ожливо навіть при достатньо низькій точності вимірювання N. Структурна схема такої нечіткої САУ представлена ??на ріс.4.17.
Рис 4.17. Структурна схема САУ температурою ферментатора з fuzzy-регулятором
Відсутність обмежень по входах нечіткого контролера пояснюється тим, що функції приналежності лінгвістичних змінних спочатку задаються в межах фізично можливих значень вхідних величин: температура ферментатора на інтервалі (20 о C; 80 о C), концентрація мікроорганізмів на інтервалі (0; 1) з урахуванням коефіцієнта передачі датчика концентрації k дат=0,2? 10 - 12 і межею зростання концентрації N max=5? 10 12 при оптимальній температурі ферментації T=50 o C для заданих раніше параметрів моделі об'єкта управління. Сигнал завдання необхідного значення температури ферментації відсутня, оскільки її значення задається неявно при формулюванні бази продукційних правил системи нечіткого виводу і визначенні термів лінгвістичної змінної «температура ферментатора».
Лінгвістична змінна «температура ферментатора», відповідна входу нечіткого контролера T, задається термами BLnorm- «набагато нижче норми», Lnorm- «нижче норми», norm- «норма», Hnorm- «вище норми» , BHnorm- «набагато вище норми», причому мода нечіткої множини, що визначає поняття «норма» відповідає оптимальній температурі ферментації - в розглянутому прикладі 50 o C (см.ріс.4.18 (а)).
Лінгвістична змінна «концентрація мікроорганізмів», відповідна входу нечіткого контролера N і вимірювана побічно за допомогою датчика концентрації k дат, задається термами low- «низька», middle- «середня», high- «висока», причому відповідні нечіткі множини мають дуже великий індекс нечіткості (см.ріс.4.18 (б)), оскільки, як вже було зазначено раніше, датчик концентрації мікроорганізмів має істотну погрішність, пов'язану зі специфікою методів вимірювання та контролю даної величини, і дає досить приблизну оцінку концентрації мікроорганізмів в середовищі ферментатора.
рис.4.18 (а). Функції приладдя лінгвістичних змінних, що визначають нечітке уявлення температури ферментації в якості вхідного сигналу нечіткого контролера
рис.4.18 (б). Функції приладдя лінгвістичних змінних, що визначають нечітке уявлення концентрації мікроорганізмів в якості вхідного сигналу нечіткого контролера
Лінгвістична змінна «прирощення кута повороту клапана», відповідна виходу нечіткого контролера, задається термами NB- «негативне велике», NS- «негативне мале», Z- «нульове», PS- «позитивне мале» , PB- «позитивне велике» на кінцевому інтервалі, відповідному фізичним обмеженням на вхідний сигнал управління клапаном подачі теплоносія в опалювальну систему ферментатора (ріс.4.19).
Ріс.4.19. Функції приладдя лінгвістичних змінних, що визначають нечітке уявлення прирощення кута повороту клапана в якості вихідного сигналу нечіткого контролера.
Лінгвістичні правила, якими слід керуватися при виборі нечіткого значення управління клапаном подачі теплоносія в систему опалення ферментатора і якими, грунтуючись на досвіді експлуатації об'єкта управління, керується персонал при запуску ферментатора і його виведенні на сталий режим роботи виглядають наступним чином:
· ЯКЩО «температура ферментатора» «набагато вище норми» ТО «прирощення кута повороту клапана» «негативне велике»;
· ЯКЩО «температура ферментатора» «вище норми» ТО «прирощення кута повороту клапана» «негативне мале»;
· ЯКЩО «температура ферментатора» «нижче норми» ТО «прирощення кута повороту клапана» «позитивне мале»;
· ЯКЩО «температура ферментатора» «набагато нижче норми» ТО «прирощення кута повороту клапана» «позитивне велике»;
· ЯКЩО «температура ферментатора» «норма» І «концентрація мікроорганізмів» «низька» ТО «прирощення кута повороту клапана» «нульове»;
· ЯКЩО «температура ферментатора» «норма» І «концентрація мікроорганізмів» «середня» ТО «прирощення кута повороту клапана» «негативне велике»;
· ЯКЩО «температура ферментатора» «норма» І «концентрація мікроорганізмів» «низька» ТО «прирощення кута повороту клапана» «нульове».
Очевидно, що база нечітких правил визначена не повністю на всьому просторі значень нечітких змінних, тому при прог?? аммірованіі нечіткого контролера відповідна частина правил не вводиться (рис.4.20).
Рис. 4.20. База правил нечіткого контролера
Результати моделювання роботи нечіткої САУ температурою ферментатора з контролером Мамдані представлені на рис.4.21.
Порівняльний аналіз динаміки САУ температурою ферментатора з ПІД-регулятором і з нечітким ре...
