Под влиянием различных факторов, в том числе неконтролируемых и неуправляемых, выходные параметры процесса механической обработки изменяются во времени. Чтобы обеспечить рациональные условия и режим реализации процесса, необходимо осуществлять периодическую оценку состояния процесса и определять управляющие воздействия, обеспечивающие заданные выходные параметры.
Задача диагностики и управления объектами, в том числе технологическими процессами, в условиях неопределенности технологической информации связана с проблемой распознавания образов, т. е. установлением вида или класса образа на основе его признаков. В области технической диагностики и управления известны два широко распространенных метода классификации и анализа образов: применение «словарей неполадок» и кластерный анализ [1, 2].
Процесс, характеризующийся m выходными параметрами Yi и k управляемыми факторами xj , под действием возмущающих факторов может перейти в состояние, характеризующееся выходными параметрами Yi o. Необходимо определить управляемые факторы Xi 1 , обеспечивающие первоначальное состояние процесса (с выходными параметрами Yi ).
Если математические модели, связывающие выходные параметры и управляемые факторы, адекватно отражают технологический процесс, то можно разложить их в ряд Тейлора, исключить члены второго и более высоких порядков и ввести обозначения:
Если все выходные параметры требуется изменить на конкретную величину, получим традиционную систему m уравнений при k неизвестных, методика решения которых известна и сводится обычно к решению ступенчатой системы уравнений.
Однако математические модели, описывающие взаимосвязь выходных параметров процессов механической обработки с входными, не всегда адекватно отражают эту взаимосвязь. Многие модели получены с использованием многочисленных допущений, не учитывают влияния ряда управляемых и неуправляемых факторов, а разность между расчетными и фактическими значениями выходных параметров составляет 20…30% и более. В таких случаях для идентификации состояния процесса и определения управляемых факторов, обеспечивающих рациональные режимы, следует использовать экспертные системы.