Разработка и исследование адаптивного регулятора с нечеткой логикой

Содержание 4
Введение 6
1 Анализ корректирующих устройств систем автоматического регулирования 8
1.1 Псевдолинейные корректирующие устройства 9
1.1.1 Корректирующие устройства с амплитудным подавлением 10
1.1.2 Корректирующие устройства с фазовым опережением 15
1.1.3 Корректирующее устройство с раздельными каналами для амплитуды и фазы 19
2 Методы анализа и синтеза САР с нечёткими регуляторами 22
2.1 Методы оценки качества регулирования в САР 22
2.1.1 Прямые методы оценки качества 22
2.1.2 Косвенные методы оценки качества 23
2.1.2.1 Корневые методы 23
2.1.2.2 Частотные методы 24
2.1.2.3 Интегральная оценка 26
2.2 Методы настройки ПИД–регулятора 26
2.2.1 Методы настройки регуляторов 27
2.2.2 Настройка ПИД–регулятора 28
2.3 Анализ принципов построения нечетких регуляторов 30
2.3.1 Основные понятия нечеткой логики 30
2.3.1.1 Влияние выбора функций принадлежности на регулирование 32
2.3.1.2 Методы исследования нечетких систем управления 32
2.3.2 Анализ систем автоматического регулирования с применением нечеткой логики 33
2.3.3 Анализ принципов построения адаптивных регуляторов 34
2.3.4 Выбор системы с нечетким регулятором с адаптивной структурой 34
2.3.5 Последовательность действий по разработке адаптивного нечеткого псевдолинейного регулятора 37
3 Разработка и исследование в среде MATLAB свойств систем управления с псевдолинейным нечетким регулятором с адаптивной структурой и выработка рекомендаций по применению 38
3.1 Разработка и исследование в среде MATLAB свойств систем управления с псевдолинейным нечетким регулятором с адаптивной структурой 38
3.2 Рекомендации по применению адаптивных нечетких псевдолинейных регуляторов 39
3.3 Программная реализация регулятора 39
3.3.1 Среда программирования CodeSys 39
3.3.2 Программная реализация адаптивного псевдолинейного нечеткого регулятора в среде CoDeSys 40
4 Технико-экономические расчёты 46
4.1 Организация и планирование работ 46
4.2 Расчет сметы затрат на выполнение проекта 47
4.2.1 Расчет затрат на материалы 48
4.2.2 Расчет заработной платы 48
4.2.3 Расчет затрат на социальный налог 49
4.2.4 Расчет затрат на электроэнергию 49
4.2.5 Расчет амортизационных расходов 50
4.2.6 Расчет расходов, учитываемых непосредственно на основе платежных (расчетных) документов (кроме суточных) 50
4.2.7 Расчет прочих расходов 50
4.2.8 Расчет общей себестоимости разработки 51
4.2.9 Расчет прибыли 51
4.2.10 Расчет НДС 51
4.2.11 Цена разработки НИР 52
4.3 Оценка экономической эффективности проекта 52
4.4 Оценка научно–технического уровня НИР 52
5 Охрана труда и техника безопасности 54
5.1 Производственная безопасность 54
5.1.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать объект исследования при эксплуатации и внедрении 54
5.1.2 Обоснование мероприятий по защите персонала предприятия от действия опасных и вредных факторов 55
5.1.2.1 Микроклимат 56
5.1.2.2 Освещение 57
5.1.2.3 Расчет системы искусственного освещения на рабочем месте оператора поста управления 58
5.1.2.4 Шум 61
5.1.2.5 Электромагнитные излучения и напряжённость электрического поля 61
5.1.2.6 Электробезопасность 62
5.1.2.7 Психофизиологические факторы 63
5.1.2.8 Техника безопасности на производстве 63
5.1.3 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 64
Заключение 66
Перечень сокращений 67
Список использованных источников 68
Приложение А 74

Весь текст будет доступен после покупки

В инженерной практике на начальном этапе разработки систем управления обычно стремятся создать более простую модель процесса управления. Данная ситуация объясняется тем, что простая модель позволяет более полно изучить процесс управления путем имитации его с помощью аналоговых либо цифровых вычислительных машин, что позволяет выбрать наиболее подходящий режим работы системы автоматического регулирования.
Для современного производства характерно ужесточение допустимых отклонений и требований к процессу управления, что вызывает усложнение технологических процессов. Совершенствование методов управления предполагает разработку более сложных математических моделей, позволяющих более точно описать процесс управления.
К настоящему времени разработаны различные подходы по управлению, такие как адаптивный, робастный, нечеткий, нейронный. Данные подходы по управлению позволяют снизить зависимость процесса синтеза регуляторов от степени изученности объекта управления.
Одной из важных задач науки является построение компьютерных систем, основанных на человеческом мышлении. Впервые в этом направлении начал работать калифорнийский профессор Лотфи А. Заде и ввел такое понятие как нечеткая логика.
Нечеткая логика с каждым годом привлекает все большее число исследователей из разных научных областей. В настоящее время нечеткой логикой во всем мире занимаются тысячи ученых и инженеров, по этой тематике опубликованы сотни книг [1-8], десятки тысяч статей [9-12], издается более 40 научных журналов по нечеткой логике. Механизмы нечеткой логики реализованы в сотнях прикладных систем: в стиральных машинах, видеокамерах, двигателях, системах управления метро и летательными аппаратами и т.д.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Анализ корректирующих устройств систем автоматического регулирования
Основное значение при улучшении качества автоматического регулирования является обеспечение необходимого запаса устойчивости и быстродействия систем. Это объясняется стремлением снизить ошибки регулирования. Поэтому поддержание требуемой точности, и при этом повышения запаса устойчивости в САР, осуществляется при помощи использования корректирующих устройств.
При решении задач повышения запаса устойчивости проектируемой САР, необходимо попытаться рациональным образом определить параметры основных составляющих системы так, чтобы удовлетворить требованиям по качеству регулирования. Если в рамках имеющейся автоматической системы решить эту задачу невозможно, приходится идти на изменение ее структуры. В этом случае целесообразно ввести в систему автоматического регулирования корректирующие средства, которые изменяют динамику всей автоматической системы в нужном направлении [16].
К средствам коррекции относят корректирующие звенья и корректирующие устройства. Корректирующие звенья имеют определенную передаточную функцию и на схеме отображаются одним блоком (интегрирующее звено, форсирующее звено и т.д.). Если этот элемент достаточно сложен, то он называется корректирующим устройством. Корректирующие устройства – это устройства САР, которые обеспечивают заданные показатели качества работы этих систем. Иначе говоря, для обеспечения требуемой точности и запаса устойчивости САР требуется введение в нее дополнительного элемента, который определенным образом корректирует свойства исходной системы автоматического регулирования.
Таким образом, любое устройство, включенное в систему управления с целью обеспечения требуемых показателей качества, можно рассматривать как корректирующее устройство.
По способу включения в систему корректирующие устройства классифицируются на последовательные, параллельные и встречно параллельные (см. рисунок 1.1 и 1.2) [17].

Весь текст будет доступен после покупки

1. Гостев В.И. Нечеткие регуляторы в системах автоматического управления. -К.: Радиоматор, 2008. - 972с.
2. Пегат А. Нечеткое моделирование и управление. - М.: Бином. Лаборатория знания, 2013. - 798с.
3. Рыжов А.П. Элементы теории нечетких множеств и ее приложения. - М.,2003. - 81с.
4. Штовба С.Д. Введение в теорию нечетких множеств и нечеткую логику. - Винница: УНИВЕРСУМ-Винница, 2001. - 756 с.
5. Заде Л. Понятие лингвистической переменной и ее применение к принятию приближенных решений. - М.: Мир. - 1976. - 167с.
6. Прикладные нечеткие системы: Пер с япон. / К. Асаи, Д. Ватада, С. Иваи.. -М: Мир. - 1993. - 398с.
7. Рогозин О.В. Метод нечеткого вывода решения в задаче подбора программного обеспечения на основе качественных характеристик этого обеспечения как объекта инвестиций // Приборы, методы и технологии. - 2009. - №3. - с.43-49.
8. Круглов В.В., Дли М.И., Голунов Р.Ю. Нечеткая логика и искусственные нейронные сети. - 2001. - 221с. (58)
9. Шубенкова В.А., Аксенова О.И., Куликова М.Г. Использование методов нечеткого логического вывода для составления рецептурных смесей пищевых продуктов // Материалы VI Международной студенческой электронной научной конференции «Студенческий научный форум», 2014.
10. Чернецкая И.В., Чернецкий В.О. Нечеткие регуляторы в системах автоматического регулирования. - Вестник ЮУрГУ, 2006. - №4. - с.156-159.
11. Куленко М.С., Буренин С.В. Исследование применения нечетких регуляторов в системах управления технологическими процессами. - Вестник ИГЭУ, 2010. - №2. - 5с.
12. Рогозин О.В. Метод нечеткого вывода решения в задаче подбора программного обеспечения на основе качественных характеристик этого обеспечения как объекта инвестиций // Приборы, методы и технологии. - 2009. - №3. - с.43-49.
13. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1972. - 768 с.
14. 7. Топчеев Ю.И. Нелинейные системы автоматического управления. - М.: Машиностроение, 1971. - 470с.

Весь текст будет доступен после покупки