Система управления должна обладать универсальностью, то есть быть пригодной для любой начальной скорости в заданных пределах.
Остановка в 3 метрах перед перекрестком вызовет у водителей стремление "вклиниться" спереди, что вызовет аварийноопасную ситуацию. Остановка далее 2 метров после линии СТОП приведет к аварии.
Задача состоит в подборе таких параметров нечеткой системы управления, которые обеспечивали бы «высокую» точность остановки (для безопасности) с минимальными отрицательными ускорениями (для комфорта). Дополнительным критерий – движение с исходной скоростью как можно дольше: не очень приятно притормаживать слишком рано и потом долго двигаться с малой скоростью.
Окно, которое открывается при запуске программы, содержит поля для задания параметров нечеткой системы управления. Окно оформлено так, чтобы наглядно показать процесс построения нечеткой системы, описанный в предыдущем разделе.
Расстояние измеряется в метрах, время – в секундах, сила – в килограммах.
· Можно задавать нечеткие границы между малым и средним, средним и большим расстояниями, а также между низкой и средней, средней и высокой скоростями.
· Можно задавать численные значения силы торможения для точных значений малого, среднего и большого расстояния при точных значениях медленной, средней и высокой скорости (всего 9 значений). При нулевой силе торможения скорость автомобиля не изменяется.
· Можно задавать чувствительность системы торможения. 1 означает, что нажатие на педаль с силой 1 кг вызывает торможение в 1 м/с2.
Движение показывается во втором окне на графике Расстояние = Расстояние(время). Время в секундах откладывается по оси Х, расстояние до перекрестка в метрах – по оси Y. Желаемая точка остановки соответствует расстоянию, равному 0.
Цвет графика движения – от темно-зеленого (малая скорость) до черного (большая скорость).
1. Проанализируйте и объясните работу нечеткой системы управления. Для этого полезно ввести единственное ненулевое значение управления в одну ячейку таблицы и изменять его, каждый раз проводя моделирование и объясняя результаты. Затем можно попробовать ввести еще одно-два ненулевых значения в таблицу и также попробовать объяснить результат.
2. Постройте нечеткую систему торможения по описанной выше методике на основании собственного опыта. Введите полученные значения в качестве параметров системы и запустите программу моделирования.
3. Если результат окажется неудовлетворительным, исправьте параметры системы. Добейтесь снижения максимальных величин ускорений при сохранении точности остановки.
Рекомендации по разработке нечеткой системы торможения.
· Одним из эффективных способов обеспечения высокой точности остановки является предварительное снижение скорости и достаточно резкое торможение на последнем, коротком участке пути. Поэтому целесообразно задать узкий диапазон для малого расстояния (в пределах одного метра).
· Минимальное ускорение, возможное в данной системе при сохранении ее работоспособности – равномерное торможение от самой высокой скорости 20 м/с начиная с расстояния 100 м. Его можно определить, задавая равные значения силы торможения во всех ячейках таблицы и добиваясь того, чтобы черная траектория (самого быстрого автомобиля) завершалась с нулевым расстоянием от перекрестка или немного не доезжая до него.
· Для более медленных скоростей можно начинать торможение так же, как и для высокой скорости, и, чтобы автомобиль не остановился раньше, прекращать торможение, если скорость уже снизилась, а расстояние еще остается значительным.
· Такой способ приведет к достаточно медленному движению (время, необходимое для остановки можно увидеть на графике). Попробуйте модифицировать систему так, чтобы медленно движущиеся автомобили начинали торможение позже.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.