Нечеткие регуляторы в системах автоматического регулирования
Автор: lera_kiryan • Сентябрь 27, 2018 • Лабораторная работа • 933 Слов (4 Страниц) • 601 Просмотры
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра СТ
Отчет
по лабораторной работе № 3
по дисциплине : «Нечеткие регуляторы в системах автоматического регулирования»
Выполнили: Ст. гр КСУАм-17-1 Полтавский Д.С. Мальцева С. А. Червенчук О.С. | Проверил: Коваленко А.И.. |
Харьков 2018
3 РАЗРАБОТКА НЕЧЕТКОЙ АППРОКСИМИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ «МНОГО ВХОДОВ – ОДИН ВЫХОД» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АЛГОРИТМА СУГЕНО И ИНТЕРАКТИВНОЙ СРЕДЫ РАЗРАБОТКИ MATLAB
3.1 Цель работы
1. Изучение модели нечеткого управления.
2. Изучение основных этапов нечеткого вывода.
3. Изучение основ построения систем нечеткого вывода с использованием алгоритма Сугено (Sugeno).
4. Ознакомление с функциональными возможностями пакета прикладных программ FUZZY LOGIC TOOLBOX, входящих в состав интерактивной среды программирования MATLAB.
5. Практическая разработка нечеткого регулятора на основе алгоритма Сугено и использованием пакета прикладных программ FUZZY LOGIC TOOLBOX среды MATLAB.
6. Получить практические навыки разработки нечетких регуляторов для систем автоматического управления.
3.2 Исходные данные и постановка задачи
В процессе выполнения лабораторной работы необходимо разработать нечеткий регулятор «много входов – один выход» реализующий заданную аппроксимируемую функцию отклика с использованием алгоритма Сугено и пакета прикладных программ Fuzzy Logic Toolbox среды MATLAB. Вариант задания представлен на рисунке . 3.1.
[pic 1]
Рисунок 3.1 – Исходные данные
- Теоретические сведения
Формально алгоритм Сугено может быть определен следующим образом.
1. Формирование базы правил систем нечеткого вывода. В базе правил используются только правила нечетких продукций в форме:
ПРАВИЛО: ЕСЛИ (x есть А) ТО (y=a*x+b),
то есть в качестве выходной продукции используется линейная функция.
Если рассматривать нечеткий регулятор с двумя входами x, y и одним выходом z то простейшую систему правил нечеткого вывода можно записать в виде:
ПРАВИЛО 1: ЕСЛИ (х есть А1) AND (у есть В1) ТО z1=А1(х0)*х0+В1(у0)*у0
ПРАВИЛО 2: ЕСЛИ (х есть А2) AND (у есть В2) ТО z2=А2(х0)*х0+В2(у0)*у0
где A, B ‒ упрощенная запись заданных непрерывных функций принадлежности. При этом стоит задача определить четкое значение z .
2. Фаззификация входных переменных. На этапе фаззификации находятся степени истинности для предпосылок каждого правила: А1(х0, В1(у0), А2(х0, В2(у0), где x0, y0 – числовые значения входных переменных.
3. Агрегирование представляет собой процедуру определения степени истинности каждого из условий (подусловий) правил системы нечеткого вывода. Сводится к вычислению значений ФП для входных переменных.
4.Активизация. Активизация представляет собой процедуру определения степени истинности каждого заключения (подзаключений) из правил системы нечеткого вывода[pic 2]
5. Дефаззификация. В алгоритме Сугено используется модифицированный вариант в форме метода центра тяжести для одноточечных множеств
[pic 3] | (3.1) |
- Формирование лингвистических переменных и базы правил системы нечеткого вывода
Создадим систему нечеткого вывода для рассматриваемого устройства Для этого определим 2-ве входных лингвистических переменных и 1- ну выходную. Рассмотрим нечеткие множества H1 , H2 , H3 на универсуме X, характеризующие «температуру в рабочей камере холодильника». Нечеткие переменные x1 Є H1, x2 Є H2 , x3 Є H3 могут быть представлены в виде кортежей:
(x1,X,H1),(x2,X,H2) , (x3 ,X,H3)
...