RU203740U1 - Пятиканальный нечеткий регулятор - Google Patents
Пятиканальный нечеткий регулятор Download PDFInfo
- Publication number
- RU203740U1 RU203740U1 RU2020138643U RU2020138643U RU203740U1 RU 203740 U1 RU203740 U1 RU 203740U1 RU 2020138643 U RU2020138643 U RU 2020138643U RU 2020138643 U RU2020138643 U RU 2020138643U RU 203740 U1 RU203740 U1 RU 203740U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- channel
- fuzzy
- control
- control channel
- nonlinear
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D23/00—Control of temperature
- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к интеллектуальным системам управления. Технический результат заключается в повышении быстродействия и точности. Пятиканальный нечеткий регулятор, характеризующийся тем, что состоит из нечеткого пропорционального канала управления, нечеткого интегрального канала управления, нечеткого дифференциального канала управления, отличается тем, что дополнительно в него введен четвертый канал компенсации внешнего возмущения, который соединен последовательно с тремя вышеуказанными каналами, а также пятый канал стабилизации нестационарных параметров отдельных звеньев системы, который соединен параллельно трем вышеуказанным каналам. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Полезная модель «Пятиканальный нечеткий регулятор» относится к интеллектуальным системам управления и может использоваться в автоматических системах управления сложными объектами, в структуре или параметрах которых присутствуют аспекты неопределенности.
Из существующего уровня техники известен многоканальный регулятор нагрева электрообогреваемого стекла транспортного средства (Полезная модель RU 75127 U1, опубл. 20.07.2008), который содержит датчик тока в цепи питания резистивных элементов, соединенный с первым входом компаратора микроконтроллера, второй вход которого соединен с блоком опорного напряжения, определяющего порог срабатывания компаратора, выход микроконтроллера, обеспечивающего регулирование мощности нагревательных элементов по заданной программе, связан с исполнительными механизмами в цепи питания резистивных элементов, датчики температуры электрообогреваемого стекла, связаны со входом микроконтроллера, при этом регулятор дополнительно снабжен датчиком температуры корпуса, связанным со входом микроконтроллера. Предложенный регулятор позволяет повысить надежность работы системы путем предотвращения перегрузки исполнительного устройства. Недостатком данного технического решения является использование классических законов управления, которые уступают в быстродействии и других показателях качества системам с интеллектуальными законами управления.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является многоступенчатый нечеткий регулятор (Полезная модель RU 162989 U1, опубл. 10.07.2016), который реализует нелинейную характеристику управления, состоящую из трех участков (ступеней). Каждому участку которых, соответствует определенный коэффициент усиления (k1, k2, k3), который, в свою очередь, влияет на определенный участок переходного процесса, обеспечивая тем самым заданные показатели качества, а именно быстродействие и перерегулирование. За счет увеличения числа участков в нелинейной характеристике управления путем изменения положения входных и выходных функций принадлежности в блоке «фаззификация» и блоке «нечеткий логический вывод» обеспечивается большая точность и улучшение показателей качества в системе управления. Недостатком данного технического решения является отсутствие канала компенсации внешнего возмущения и канала стабилизации нестационарного звена.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение точности и быстродействия систем управления сложными объектами, находящимися в условиях неопределенности, с учетом простоты реализации данных нелинейных законов управления, и расширение области применения нечетких регуляторов.
Данная задача решается за счет того, что заявленный пятиканальный нечеткий регулятор обеспечивает многоканальное нелинейное управление, реализуя нечеткий ПИД-регулятор (аналогично классическому) и дополняя его двумя нечеткими каналами: реализующими требуемое нелинейное преобразование для компенсации внешнего возмущения и стабилизации нестационарных параметров отдельных звеньев системы управления. Помимо этого, в модели пятиканального нечеткого регулятора предусмотрен канал подстройки с верхнего уровня системы управления, обеспечивающий изменение параметров каналов управления в зависимости от исполняемой задачи. Нелинейная характеристика каждого канала управления задается посредством механизма нечеткого логического вывода по любой из наиболее удобных разработчику схем (Мамдани, Цукамото, Ларсен или Сугено).
