной 65-летию восстановления философского факультета в структуре МГУ в форме доклада («Глобализация как предмет философского суждения») и его обсуждения на секции «Социальная философия».

На конференции философского факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова «На пути к единому человечеству?» (г. Москва, 2003 г.) в форме доклада («Тело и глобализация») и его обсуждения.

На конференции Независимого комитета по сертификации учебных материалов, посвященной итогам реализации проекта «Инновационное развитие образования» (г. Москва, 2004 г.) в форме отчетного доклада по результатам подготовки учебных курсов «Социальная антропология», «Политическая антропология» и его обсуждения.

На конференции Независимого комитета по сертификации учебных материалов, посвященного презентации результатов проекта «Инновационное развитие образования» в форме мастер-класса «Социально-антропологический дискурс сегодня» (г. Санкт-Петербург, 2004 г.)

На теоретических семинарах Института историко-теоретических исследований (ИГИТИ) Высшей школы экономики (ГУ-ВШЭ) в форме выступлений и дискуссий.

Кроме того, текст диссертации был апробирован в ходе чтения учебных курсов ведения семинарских занятий по теме «Социальная и политическая антропология» на философском факультете Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова, а также в рамках совместной магистерской программы социологического факультета Высшей школы экономики (ГУ-ВШЭ) и социологического факультета Московской высшей школы социальных и экономических наук (МВШСЭН).

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из восьми глав, введения и заключения.

Основные положения диссертации, отражены в следующих публикациях автора. Монография:

Социальная антропология. - М.: Маркет ДС, 2005. - 608 с. Избранные публикации:

Ашкеров А.Ю. Борьба палестинского энциклопедиста/Ютечественные записки. 2003, №5.

Ашкеров А.Ю. Власть веры или власть принуждения?//Вестник РАН. 2000. Т. 70. №11. Ашкеров А.Ю. Гражданин мира полисов//Человек. 2002, №6. Европейская интеграция: анализ теории и практики//Вестник РАН. 2002. Т. 72, №8. Ашкеров А.Ю. Жан-Люк Нанси как антрополог Современности.//Человек. 2001, №5. Ашкеров А.Ю., Ашкеров Ю.В. Исследовательский университет: уходящая натура или воспоминание о будущем?//Платное образование. 2004, №12.

Ашкеров А.Ю. Клод Леви-Строс и структуралистская революция в социально-антропологическом познании//Человек. 2004, №№4-5.

Ашкеров А.Ю. Между «живым прошлым» и ускользающей Современностью//Социологическое обозрение. 2003. Том. 3, №4. Ашкеров А.Ю. Метаистория метаистории и декодирование Хейдена Уайта//Социологическое обозрение. 2002. Том 2, №1.

Ашкеров А.Ю. Мораль, разум, глобализация//Социологическое обозрение. 2002. Том 2, №1.

Ашкеров А.Ю. Начала труда и конец производствам/Отечественные записки. 2003, №2. Ашкеров А.Ю. Яеориенталистские мотивы в жизни и творчестве Эдварда Саида.//Социологическое обозрение. 2002. Т. 2. Вып. 4. Ашкеров А.Ю. Непроизводственные сообщества.//Русский журнал. Май 2003. Ашкеров А.Ю. Политика и человеческое бытие в работах Мишеля Фуко//Человек. 2002, №1.

Ашкеров А.Ю. Проблема взаимоотношений человека и власти в работах Мишеля Фуко//Вестник РАН. 2002. Т. 72, №8.

Ашкеров А.Ю. Проблема идентичности у Иммануила Канта//Человек. 2001, №6. Ашкеров А.Ю. Пьер Бурдье/Ютечественные записки. 2003, №1. Ашкеров А.Ю. Пьер Бурдье: т тетопит//Социологическое обозрение. 2002. Т. 1. Вып. 1.

Ашкеров А.Ю. (отв. ред и сост.) Сумерки глобализации. Настольная книга антиглобалиста. - М. - АСТ-Ермак, 2004.

