Типовой алгоритм синтеза комбинированной системы автоматического управления (стр. 5 из 5)
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 Uк = ПБ;
Правило №2: Если |f| = ОБ И |f’| = ПН, тогда Uк = 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{mПБ(f), mПН(f’)} = max {0,4; 0,8} = 0,8;
m2 (f, f) = min{mОБ(f), mПН(f’)} = min {0,4; 0,2} = 0,2.
Теперь в соответствии с композиционным правилом Мамдани:
mjn (x, uj) = min{mj(x), m1(uj)} (6.1)
где mjn (x, uj) – 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 miU2 – функции принадлежности, характеризующие фаззи-множества управляющих воздействий u. Так как функции m1,2 (f1, f2) принимают конкретные значения, меньшие единицы, то результатам импликации соответствуют «усечённые» функции принадлежности miU2 (приложение5).
Выполняя процедуру фаззи-объединения функций miU2 (агрегирование) получаем результирующую функцию принадлежности m*(U2) (приложение 5).
Заключительным этапом Fuzzy-логики является дефаззификация, которая сводится к определению точного значения управляющего воздействия u по нечеткому множеству. Она выполняется чаще всего по методу центра тяжести, согласно которому для непрерывной функции искомое значение управляющего воздействия определяется как абсцисса центра тяжести площади фигуры, образованной этой функцией и осью u.
.На практике широко используется упрощённая формула, в которой интеграл заменяется суммой, т.е.
где ui – абсцисса среднего (центрального) значения выходного множества (управляющих воздействий);
mpi(u) – функция принадлежности – высота отсечения – выходного множества (управляющих воздействий).
Заключение
В данной работе выполнен синтез комбинированной САУ техническим объектом, заданным в форме экспериментальных переходных характеристик. Произведен выбор математической модели объекта управления в форме передаточных функций по управляющему и возмущающему каналам, выбран ПИ алгоритм управления и произведен расчет параметров ПИ-регулятора графоаналитическим методом. Рассчитан физически реализуемый компенсатор, обеспечивающий компенсацию возмущений. Построены кривые переходных процессов в системе и определены показатели качества. Осуществлен переход од аналогового (непрерывного) регулятора к НЦУ. Построена САУ с использованием методов нечёткой логики. Рассчитано компенсирующее воздействие нечёткого компенсатора.
Список используемой литературы
1. Теория автоматического управления. Расчёт САУ горного производства с использованием ЭВМ: Метод, указания для студентов спец. 2105 / ЛГИ Сост.: В.И. Златкин, С.В. Стороженко. Л., 1991 г. 46 с.
2. Лукас В.А. Основы теории автоматического управления. Л.: Недра, 1977 г. 376 с.
3. Медведев Р.Б., Бондарь Ю.Д., Романенко В.Д. АСУ в металлургии. М.: Металлургия, 1987 г. 253 с.
4. Марюта А.Н., Качан Ю.Г., Бунько В.А. Автоматическое управление технологическими процессами обогатительных фабрик. М.: Недра, 1983 г. 248 с.
5. Теория автоматического управления: Программа, методические указания, контрольные задания и задания к курсовой работе / ЛГИ Сост.: В.И. Златкин, С.В. Стороженко. СПб, 1992 г. 40 с.