Типовой алгоритм синтеза комбинированной системы автоматического управления

Курсовая работа

Тема: "Типовой алгоритм синтеза комбинированной САУ"

9. Построение САУ с использованием методов нечёткой логики

Необходимо построить САУ с использованием методов нечёткой логики (фаззи-логики), оставив регулятор Р чётким, а компенсатор К выполнить нечётким.

Традиционный подход к синтезу САУ основывается на том, что модель ОУ заранее известна и задана либо в виде экспериментальных переходных характеристик, либо в виде передаточных функций отдельных каналов объекта. При известной цели управления алгоритм функционирования управляющего устройства (УУ) в этом случае однозначно предопределяется самой моделью и целью управления.

Однако на практике при автоматизации сложных технологических процессов, в том числе и процессов горно-обогатительного производства, получить математическую модель, достаточно полно отражающую реальные процессы в объекте, практически невозможно. Поэтому большинство реально действующих в промышленности автоматических систем управления сложными процессами создано, как правило, с использованием не только методов классической теории управления, но и с использованием методов экспериментального уточнения параметров системы, т.е. так называемой «настройкой системы на объект».

В настоящее время на смену этим методам приходят новые методы создания алгоритмов управления, выполненные на основе так называемой нечёткой логики (фаззи-логики).

9.1 Структурная схема комбинированной САУ с нечётким компенсатором

Необходимо составить структурную схему САУ с нечётким компенсатором, подав на него сигналы возмущения f и его производной f^’ .

На рисунке 6 представлена структурная схема комбинированной системы регулирования с Fuzzy-компенсатором:

Рис. 7. Структурная схема САУ с Fuzzy-компенсатором

Fuzzy-компенсатор содержит три основных блока: F – блок фаззификации БФ, I – блок нечеткого вывода БНВ (блок принятия решений), D – блок дефаззификации БДФ.

Вся информация о стратегии управления заложена в базе знаний в виде правил условного логического вывода: Если…. тогда… Эти правила получаются за счет тщательного изучения ОУ и цели его управления путем анкетного опроса экспертов (технологи-операторы, специалисты по автоматизации).

Центральным звеном является БНВ, в котором нечеткая информация о возмущении f (его производной) формирует нечеткое множество управления.

Выполняется инференц-процедура, в результате которой объединяются выводы нечетких правил, и результатом этого объединения является усеченное множество управляющих воздействий.

БФ преобразует конкретное измеренное значение возмущения с помощью некоторой функции принадлежности в нечеткое множество. В БДФ происходит обратный процесс.

9.2 Расчёт управляющего воздействия нечёткого компенсатора

Необходимо рассчитать компенсирующее воздействие нечёткого компенсатора u₂ для случая, когда |f| = 0,2 и |f^’ | = 0,1. Упрощённый алгоритм нечёткого управления представлен следующими двумя правилами:

Правило №1: Если |f| = ПБ ИЛИ |f^’ | = ПН, тогда U_к = ПБ;

Правило №2: Если |f| = ОБ И |f^’ | = ПН, тогда U_к = ПН.

Fuzzy-логика осуществляется в 3 этапа:

I этап – фаззификация .

Фаззификация осуществляет переход от четких измеренных значений f и f’ к нечеткому множеству значений входа. Этот переход осуществляется с помощью функций принадлежности. Каждому значению f ставится в соответствие определенное значение функции принадлежности. После этого начинается II этап – разработке нечетких правил.

Вычисление этих правил состоит из двух процедур: сначала рассчитывается все в части Если, а потом в части Тогда.

Посылка «ЕСЛИ», первого правила, содержащая внутри себя союз «ИЛИ» даёт значение функции принадлежности m₁ (f₁ , f₂ ), соответствующее логической конъюнкции:

m₁ (f, f^’ ) = max{m_ПБ (f), m_ПН (f^’ )} = max {0,4; 0,8} = 0,8;

m₂ (f, f) = min{m_ОБ (f), m_ПН (f^’ )} = min {0,4; 0,2} = 0,2.

Теперь в соответствии с композиционным правилом Мамдани:

m_j ⁿ (x, u_j ) = min{m_j (x), m₁ (u_j )} (6.1)

где m_j ⁿ (x, u_j ) – ФП, характеризующая i – лингвистическое значение управляющего воздействия u в j – правиле;

x – вектор входных переменных.

Можно определить результирующие функции принадлежности, характеризующие импликации правил 1 и 2 (приложение 5.), где mⁱ _{U 2} – функции принадлежности, характеризующие фаззи-множества управляющих воздействий u. Так как функции m_1,2 (f₁ , f₂ ) принимают конкретные значения, меньшие единицы, то результатам импликации соответствуют «усечённые» функции принадлежности mⁱ _{U 2} (приложение5).

Выполняя процедуру фаззи-объединения функций mⁱ _{U 2} (агрегирование) получаем результирующую функцию принадлежности m^* (U₂ ) (приложение 5).

Заключительным этапом Fuzzy-логики является

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать