Разработка систем управления техническими объектами на основе нечетких технологий

Введение 4
1 Системы нечеткого вывода при реализации нечетких регуляторов 5
1.1 Принципы построения нечетких регуляторов 5
1.2 Инструментальные средства реализации систем нечеткого вывода 16
1.3 Элементная база нечетких регуляторов 23
2 Технические системы, функционирующие на основе нечетких технологий 29
2.1 Системы управления объектами неэлектрической природы на основе нечетких технологий 29
2.2 Системы управления объектами электрической природы на основе нечетких технологий 41
3 Моделирование систем автоматического управления на основе нечеткой логики 47
3.1 Разработка модели системы управления уровня жидкости в баке 47
3.2 Разработка анимационной модели бака в SimInTech 61
3.3 Разработка модели системы управления двигателем постоянного тока с независимым возбуждением 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 78
ПРИЛОЖЕНИЕ А 81
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 82
ПРИЛОЖЕНИЕ В 84
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 85

Весь текст будет доступен после покупки

Нечеткая логика, на основе которой реализуются методы нечеткого управления, более естественно описывает характер человеческого мышления и ход его рассуждений, чем традиционные формально-логические системы. Теория нечетких множеств, основные идеи которой были предложены американским математиком Лотфи Заде (Lotfi Zadeh), позволяет описывать качественные, неточные понятия и знания об окружающем мире. Нечеткое моделирование оказывается особенно полезным, когда в описании технических систем и бизнес-процессов присутствует неопределенность, которая затрудняет или даже исключает применение точных количественных методов и подходов.
Диапазон применения нечетких методов с каждым годом расширяется, охватывая такие области, как проектирование и производство технических средств и систем, автоматическое распознавание речи и изображений и пр. Актуальность использования нечетких регуляторов обусловлена как наличием и развитием элементной базы для их реализации, так и тем, что включение нечетких регуляторов в контур управления, повышает эффективность функционирования технических систем в различных областях применения.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Системы нечеткого вывода при реализации нечетких регуляторов

1. 1 Принципы построения нечетких регуляторов

Нечеткая логика – это раздел искусственного интеллекта, представляющая собой набор нестрогих правил, созданных для регулирования выходного сигнала в заданных пределах, исходя из постоянно меняющихся входных данных. Законы нечеткой логики могут работать и обеспечивать заданное качество процессов управления при всех режимах работы, в отличие от линейных законов, которые эффективны только при определенном режиме работы.
Как правило, система управления состоит из объекта управления (ОУ), и устройства управления (УУ), необходимого для выработки управляющего воздействия на объект. В данной работе особый интерес уделяется способам выработки управляющих воздействий на базе нечеткой логики.
Понятие «нечеткая логика» введено математиком Л.А. Заде (1965г.), который предложил теорию «нечетких множеств», на основе которых можно строить нечеткие аналогии всех математических понятий и создать необходимый аппарат для моделирования человеческих рассуждений и человечного способа решения задач [5].
Нечеткие множества используются для оценки и сравнения физических величин, состояний объектов и систем на приближенном, качественном уровне [1]. Так, например, можно оценить величину скорости движения автомобиля, не прибегая к числовым значениям, а оперируя лишь ощущениями: маленькая, средняя, большая, очень большая и т.д.
Такие понятия как «средняя» и «большая» скорости являются нечеткими, субъективными, и зависят только от вложенного смысла. Поэтому с такими оценками нельзя проводить арифметические действия. Важным условием при создании системы нечеткого вывода является перевод нечетких рассуждений качественной оценки объектов и процессов в количественную оценку.
Говоря о нечеткой логике, чаще всего имеют в виду системы нечеткого вывода, которые широко используются для управления техническими устройствами и процессами. Разработка и применение систем нечеткого вывода включают в себя ряд этапов, реализация которых выполняется с помощью рассмотренных ранее основных положений нечеткой логики.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Демидова Г.Л., Лукичев Д.В. Регуляторы на основе нечеткой логики в системах управления техническими объектами – СПб: Университет ИТМО, 2017 – 81 с.
2 Анисимов Д.Н. Использование нечеткой логики в системах автоматического управления // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2001.- № 8.- С. 39-42.
3 Пупков К.А., Егупов Н.Д. Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 5-и тт.; 2-е изд., перераб. и доп. Т3: Синтез регуляторов систем автоматического управления / Под ред. К.А. Пупкова, Н.Д. Егупова. - М.:Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 614 с.
4 Гостев В. И. Проектирование нечетких регуляторов для систем автоматического управления - СПб.: БХВ-Петербург, 2011. - 416 с.
5 Усков А.А., Кузьмин А.В. Интеллектуальные технологии управления. Искусственные нейронные сети и нечеткая логика М.: Горячая Линия - Телеком, 2004.- 143 с.
6 Терещенко, К.В. Эффективность управления двигателем постоянного тока при использовании интеллектуальных и ПИД-регуляторов / Молодежь в науке: Новые аргументы [Текст]: Сборник научных работ X Международного молодежного конкурса (Россия, г. Липецк, 1 марта 2019 г.). Секции 1 – 3 (начало) / Отв. ред. А.В. Горбенко. — Липецк: Научное партнерство «Аргумент», 2019. — С. 53-56.
7 Леоненков, А. Ю. Нечеткое моделирование в среде Matlab и fuzzyTech / А.Ю. Леоненков. – Санкт-Петербург: БХВ, 2003. - 720 с.
8 Демидова Г.Л., Лукичев Д.В., Кузин А.Ю. Особенности применения нечетких регуляторов на примере управления электродвигателя постоянного тока // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики - 2016 - Т. 16 - № Том 16, Номер 5 - С. 872-878

Весь текст будет доступен после покупки