Введення
У випадку, коли процес прийняття рішень з управління технологічним об'єктом здійснюється оператором, виникає необхідність моделювання цього рішення та оцінки його точності та ефективності. Моделювання може бути здійснено з використанням теорії нечітких множин. Нечітке (або розмите, розпливчасте) безліч допускає, що функція приналежності елемента безлічі може приймати будь-які значення в інтервалі [0,1], а не тільки значення 0 або 1 (для чіткого множини).
У цьому випадку нечітка логіка використовується для дослідження та формалізації евристичних правил управління, якими користується оператор для регулювання складних технологічних. Нечіткий логічний регулятор є лінгвістичної моделлю стратегії людини-оператора і може, таким чином, служити моделлю вирішального блоку. Лінгвістична інформація може бути отримана при вивченні реакції оператора в різних ситуаціях, а стратегії управління виражені у вигляді лінгвістичних вирішальних правил.
Регулятори з нечіткою логікою забезпечують підвищену надійність систем, дозволяють враховувати обмеження по стійкості. Цей підхід не вимагає наявності математичних моделей об'єкта управління. Таким чином, нечіткий регулятор дозволяє змоделювати поведінку складного неформализованного об'єкта в термінах вхід-вихід.
1. Завдання
Структурна схема проектованої системи автоматичного управління (САУ) представлена ??на рис. 1.
Рис. 1. Структурна схема електромеханічного приводу маніпулятора
Тут W1 (p) - передавальна функція перетворювача «кут-напруга»; W2 (p) - передавальна функція електронного коригувального пристрою; W3 (p) - передавальна функція тиристорного підсилювача; W4 (p), W5 (p), - передавальні функції електричного двигуна; W7 (p), W6 (p) - редуктор, W8 (p) - передавальні функції коригувальних зворотних зв'язків. kу, Tу - коефіцієнт посилення і постійна часу підсилювача; kК, Tк - коефіцієнт посилення і постійна часу коригувального пристрою; kп, Tп - коефіцієнт посилення і постійна часу підсилювача потужності; kд, Tд - коефіцієнт посилення і постійна часу якоря електродвигуна; kw, kc - коефіцієнти зворотного зв'язку. Параметри елементів електромеханічної системи представлені в таблиці 1.
Таблиця 1
Передавальні функцііВаріант 7 k у=6T у=0,002 коригуючий пристрій k п=9T п=0,005 k д=2T д=0,03 J=0,007 i=70W 7=kwkw=0,25W 8 =kckc=0,08
2. Оптимізація досліджуваної САУ
Модель досліджуваної системи складена в SimuLink наведена на рис. 2.
Рис. 2. Вихідна модель системи
З заданими споконвічно параметрами перехідна функція системи не задовольняє накладає обмежень:
максимальне перерегулювання - не більше 10%;
час наростання - не більше 0,1-0,3 с;
тривалість перехідного процесу - не більше 0,5-0,7 с.
Рис. 3. Перехідна функція системи при вихідних параметрах
Оптимізація проводиться за параметрами коригувального пристрою k до і Т до з урахуванням заданих обмежень, накладених на перехідну функцію. Оптимізація проводиться за допомогою NCD блоку Simulink, схема оптимизируемой САУ наведена на рис. 4.
Рис. 4. Схема оптимизируемой САУ
У результаті оптимізації перехідна характеристика системи відповідає необхідним обмеженням. Значення параметрів отримані після оптимізації:=0.9228=0.8551
Рис. 5. Перехідна характеристика САУ після оптимізації
Перерегулювання склало 7%, час регулювання - 0.19 с.
3. Синтез нечіткого регулятора
Потрібно синтезувати замість лінійного коригувального пристрою нечіткий регулятор на базовому режимі роботи системи з умов забезпечення показників якості. Задає вплив g=90 град, моменту навантаження М н змінюється від 0 до 10 н? м.
Для визначення параметрів коригувального пристрою на вхід системи подається базове вплив, сигнали на вході і виході коригувального пристрою наведено на рис. 6-8.
Рис. 6. Сигнал на вході коригувального пристрою
Рис. 7. Похідна сигналу на вході коригуючого підсилювача за часом
коригувальний синтез регулятор прототип
Рис. 8. Сигнал на виході коригувального пристрою
З наведених графіків визначається діапазон значень вхідного і вихідного сигналу. Використовуючи ці дані можна замінити коригуючий ланка двух...
