Курсовая работа: Конструирование алгоритмов управления на основе нечеткой логики и нейронных сетей

Пропорционально-дифференциальный регулятор (ПД).

Нечеткий регулятор, использующий правила

If (level is okay) then (valve is no change)

If (level is low) then (valve is open fast)

If (level is high) then (valve is close fast)

Нечеткий регулятор, использующий правила:

If (level is okay) then (valve is no change)

If (level is low) then (valve is open fast)

If (level is high) then (valve is close fast)

If (level is okay) and (rate is positive), then (valve is close slow)

If (level is okay) and (rate is negative), then (valve is open slow)

Нечеткий регулятор, копирующий ПИ регулятор

Исследование и сравнительный анализ характеристик качества замкнутой системы:

1. Оценить качество замкнутой системы при различных начальных и задающих уровнях жидкости в баке.

2. Оценить влияние неточности от 1 до 5% при измерении датчиком уровня воды в емкости, введя в систему случайный шум.

3. Выходной поток воды из емкости может рассматриваться как возмущение, действующее на объект управления. Оценить его воздействие при изменении количества выходных отверстий (рассмотреть случай, когда площадь выходных отверстий уменьшилась в два раза).

2. построение регуляторов

2.1. Объект без регулятора

Ниже приводится схема работы емкости собранная средствами Simulink на основе соотношения (1). Система замкнута единичной ООС. Принимаем для упрощения, что на вход подаем величину, численно равную значению желаемого уровня жидкости в емкости. Вследствие этого коэффициент измерителя (тахогенератора), принимаем равным 1.

Рисунок 2.1. – Схема ОУ с Kp=1

Рисунок 2.2. – Изменение уровня жидкости в емкости (Kp=1)

2.2. П-регулятор

Теперь в систему добавим простейший регулятор, реализующий пропорциональный закон управления. Схема системы с П-регулятором приведена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3. – Схема ОУ с П-регулятором.

Понятно, что мы имеем очень простой механизм регулирования путем изменения коэффициента одного усиления. На рисунке 2.2. мы можем наблюдать динамику процесса, изменение же коэффициента усиления может лишь изменить быстродействие, но не качество.

В данной постановке задачи мы можем изменить только быстродействие процесса но не его динамику. С помощью П-регулятора мы не можем получить процесс требуемого качества.

2.3. ПД-регулятор

Рассмотрим работу системы при добавлении ПД-регулятора, т.е. введении кроме пропорционального еще и дифференцирующего звена. Схема с ПД-регулятором приведена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5. – Схема ОУ с ПИ-регулятором.