нечеткий регулятор

Задача управления, нечеткий регулятор, пример регулятора с нечеткой логикой

Приведем еще один пример использования аппарата нечеткой логики, на этот раз — в задаче управления. Рассмотрим замкну­тую систему регулирования, представленную на рис. 1.15, где че­рез О обозначен объект управления, через Р — регулятор, а через

и, у,е, х — соответственно, входной сигнал системы, ее выходной сигнал, сигнал ошибки (рассогласования), поступающий на вход регулятора, и выходной сигнал регулятора.

В рассматриваемой системы регулятор вырабатывает управля­ющий сигнал х в соответствии с выбранным алгоритмом регу­лирования, например, пропорционально сигналу ошибки, либо ее

Пример: нечеткий регулятор

Рис. 1.15. Структура замкнутой системы управления

интегралу и т. п. Покажем, что в данном случае для выработки такого сигнала применимы рассмотренные выше методы аппарата нечеткой логики.

Предположим, что функции регулятора выполняет микрокон­троллер, при этом аналоговый сигнал е ограничен диапазоном [-1, 1] и преобразуется в цифровую форму аналого-цифровым пре­образователем (АЦП) с дискретностью 0,25, а выходной сигнал регулятора х формируется с помощью цифроаналогового преобра­зователя и имеет всего 5 уровней: -1, -0,5, 0, 0,5, 1.

Принимая во внимание данные уровни, введем лингвистиче­ские переменные:

A1: большой положительный,

А2: малый положительный,

A3: нулевой,

А4: малый отрицательный,

А5: большой отрицательный,

и на дискретном множестве возможных значений сигнала рассо­гласования е определим функции принадлежности так, как это приведено в табл. 1.4.

Предположим, далее, что функционирование регулятора опре­деляется следующими правилами (надо сказать, типичными для задача управления):

П1: если е = A3и        Δе = А3, то         х = 0,

П2: если е = А2 и        Δе = А2, то         х = –0,5,

П3: если е = А4 и        Δе = А4, то         х = 1,

П4: если е = А1 и        Δе = A1, то         х = –1,

где Δе — первая разность сигнала ошибки в текущий дискретный момент времени.

Таблица 1.4. Значения функций принадлежности

Заметим, что набор правил может быть, вообще говоря, и ка­ким-то другим. Если, например, используется упрощенный ал­горитм нечеткого вывода, то при значениях, скажем, е = 0,25 и Δе = 0,5 имеем:

нечеткий регулятор

и выход регулятора

нечеткий регулятор

Аналогичным образом значения выходного сигнала регулятора рассчитываются при других значениях е и Δе.

Отметим, что при проектировании подобных («нечетких») регуляторов основным (и не формализуемым) этапом является задание набора нечетких правил. Другие аспекты: выбор формы функций принадлежности, алгоритма приведения к четкости и т. п. представляются задачами более простыми.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить