Элементы искусственного интеллекта в системах автоматического управления

Страницы работы

21 страница (Word-файл)

Фрагмент текста работы

возможных проблем с памятью во время работы загруженного приложения.

Следующие пределы применяются к максимально возможному числу входов/выходов, в зависимости от систем.

Система

Макс кол-во входов

Макс кол-во выходов

Число правил

SIMATIC S7-300

8

4

200

SIMATIC S7-400

8

4

2000

WinCC

8

4

2000

Применение встроенных и созданных исследователем отношений позволяет интерпретировать полученные результаты в исходных терминах. Готовые к использованию графические режимы облегчат визуализацию стратегий освобождения от нечеткости, нечетких множеств и нечетких отношений.


2.2 Математическое обеспечение АСР

Исходя из требований регламента технологического процесса, была составлена таблица лингвистических переменных. Область определения изменения величины расхода и степени открытия клапана заданы в отклонениях от номинального значения.

Наименование лингвистической переменной

Термы

Область определения

Нечеткое множество

Функции принадлежности

Изменение величины расхода, м куб/с

значительно ниже

-2…-1 кПа

F1

ниже нормы

-1,325…-0

F2

норма

-0,25…0,25 кПа

F3

выше нормы

0…-1,325

 кПа

F4

значительно выше

1…2 кПа

F5

Изменение степени открытия, %

открыть больше

15

X1

открыть

7,5

X2

не изменять

0

X3

закрыть

-7,5

X4

закрыть больше

15

X5

Алгоритм формирования управляющего воздействия:

-ввод сигнала с датчика;

-расчет функции принадлежности (фазификация-введение в нечеткость);

-анализ истинности правил;

-оценка функций принадлежности выходных переменных;

-принятие решения об управляющих воздействиях (дефазификация-приведение к четкости);

- вывод управляющего воздействия.

На основании таблицы описания лингвистических переменных можно составить алгоритм формирования управляющего воздействия (правила):

F1  à  X1

F2  à  X2

F3  à  X3

F4  à  X4

F5  à  X5


2.3 Имитационное моделирование АСР

Yм - отклонение величины расхода от номинала, вызванное управляющим воздействием, кПа;

Х – управляющее воздействие,  %;

Fset – задание, м куб/с;

F – величина рассогласования, м куб/с;

Yo – выход системы, кПа;

f - сигнал возмущения, кПа.


Дискретная модель будет выглядеть следующим образом:

 

Расчет управляющего воздействия (приращения величины открытия клапана) осуществляется в пакете FuzzyLogic++ фирмы «Siemens», а расчет ошибки регулирования в Microsoft Excel. Результаты расчета сведены в таблицу 1., а переходный процесс по управлению представлен на Рис. 2.


Таблица 1 Результат расчёта системы по управляющему воздействию с FUZZY LOGIC- регулятором

Такт  n

X[n-1]

Ym[n-1]

Модель Ym[n]

Yв[n]

Yo[n]

F[n]

Fuzzy

X[n]

0

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

1

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

-1,20

11,82

11,82

2

11,82

0,00

1,18

0,00

1,18

-0,02

0,30

12,12

3

12,12

1,18

1,21

0,00

1,21

0,01

-0,15

11,97

4

11,97

1,21

1,20

0,00

1,20

0,00

0,00

11,97

5

11,97

1,20

1,20

0,00

1,20

0,00

0,00

11,97

6

11,97

1,20

1,20

0,00

1,20

0,00

0,00

11,97

7

11,97

1,20

1,20

0,00

1,20

0,00

0,00

11,97

8

11,97

1,20

1,20

0,00

1,20

0,00

0,00

11,97

9

11,97

1,20

1,20

0,00

1,20

0,00

0,00

11,97

10

11,97

1,20

1,20

0,00

1,20

0,00

0,00

11,97

11

11,97

1,20

1,20

0,00

1,20

0,00

0,00

11,97

12

11,97

1,20

1,20

0,00

1,20

0,00

0,00

11,97

13

11,97

1,20

1,20

0,00

1,20

0,00

0,00

11,97

14

11,97

1,20

1,20

0,00

1,20

0,00

0,00

11,97

15

11,97

1,20

1,20

0,00

1,20

0,00

0,00

11,97

Рис.2 График переходного процесса по каналу передачи управляющего воздействия с FUZZY LOGIC- регулятором

Переходный процесс вышел на заданное значение с малым перегулированием, степень затухания за период составила 100%. Можно сделать вывод, что качество переходного процесса удовлетворяет требованиям регламента.

Расчет переходного процесса по каналу передачи возмущающего воздействия на выходе объекта производится аналогично, при этом величина задания равна нулю, а в столбец Yв подставляются значения возмущающего воздействия на данном такте регулирования. График изменения гармонического возмущающего воздействия представлен на Рис.3 Результаты расчета сведены в таблицу 2., а график переходного процесса по каналу возмущения представлен на Рис 4.

Таблица 2 Расчет переходного процесса по каналу передачи возмущающего воздействия на выходе объекта

Такт  n

X[n-1]

Ym[n-1]

Модель Ym[n]

Yв[n]

Yo[n]

F[n]

Fuzzy

X[n]

0

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

1

0,00

0,00

0,00

1,00

1,00

-0,20

4,91

4,91

2

4,91

0,00

0,49

-0,06

0,43

-0,77

7,50

12,41

3

12,41

0,49

1,24

-1,00

0,24

-0,96

7,50

19,91

4

19,91

1,24

1,99

0,12

2,11

0,91

-7,50

12,41

5

12,41

1,99

1,24

0,99

2,23

1,03

-8,09

4,32

6

4,32

1,24

0,43

-0,17

0,26

-0,94

7,50

11,82

7

11,82

0,43

1,18

-0,98

0,20

-1,00

7,50

19,32

8

19,32

1,18

1,93

0,23

2,16

0,96

-7,50

11,82

9

11,82

1,93

1,18

0,97

2,15

0,95

-7,50

4,32

10

4,32

1,18

0,43

-0,29

0,14

-1,06

8,71

13,03

11

13,03

0,43

1,30

-0,95

0,35

-0,85

7,50

20,53

12

20,53

1,30

2,05

0,34

2,40

1,20

-11,72

8,81

13

8,81

2,05

0,88

0,93

1,81

0,61

-7,50

1,31

14

1,31

0,88

0,13

-0,40

-0,27

-1,47

14,99

16,30

15

16,30

0,13

1,63

-0,91

0,72

-0,48

7,50

23,80

По графику переходного процесса видно, что Fuzzy Logic-регулятор не может подавить возмущение на выходе объекта, это связано с тем, что оно случайно и колебания имеют достаточно большую амплитуду.

-вид сигнала возмущения на выходе объекта. t - с

Рис.3 График переходного процесса по каналу передачи возмущающего воздействия на выходе объекта с Fuzzylogic- регулятором.


Глава 3 Разработка АСР с Neuro-регулятором

3.1 Характеристика инструментальной среды

Демо-версия NeuroSystem позволяет выбирать различные системы. Могут быть выбраны системы SIMATIC S7-300, SIMATIC S7-400 и WinCC. Правильный выбор системы позволяет избежать возможных проблем

Похожие материалы

Информация о работе