Ашкеров А.Ю. Труды о труде//Вестник РАН. 2003, №12.

Ашкеров А.Ю. Философия труда//Социологическое обозрение. 2003. Т. 3. Вып. 2. Ашкеров А.Ю. Экономическая и антропологическая интерпретации социального обмена//Социологический журнал. 2001, №3.

Заключение научной работыдиссертация на тему "Философские проблемы современного социально-антропологического познания"

Заключение

Представления об областях компетенции философского и антропологического знания в настоящее время радикальным образом изменились. По сути, развитие современного социального познания связано с преодолением расстояния между философией и антропологией, что означает, в свою очередь, модификацию их взаимодействия. Посредницей в их взаимодействии выступает уже не философская антропология, а социология. С одной стороны, в той мере, в какой философия все больше стала превращаться в область полевых разработок и мыслительных экспериментов, она все сильнее начала нуждаться в том опыте прикладного познания, который мог бы быть ей предоставлен лишь как дар со стороны антропологии (изначально сконцентрированной на аналитике различных видов человеческой идентичности). С другой - постепенно расширился и философский горизонт самой антропологии, столкнувшейся с проблемой объяснения своего эвристического кредо и вынужденной озаботиться раскрытием концептуальных допущений, которые (в процессе освобождения от позитивистских иллюзий и упований) смогли бы подтвердить статус применяемых ею методов и теорий.

Осмысление двух указанных тенденций является неотъемлемой частью принципов социальной антропологии и заключает в себе суть теоретико-методологического выбора автора данного проекта. Симптоматично, что обе описанные «революции» (в антропологии и философии) произошли под знаком социологического поворота в гуманитарных науках, дополнившего и расширившего более известный лингвистический поворот: и философия человека, и прикладная антропология вынуждены были обратиться к рассмотрению социального, социальных отношений как важнейшей инстанции человеческого бытия.

Парадокс социального, который был открыт в результате произошедшего социологического поворота в гуманитаристике, заключается в том, что те аспекты нашего существования, которые обычно признавались непреложно экзистенциальными (пространство, время, действие, мысль, судьба, «Я», сама жизнь и сама смерть человеческих существ), с неумолимостью раскрыли свою «социальность». При этом исследование социального оказалось напрямую связанным с ниспровержением принципа «В науке нет ничего личного» и с активной концептулизацией личных историй и траекторий жизни отдельных людей.

В диссертации последовательно реализуется стремление избежать как крайностей «субъективизма» (отличающих некоторые работы экзистенциалистского, персопалистского, феноменологического толка), так и крайностей «объективизма»

(характерных для некоторых последователей марксизма, функционализма, системного анализа и т.д.). В современном социально-философском познании первая крайность дает о себе знать в отсутствии внимания к объективированным формам существования личности, которое сводится лишь к сумме портретных черт и биографических атрибутов, не получающих социально-теоретического прочтения. Вторая крайность проявляет себя в отсутствии внимания к разнообразным формам субъективации, с которыми сопряжена социальная жизнь, предстающая при подобном подходе лишь как процесс бесперебойного функционирования общественных институций. Трансформировать вопрос о человеческой сущности в вопрос о человеческой идентичности можно, на взгляд автора диссертационной работы, лишь преодолев обе указанные крайности.

Автор исходит из тезиса, согласно которому проблематизация человеческой идентичности оказывается возможной в том случае, когда, с одной стороны, различия между людьми концептуализируются с точки зрения различий, существующих в обществе, а с другой - контуры человеческого бытия намечаются в процессе проведения различий между «собой» и «другими», что составляет не только лейтмотив социальной жизни, но и важнейшее открытие социальной антропологии. Позволяя избавиться и от «сдержек» натурализма и от «противовесов» антинатурализма, данная постановка вопроса предоставляет возможность дистанцироваться и поставить под вопрос традиционную для социально-антропологического познания дихотомию природы и духа, довлеющую над современным познанием в форме ложной альтернативы между теорией и практикой.

Социальная антропология представляет собой обширное направление социально-научных и гумапитарно-научных исследований, развитие которого подкрепляется все более изощренным анализом собственных «основоположений» (с применением рефлексивных методик современных критических философий). При этом стратегическим выбором социальной антропологии является изучение взаимосвязи социальных и ментальных структур.

о Предметом социальной антропологии могут выступать не только и не столько так называемые первобытные или традиционные общества, сколько общества современные. При этом избрание в качестве объекта социально-антропологического познания «живого прошлого» ни в коей мере не противостоит вниманию к ускользающей Современности.

о Особое значение приобретает в данном контексте феномен рутинизации повседневных действий, обуславливающий возникновение всего, что входит в понятие повседневности. Внимание к «живому прошлому» не как к альтернативе, а как способу бытования современных обществ, непосредственно связано с прояснением вопроса о статусе необратимости исторических изменений. Многообразные аспекты Современности (и глобализацию как ее стратегическую установку) необходимо интерпретировать с точки зрения функционирования общественных институтов. Последние рассматриваются в этом контексте как средства сохранения в неприкосновенности форм легальной/легитимной изменчивости.

о Анализ взаимосвязи институциональных образований и исторических изменений открывает прексеологическую перспективу социальной антропологии. В рамках обоснования данной перспективы социально-антропологического познания наиболее важным становится вопрос о том, что заставляет нас менять сами способы осуществления изменений, т.е. системы действий, которые характеризуют облик конкретного общества или конкретной исторической эпохи.

о Исследование современных обществ в контексте социальной антропологии является (вместе с исследованием Современности «как таковой») пе просто ключем к познанию предшествующих этапов общественного развития (как ставил вопрос еще Маркс). Это исследование представляет собой единственное средство против «осовременивания» жизненных укладов предшествующих эпох (равно как и против «озападнивания» жизненных укладов не-западных народов).

о Причины теоретического кризиса традиционной социальной антропологии (понятой как этнология или этнография) связаны с кризисом социальных и политических технологий западного гуманизма, основанного на претензии говорить от имени человека-как-такового. Распространенные среди этнографов/этнологов представления о возможности эмпатии («вчуствования») в Другого оборачиваются, на деле, полной или частичной имплантацией в него собственного Я исследователя. Само исследование превращается при этом во «внутреннюю» колонизацию исследуемого (дополняющую и продолжающую колонизацию «внешнюю»).

о Альтернативой эмпатии и обосновывающей ее стретегии «включенного наблюдения», предложенной Б.Малиновским, является стратегия социально-исторического дистанцирования, которая не воспроизводит, однако, и ставку на абсолютное обособление от «объекта», исполненное в духе позитивистской идеологии нейтрального наблюдения. Вместо этого стратегическим выбором социальной

антропологии становится измерение объективных социальных, культурных и исторических дистанций, имеющихся между исследователем и исследуемым.

о Препятствием и одновременно стимулом подобного измерения служит то, что указанные дистанции являют себя в форме природных (или квазиприродных) «данностей» (в том числе и в форме детерминаций физического пространства). При рассмотрении каждой такой «данности» антропологу следует отдавать себе отчет в том, что «реконструкция» некоего социокультурного опыта неизменно чревата его «деконструкцией» (с которой она начинается и которой неизменно заканчивается).

о Сравнительно-исторический (компаративистский) метод исследования, характеризовавший социальную антропологию с момента ее возникновения, получает в настоящее время новое прочтения. Автор работы рассматривает его в контексте выявления взаимосвязи между идентичностью, отношениями доминирования и детерминирующими факторами социального бытия.

о В работе показывается, что в указанном контексте метод сравнительно-исторического анализа приобретает философское звучание и особый эпистемологический статус. В фокусе социально-антропологического познания теперь оказывается компаративистики жизненных форм (способов существования) или экзистенциальная компаративистика. В отличие от методологии идеальных типов, предложенной М.Вебером, последняя не ограничивается оперированием специально созданными теоретическим абстракциям.

