Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Топ:
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Интересное:
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Дисциплины:
2017-09-10 | 888 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Выше была рассмотрена система управления на основе ПИД – регулятора. Дополним ее блоком нечеткого управления и сравним показатели переходных процессов обеих систем. Построим модель одноконтурной системы автоматического регулирования с ПИД-регулятором в обратной связи (Рис.14.1). На вход подается единичное ступенчатое воздействие.
Рис.14.1. Модель одноконтурной системы автоматического регулирования
Объект управления представляет собой последовательное соединение типовых звеньев автоматики: апериодического звена первого порядка и звена запаздывания.
Значения параметров настройки ПИД-регулятора для данного объекта следующие: P= 1.093, I =1/TИ =0.86, D=TД=0.209.
Для реализации модели ПИД - подобного fuzzy-регулятора необходимо собрать следующую структурную (Рис.14.2). Библиотека системы Simulink содержит необходимый нам блок fuzzy-регулятора.
Рис.14.2. Модель одноконтурной системы автоматического регулирования с ПИД-fuzzy-регулятором.
Командой fuzzy в окне MATLAB вызываем окно Редактора фаззи-инференционной системы (FuzzyInferenceSystemEditor), выбираем тип системы - Мамдани, задаём три входа - для пропорциональной, интегральной и дифференциальной составляющих и называем входные переменные, например, p, i и d, а выходную - y.
Из данного окна вызываем окно Редактора функций принадлежности (MembershipFunctionEditor) двойным щелчком мыши по изображению переменной p или при помощи меню Edit. Здесь для лингвистического описания каждой переменной выберем семь треугольных термов (NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB). Термы выходной переменной лучше выбирать непересекающимися. Это повысит чёткость регулирования. В этом же окне зададим диапазоны изменения переменных.Для входных переменных регулятора рекомендуются симметричные диапазоны изменения, при этом p [-1/P: 1/P], i [-1/I: 1/I], d [-1: 1]. y [0: C], где верхняя граница С при единичном ступенчатом воздействии варьируется от 1.1 до 2, чтобы выходной сигнал регулятора мог компенсировать это возмущение. По мере увеличения значения С уменьшается динамическая ошибка, но возрастают время регулирования и число колебаний переходного процесса. Поэтому рекомендуется С принимать равным 2, когда наблюдается оптимальное соотношение между величиной динамической ошибки, времени регулирования и количеством колебаний. Возможный видфункций принадлежности входной переменной p представлен на Рис.14.3.
|
Рис.14.3.Функции принадлежности входной переменной p.
Возможный видфункций принадлежности входной переменной i представлен на Рис.14.4.
Рис.14.4.Функции принадлежности входной переменной i.
Возможный видфункций принадлежности входной переменной output1 представлен на Рис.14.5.
Рис.14.5.Функции принадлежности выходной переменнойoutput1.
Теперь необходимо сформировать базу правил fuzzy-регулятора. Линейный непрерывный ПИ-регулятор можно заменить близким по логике управления fuzzy-регулятором, если в качестве его выходной переменной рассматривать приращение управляющего воздействия Δy. Для входных переменных ε(k) и Δε(k) и выходной Δy(k) может быть синтезирован fuzzy-регулятор, реализующий нелинейный закон ∆y = F(∆ε(k), ε(k)), эквивалентный в определённом смысле ПИ-регулятору.
Таблица14.1 Система правил нечеткого вывода.
ε ∆ε | NB | NM | NS | ZE | PS | PM | PB |
NB | NB | NB | NB | NB | NM | NS | ZE |
NM | NB | NB | NB | NM | NS | ZE | PS |
NS | NB | NB | NM | NS | ZE | PS | PM |
ZE | NB | NM | NS | ZE | PS | PM | PB |
PS | NM | NS | ZE | PS | PM | PB | PB |
PM | NS | ZE | PS | PM | PB | PB | PB |
PB | ZE | PS | PM | PB | PB | PB | PB |
Для нашего случая p соответствует сигналу рассогласования ε(k), i соответствует приращению сигнала рассогласования Δε(k), а ouput1 соответствует Δy(k). Лингвистические правила для такого ПИ-подобного fuzzy-регулятора приведены в таблице 14.1.
Вызываем окно Редактора правил (RuleEditor) в меню Edit и заполняем список правилами из таблицы 1. Можно посмотреть пространство управления, вызвав окно Просмотра пространства управления(SurfaceViewer) из меню View или комбинацией клавиш Ctrl+6. Полученный файл сохраним под именем fuzzy1.fis.
|
В окне параметров блока FuzzyLogicController укажем имя файла fuzzy1. В окне модели в меню File выберем пункт ModelProperties. В открывшемся окне выберем вкладку CallBacks и в поле Modelpre-loadfunction напишем: fuzzy1=readfis('fuzzy1').
Данная команда каждый раз при открытии файла модели будет помещать файл fuzzy1.fis в WorkSpace - рабочее пространство системы MATLAB. Это необходимо для нормальногофункционирования модели. При внесении изменений в fis-файл нужно помещать его исправленную версию в WorkSpace либо при помощи пункта Export/ToWorkspace меню File, либо комбинацией клавиш Ctrl+T, либо каждый раз закрытием и открытием файла модели.
В диалоговом окне Simulation Parameters меню Simulation во вкладке Advanced для опции Boolean logic signals необходимо установить значение off. При этом блоки логики будут допускать переменные в форме с плавающей точкой.
За основу fis-файла, реализующего ПИД- закон регулирования, может быть взят файл fuzzy1.fis. В окне Редактора фаззи - системы добавим ещё одну входную переменную d. В окне Редактора функций принадлежности зададим три треугольных терма для описания этой переменной - N, ZE и P, Рис.14.6.
Рис.14.6.Функции принадлежности входной переменной d.
Для новой выходной переменной output1добавим два терма N и P, (Рис.14.7).
Рис.14.7.Функции принадлежности новой выходной переменнойПИД-подобного fuzzy-регулятораoutput1.
Диапазоны изменения переменных:
· p=[-0.915;0.915]
В окне Редактора правил дополняем список правил следующими тремя правилами:
Действительно, если скорость положительна, то выходной сигнал регулятора должен увеличиться, чтобы предупредить увеличение сигнала рассогласования, и наоборот.
Теперь сохраним отредактированный файл под именем fuzzy2.fis. В окне параметров блока FuzzyLogicController модели укажем имя файла fuzzy2. В окне модели в меню File выберем пункт ModelProperties. В открывшемся окне выберем вкладку CallBacks и в поле Modelpre-loadfunction напишем: fuzzy2=readfis('fuzzy2').
Вдиалоговомокне Simulation Parameters меню Simulation вовкладке Advanced дляопции Boolean logic signals необходимоустановитьзначение off.
|
Более точная настройка диапазона изменения D-составляющей осуществляется методом подбора. Например, для данного объекта [-0.16;0.16].
Графики переходных процессов для модели с аналоговым регулятором и модели с ПИД - подобным fuzzy-регулятором представлены на Рис.14.8.
Рис.14.8. Графики переходных процессов для модели с аналоговым регулятором (а) и модели с ПИД - fuzzy-регулятором
Из Рис.14.8 видим, что время регулирования и число колебаний больше для системы с fuzzy-регулятором, однако динамическая ошибка значительно уменьшилась. Наличие D-составляющей должно уменьшить динамическую ошибку системы.
|
|
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!