ПРИМЕНЕНИЕ НЕЧЕТКИХ НЕЧЕТКИХ РЕГУЛЯТОРОВ В ЛОКАЛЬНЫХ АСР ОБЪЕКТОВ ЭНЕРГЕТИКИ. Лабораторная работа №2. Лабораторная работа 2 применение нечетких нечетких регуляторов в локальных аср объектов энергетики Студент Порфирьев А. Г
 Скачать 214.39 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ» КАФЕДРА «АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМИ ПРОЦЕССАМИ» ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 «ПРИМЕНЕНИЕ НЕЧЕТКИХ НЕЧЕТКИХ РЕГУЛЯТОРОВ В ЛОКАЛЬНЫХ АСР ОБЪЕКТОВ ЭНЕРГЕТИКИ» Студент: Порфирьев А.Г. Группа: ТФ-06м-20 Преподаватель: Щербатов И.А. Работу сдал: привет привет К защите допущен: привет привет Работу защитил: привет привет ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью данной лабораторной работы является формирование практических навыков построения нечетких регуляторов, а также выявление объектов управления, для которых нечеткие регуляторы функционируют более эффективно в сравнении с классическим. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Для выполнения лабораторной работы задано апериодическое звено первого порядка с со следующими коэффициентами T=10, k=1, последовательно соединенное со звеном чистого запаздывания τ=3.5. Для определения настроек классического ПИ-регулятора соберу структурную схему АСР для данного объекта управления (см. рис. 1).  Рисунок 1. Структурная схема АСР с классическим ПИ-регулятором Рассчитаю параметры настройки классического ПИ-регулятора с помощью встроенного в Simulink инструмента Tune при работе с данным объектом управления (см. рис. 2).  Рисунок 2. Параметры настройки классического ПИ-регулятора, рассчитанные с помощью встроенного в Simulink инструмента Tune Добавлю в структурную схему АСР с классическим ПИ-регулятором блок с интегратором сигнала рассогласования. ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ Используя знания полученные в ходе выполнения предыдущей лабораторной работы реализую в FuzzyLogicToolbox (см. рис. 3) нечеткий ПИ-регулятор согласно таблице правил.  Рисунок 3. Визуализация главного окна FuzzyLogic В качестве первой входной лингвистической переменной выступает сигнал рассогласования «е» с универсальным множеством Range = [-2;2] и семью термами BN, MN,SN, Z, SP, MP, BP с треугольными распределениями (см. рис. 4).  Рисунок 4. Параметризация термов в первой входной лингвистической переменной «е» В качестве второй входной лингвистической переменной выступает интеграл от сигнала рассогласования «се» с универсальным множеством Range = [0;14] и семью термами BN, MN, SN, Z, SP, MP, BP с треугольными распределениями (см. рис. 5).  Рисунок 5. Параметризация термов во второй входной лингвистической переменной «се» Выходная лингвистическая переменная «u» имеет семь термов: BN, MN, SN, Z, SP, MP, BP с треугольными распределениями (см. рис. 6).  Рисунок 6. Параметризация термов выходной лингвистической переменной «u» Из методического указания воспользуюсь базой продукционных правил нечеткого ПИ-регулятора для создания типовых законов в блоке Mamdani «PI» (см. рис. 7).  Рисунок 7. Задание продукционных правил нечеткого регулятора в блоке mamdani Использую в Simulink блок Fuzzy Logic Conroller, в который экспортирую результаты расчета FuzzyLogicToolbox. На вход нечеткого ПИ-регулятора подается две входных величины, соответствующие двум лингвистическим входным переменным: «е» и «се» (сигнал рассогласования и интеграл сигнала рассогласования). Выходом нечеткого ПИ-регулятора будет выходная лингвистическая переменная «u». Соберу структурную схему локальной АСР с нечетким регулятором в Simulink Matlab (см. рис. 8).  Рисунок 8. Структурная схема АСР с нечетким регулятором Сравню переходные процессы локальной АСР с использованием классического ПИ-регулятора и нечеткого ПИ-регулятора в блоке «Scope» (см. рис. 9).  Рисунок 9. Визуализация переходного процесса в АСР при ступенчатом возмущении На основании переходных процессов АСР при ступенчатом возмущении на вход для пар «классический ПИ-регулятор/нечеткий ПИ-регулятор» можно утверждать, что нечеткий ПИ-регулятор (синяя кривая) чуть менее эффективен при работе с данным объектом управления, так как время регулирования больше чем у АСР с «классическим ПИ-регулятором» (желтая кривая). Однако, все зависит от точности регулирования процесса, динамическое отклонение нечеткого регулятора оказалось меньше, это является его преимуществом. ВЫВОД В данной лабораторной работе я приобрел практические навыки построения нечеткого регулятора. Оценил качество управления локальной АСР с применением «нечеткого ПИ-регулятора» при ступенчатом возмущении в сравнении с «классическим». Москва, 2021г |