о В работе делается вывод о том, что с точки зрения экзистенциальной компаративистики интерес аналитика заключается в выявлении меры причастности абстракции так называемой реальной действительности. Процедура выявления этой меры осуществляется в духе марксовой постановки вопроса об абстрактности наиболее элементарных объектов наблюдения, предстающих в форме вещей, событий или «фактов». В работе обосновывается необходимость исследования социальном генезисе абстракций, которые оказываюся «реальнее самой реальности» (Л.Альтюссер) и функционируют в качестве рамок конкретно-исторических действий.

о По мере превращения социальной антропологии в экзистенциальную компаративистику она оказывается сопряженной: во-первых, с изучением исторического состояний общественных отношений (отношений социальной власти) как важнейшего фактора объективации идентичности (существовать в обществе - значит обладать властью быть); а во-вторых, с описанием характера общественной дифференциации (распределения социальной власти) в онтологическом аспекте (становиться собой - значит не просто отличаться, но и отличать себя от других).

о Огромное значение для социально-антропологического познания приобретает исследование процесса глобализации. При этом абмивалентность глобализационных перемен для интерпретации человеческого бытия трудно переоценить. С одной стороны, в эпоху этих перемен социальные антропологи начали воспринимать свою деятельность под углом зрения проблематизации идентичности. С другой - глобализация предъявляет особый вызов: вне рассуждений о том, что значит обладать идентичностью, вопрос о человеке фактически упраздняется.

о В работе исследуется, каким образом «обладание идентичностью» сводится, по сути, к демонстрации прерогатив человека обладающего, homo oeconomicus. Homo oeconomicus превращается пе только в венец социальной истории, но и в «естественного человека» par excellence. Новое издание рассуждений о «естественном человеке» соотносится с темой телесности, причем тело выступает сразу в двойном качестве -абсолютно уникального и абсолютно стереотипного объекта. Это сочетание уникальности и стереотипности составляет не только одну из самых важных характеристик человеческого существа в его современной трактовке, но и один из самых значимых артефактов, влияющих на «социализацию» и «инкультурацию» человека в наши дни.

Список научной литературыАшкеров, Андрей Юрьевич, диссертация по теме "Социальная философия"

1. Нет других объектов, кроме силы. Сила сталкиваются только с силой.1.. Нет других предметов, кроме взаимоотношения сил. Силы различаются и по-разному сталкиваются друг с другом.

2. Каждый из них является своего рода краеугольным камнем онтологии Ницше-Фуко-Делеза об этом подробнее см, в частности, у Жиля Делеза в его книге о Фуко.

3. В концепции социального пространства и само это пространство, и сопряженное с ним физическое пространство абстрактны. В концепции политического пространства все наоборот: и физическое, и политическое пространства неизменно являются конкретными.

4. Распределять во времени: «укорачивать» время или наоборот его «удлинять», лимитировать временные ресурсы или, напротив, их делимитировать, тратить часы, минуты и секунды или их скапливать, признавать темпоральным или вне-темпоральным.

5. В сторону принятия данной точки зрения, в частности, довольно быстро эволюционировал А. С. Панарин.

6. Нет ничего более волюнтаристского, чем этом детерминизм, и более детерминистского, нежели этот волюнтаризм.

7. Деррида удачно подмечает: «Толкуя негативность как труд, ставя на дискурс, смысл, историю и т.п., Гегель поставил против игры, против удачи» Деррида. там же; с. 147].

8. Здесь, как нетрудно заметить, Маркс оказывается перед вызовом кантианства, предполагающего наличие у вещей непознаваемого «второго дна».

9. Именно поэтому любые мыслительные эксперименты Маркса по изъятию потребительной стоимости оборачиваются лишь демонстрацией неизбежной гипотетичности сущностных свойств труда и вещей.

10. Далее мы покажем, что по отношению к взаимосвязи производства и воспроизводства применима логика «сообщающихся сосудов». Ни производство, ни воспроизводство не могут усиливаться за счет друг друга и, следовательно, в противовес друг другу.

11. См. об этом, в частности, в Табачникова; Мишель Фуко: историк настоящего; 1996; с. 414-418.