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение точности и быстродействия систем управления сложными объектами, находящимися в условиях неопределенности, с учетом простоты реализации данных законов управления, и расширение области применения нечетких регуляторов.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг.1 – Структурная схема обобщенной САУ с нечетким ПИД-регулятором;
На фиг.2 – Структурная схема обобщенной САУ с пятиканальным нечетким регулятором;
На фиг.3 – Функциональная схема САУ с пятиканальным нечетким регулятором и каналом подстройки с верхнего уровня системы управления;
На фиг.4 – Сравнение переходных процессов ошибки в системе с классическим и нечетким ПИД-регулятором при воздействии возмущения
На фиг.5 – Сравнение переходных процессов ошибки в системе с нечетким ПИД-регулятором и каналом компенсации внешнего возмущения и без канала компенсации при воздействии возмущения;
На фиг.6 – Сравнение переходных процессов в системе с классическим и нечетким каналом стабилизации нестационарного звена.
Принцип работы предлагаемого регулятора заключается в следующем:
Нечеткий регулятор (фиг. 1) (даже в случае использования только пропорционального канала управления) за счет формирования нелинейных законов управления позволяет обеспечить показатели качества системы управления, которых в системе с классическим регулятором при действии внешнего возмущения можно добиться только за счет введения дополнительной коррекции. Для дальнейшего повышения точности системы управления вводится нечеткий И-канал управления, позволяющий не только устранить за счет астатизма ошибку от постоянного возмущения и задающего воздействия, имеющего ненулевую первую производную по времени (например, линейно нарастающий задающий сигнал), но и сохранить высокое быстродействие за счет соответствующих нелинейных преобразований в этом канале. Введение дифференциального канала управления позволяет обеспечить устойчивость систем с астатизмом второго порядка, а также улучшить показатели качества переходного процесса (фиг. 4). Дальнейшее повышение точности системы управления можно осуществлять не за счет увеличения порядка астатизма системы, что приведет к ухудшению динамики системы, а за счет введения дополнительного канала компенсации внешних (в том числе нелинейных) возмущений, обеспечивая тем самым инвариативность управления при различном возмущающем воздействии (фиг. 5). Нестационарность параметров отдельных звеньев в системе управления является еще одной причиной ухудшения качества управления в САУ (а в отдельных случаях и потери устойчивости), однако, если звено, содержащее существенный нестационарный параметр можно выделить в системе управления, то за счет охвата данного звена нелинейной локальной цепью в пятом канале коррекции можно обеспечить быстрый разгон системы с последующей стабилизацией около положения равновесия (фиг.6). При этом, в зависимости от текущей задачи, поставленной перед системой управления, имеется возможность гибкой перенастройки пятиканального нечёткого регулятора по командам с верхнего уровня (фиг. 3), если иерархия системы управления предполагает наличие такого (что справедливо при управлении сложными динамическим объектами – быстродействующими следящими приводами, мобильными роботами, беспилотными летательными аппаратами).
Claims (3)
1. Пятиканальный нечеткий регулятор, характеризующийся тем, что состоит из нечеткого пропорционального канала управления, нечеткого интегрального канала управления, нечеткого дифференциального канала управления, отличающийся тем, что дополнительно в него введен четвертый канал компенсации внешнего возмущения, который соединен последовательно с тремя вышеуказанными каналами, а также пятый канал стабилизации нестационарных параметров отдельных звеньев системы, который соединен параллельно трем вышеуказанным каналам.
2. Пятиканальный нечеткий регулятор по п.1, отличающийся тем, что нелинейная характеристика каждого канала управления задается посредством механизма нечеткого логического вывода по любой из наиболее удобных разработчику схем (Мамдани, Цукамото, Ларсен или Сугено).
3. Пятиканальный нечеткий регулятор по п.1, отличающийся тем, что изменение параметров нелинейных законов управления в каждом канале в зависимости от траектории движения сложного объекта осуществляется за счет каналов подстройки с верхнего уровня системы управления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020138643U RU203740U1 (ru) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | Пятиканальный нечеткий регулятор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020138643U RU203740U1 (ru) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | Пятиканальный нечеткий регулятор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU203740U1 true RU203740U1 (ru) | 2021-04-19 |
Family
ID=75521488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020138643U RU203740U1 (ru) | 2020-11-25 | 2020-11-25 | Пятиканальный нечеткий регулятор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU203740U1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US83728A (en) * | 1868-11-03 | Improved rail way-oak brake | ||
US6721718B2 (en) * | 1998-10-22 | 2004-04-13 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | System for intelligent control based on soft computing |
US6970750B2 (en) * | 2001-07-13 | 2005-11-29 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Model-free adaptation of a process controller |
RU83728U1 (ru) * | 2008-12-25 | 2009-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) | Интеллектульная система управления перемещением робота-манипулятора |
US20100204840A1 (en) * | 2007-05-25 | 2010-08-12 | Carrier Corporation | Modified Fuzzy Control for Chiller Electronic Expansion Valve |
RU2497173C2 (ru) * | 2008-11-28 | 2013-10-27 | Снекма | Обнаружение аномалий в авиационном двигателе |
-
2020
- 2020-11-25 RU RU2020138643U patent/RU203740U1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US83728A (en) * | 1868-11-03 | Improved rail way-oak brake | ||
US6721718B2 (en) * | 1998-10-22 | 2004-04-13 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | System for intelligent control based on soft computing |
US6970750B2 (en) * | 2001-07-13 | 2005-11-29 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Model-free adaptation of a process controller |
US20100204840A1 (en) * | 2007-05-25 | 2010-08-12 | Carrier Corporation | Modified Fuzzy Control for Chiller Electronic Expansion Valve |
RU2497173C2 (ru) * | 2008-11-28 | 2013-10-27 | Снекма | Обнаружение аномалий в авиационном двигателе |
RU83728U1 (ru) * | 2008-12-25 | 2009-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) ГОУ ВПО ЮРГТУ (НПИ) | Интеллектульная система управления перемещением робота-манипулятора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR900005546B1 (ko) | 적응프로세스 제어장치 | |
Khatir et al. | Decentralized control of a large platoon of vehicles using non-identical controllers | |
US5493631A (en) | Stabilized adaptive neural network based control system | |
EP0333477B1 (en) | Process control system | |
US4232364A (en) | Adaptive sampled-data controller | |
Chang | An adaptive H/sup/spl infin//tracking control for a class of nonlinear multiple-input multiple-output (MIMO) systems | |
Jagannathan | Control of a class of nonlinear discrete-time systems using multilayer neural networks | |
Shaked et al. | A new bounded real lemma representation for the continuous-time case | |
RU203740U1 (ru) | Пятиканальный нечеткий регулятор | |
Zinober | Adaptive relay control of second-order systems | |
EVANS et al. | Robust regulator design | |
US3113749A (en) | Aircraft automatic control apparatus | |
Chen et al. | Multivariable process control using decentralized single neural controllers | |
US6430452B1 (en) | Control circuit for regulating at least two controlled variables | |
Qin et al. | An Improved DSC Scheme for Strict Feedback Nonlinear Systems with Unknown Control Gains | |
Mohagheghi et al. | Robust Predictor Feedback Input Delay Compensation with Application to Daylight Harvesting Control | |
Paulusová et al. | Internal model control of thermo-optical plant | |
SU1234808A1 (ru) | След ща система | |
Li et al. | Suppression of disturbances in networked control systems based on adaptive model predictive control and equivalent-input-disturbance approach | |
Nikiforuk et al. | Synthesis of two-level controller for a class of linear plants in an unknown environment | |
SU596909A1 (ru) | Многоканальный регул тор | |
SU1348770A1 (ru) | Регул тор с переменной структурой | |
SU1303994A1 (ru) | Нелинейный адаптивный регул тор | |
SU635585A1 (ru) | Устройство дл автоматического управлени электроприводом | |
SU805255A2 (ru) | Пневматическое устройство компенсациизАпАздыВАНи |