ВВЕДЕНИЕ 14
1 ОСНОВЫ ТЕОРИИ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ И НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ 15
1.1 Понятие нечеткого множества, его характеристики и его
основные свойства 15
1.2 Нечеткая логика и ее основные свойства (нечеткие выводы).... 16
2 ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРА НЕЧЕТКОГО РЕГУЛЯТОРА 19
3 ПСЕВДОЛИНЕЙНЫЕ КОРРЕКТИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА... 25
3.1 Корректирующие устройства с амплитудным подавлением
(ослаблением) 28
3.2 Корректирующие устройства с фазовым опережением 31
3.3 Двухканальные корректирующие устройства с раздельными
каналами для амплитуды и фазы 34
4 МЕТОДЫ СИНТЕЗА И НАСТРОЙКИ ПСЕВДОЛИНЕЙНОГО
НЕЧЕТКОГО 39
ПИД - РЕГУЛЯТОРА 39
4.1 Традиционный нечеткий псевдолинейный ПИД - регулятор ... 41
4.2 Нечеткие управляющие правила 42
5 ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПСЕВДОЛИНЕЙНОГО регулятора
В СРЕДАХ MATHCAD И MATLAB 45
5.1 Исследование свойств двухканального корректирующего
устройства 45
5.2 Исследование свойств системы управления 52
5.3 Система управления с адаптивным псевдолинейным
двухканальным корректирующим устройством 65
6 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ
ПСЕВДОЛИНЕЙНОГО НЕЧЕТКОГО ПИД - РЕГУЛЯТОРА И
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ С ДАННЫМ РЕГУЛЯТОРОМ В СРЕДЕ MATLAB 69
6.1. Работа в пакете прикладного программирования MatLab с
нечеткой логикой 69
6.2 Разработка и исследование САР с псевдолинейным нечетким
регулятором в среде MatLab 70
6.3 Разработка САР с нечетким регулятором для объектов без
запаздывания 72
6.4 Разработка САР с нечетким регулятором для объекта с
запаздыванием 79
7 СТРУКТУРА ЛАБОРАТОРНОГО КОМПЛЕКСА 82
7.1 Назначение, состав и технические характеристики контроллера
SIMATIC S7-400 82
8 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 85
8.1. Анализ опасных и вредных факторов 85
8.2 Пожарная безопасность 89
8.3 Региональная безопасность. Охрана окружающей среды 92
9 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ
И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 93
9.1 Организация и планирование работ 93
9.2 Расчет сметы затрат на создание макета КУ 97
9.3 Оценка научно-технического уровня НИР 100
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104
CONCLUSION 105
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 106
ПРИЛОЖЕНИЕ А 108
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 144
ПРИЛОЖЕНИЕ B 168
В настоящее время нечеткий алгоритм управления, основанный на теории нечетких множеств, широко распространился в системах автоматизированного управления. По сравнению с общеизвестным традиционным регулятором псевдолинейный нечеткий регулятор, построенный на основе нечетких множеств и нечеткого логического ввода- вывода, в условии неопределенности возмущающего воздействия, способен обеспечить более высокие показатели качества переходного процесса, чем традиционный ПИД - регулятор.
Вместе с тем, в последнее время широкую популярность находят нечеткие модели и алгоритмы управления. Известно, что нечеткое управление основано на использовании не столько аналитических или теоретических моделей, сколько на практическом применении знаний квалифицированных специалистов, представленных в форме лингвистических баз правил. Нечеткое управление эффективно в случаях недетерминированности параметров объектов, когда существует определенный опыт экспертов по управлению и настройке системы автоматического регулирования (САР).
Так, как в настоящее время большинство САР строится на базе свободно программируемых промышленных контроллеров, поэтому имеется возможность создать систему с применением нечеткого регулятора.
Целью работы является разработка, исследование и программная реализация на базе промышленных микропроцессорных контроллеров SIMATIC S7-400 псевдолинейного нечеткого ПИД - регулятора.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы был разработан, исследован и программно реализован на контроллере SIMATIC S7-400 псевдолинейный нечеткий ПИД - регулятор.
Проводилось исследование САР с псевдолинейным нечетким ПИД - регулятором для объектов управления первого, второго и третьего порядка без запаздывания и с запаздыванием. Результаты исследования показали, что применение данного регулятора позволяет улучшить качество системы управления при изменении параметров объекта управления в определенных пределах.
Программная реализация псевдолинейного нечеткого ПИД - регулятора была произведена в программном пакете STEP7 на языке программирования STL.
Были разработаны методические указания по выполнению лабораторной работы “Изучение нечеткого регулятора”, которые позволят студентам получить изучить псевдолинейный нечеткий регулятор и получить практический навыки по его реализации на контроллере.
Результаты работы будут использоваться в учебном процессе кафедры АиКС ТПУ при изучении курса “Автоматизированные информационно-управляющие системы”.
