close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

lab11 intellekt

код для вставкиСкачать
бычнМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ
ВОСТОЧНОУКРАИНСКИЙ НИЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ВЛАДИМИРА ДАЛЯ
КАФЕДРА "СИСТЕМНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ"
"Искусственный интеллект"
Лабораторная работа№11
Тема: "Разработка нечеткого ПИД-регулятора"
Выполнил:студент: Московченко С.В.
группа:КТ-792
Проверил:Шульгин С.К.
Луганск 2014 г.
Цель работы: используя программные приложения MATLAB/Simulink разработать и исследовать нечеткий регулятор непрерывным объекта управления.
В современных АСУ актуальна проблема сохранения работоспособности при нагрузках выходящих за расчетные пределы. Один из вариантов решения - применение нечетких регуляторов. Работы по этой тематике ведутся в совершенно разных отраслях от систем управления температурой до интеллектуальной робототехники.
Создание нечеткой системы регулирования разбивается на ряд этапов:
1. Выбор желаемой характеристики переходного процесса. В качестве примера принята траектория САР с ПИД-регулятором и объектом третьего порядка (см. рис. 1), по условию технологического процесса, переходной процесс регулирования должен быть апериодическим. Настройки регулятора рассчитаны методом Зиглера-Никольса.
Для реализации системы ПИД-управления с желаемой характеристикой необходимо:
1. В командной строке MATLAB набрать >>simulink
2. Создать новую Simulink-модель, щелкнув на пункт "Create a newmodel" в открывшейся панели задач.
2. Используя бибилотеку объектов Simulink построить систему управления, представленную на рис. 1.
3. Для определения соответствующих коэффициентов усиления ПИД-регулятора необходимо воспользоваться элементом SignalConstrait библиотеки SimulinkResponseOptimization, предоставляющий в распоряжение пользователя графический интерфейс для настройки параметров динамических объектов, обеспечивающих желаемое качество переходных процессов.
В качестве средства для достижения указанной цели принимается оптимизационный подход, обеспечивающий минимизацию функции штрафа за нарушение динамических ограничений. При помощи данного инструмента можно настраивать параметры нелинейной SIMULINK-модели, в качестве которых может быть заявлено любое количество переменных, включая скаляры, векторы и матрицы. Задание динамических ограничений осуществляется в визуальном режиме. На базе этих ограничений SignalConstrait автоматически генерирует задачу конечномерной оптимизации так, чтобы точка экстремума в пространстве настраиваемых параметров соответствовала выполнению всех требований, предъявляемых к качеству процесса. Эта задача решается с привлечением специализированной процедуры квадратичного программирования из пакета OptimizationToolbox. Ход оптимизации контролируется на экране с помощью отображения графика контролируемого процесса и текущих значений минимизируемой функции. По завершении процесса его результат фиксируется в рабочем пространстве.
Необходимо настроить параметры ПИД-регулятора (рис. 2).
Для реализации процесса подстройки параметров ПИД-регулятора с помощью элемента SignalConstrait необходимо, в подменю TunedParameters... пункта меню Optimization внести с помощью кнопки Addсоответсвтующие параметры ПИД-регулятора Kp, Ki, Kd, занесенные предварительно, в рабочую область (Workspace) MATLAB. Рис.1. Схема системы ПИД-управления
Рис.2. Параметры переходного процесса
В результате симулирования модели процесса управления технологическим объектом без регулирования и с последующим подключением ПИД-регулятора были получены следующие переходные характеристики замкнутой системы (рис.3)
а) б)
Рис.3. Переходные характеристики а - без регулятора; б - с регулятором
2. Для реализации нечеткой системы управления необходимо определить входные/выходные параметры нечеткого контроллера. Измеряемыми входными параметрами являются ошибка, производная ошибки, а выходным - управляющее воздействие - выход ПИД-регулятора (см. рис. 4).
а)б)
в)
Рис.4. Измеряемые параметры нечеткого контроллера: а) ошибка; б) производная ошибки; в) управляющее воздействие
4. Для реализации нечеткого контроллера в пакете MATLAB необходимо в командной строке набрать команду >>fuzzy
В открывшемся окне FisEditor добавить входные и выходные переменные регулятора (пункт меню Edit), для каждой из переменных установить соответствующий диапазон изменения и указать необходимое количество и тип функций принадлежности для каждого терма нечеткого множества (двойной щелчок мыши на изображении каждой из переменных в редакторе и далее все необходимые манипуляции производим в открывшихся окнах) (рис.5).
Рис.5. Окно редактора FisEditor
5. Следующим этапом в разработке нечеткого регулятора является разработка продукционных правил типа ЕСЛИ... ТО в соответствии с таблицей. Нечеткие правила заносятся в раздел правил (Edit→Rules).
6. Полученную сехму регулятора необходимо сохранить на диск и в рабочую область MATLAB (File→Export→ToWorkspace и →ToDisk).
7. Собрать в Simulink схему нечеткого регулирования (рис. 6)
Рис.6.
8. В блоке FuzzyLogicContollerwithRuleviewer двойным щелчком указать имя схемы нечеткого регулятора, занесенной в п.6. в рабочую область MATLAB.
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
44
Размер файла
653 Кб
Теги
intellekt, lab11
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа