Регулятора для нелинейных


Download 86.53 Kb.
bet1/2
Sana25.05.2022
Hajmi86.53 Kb.
#705803
  1   2
Bog'liq
цвфывфыв
Termometr Turlari, Фото Ўзсаноатқурилишматериал. 2021, Ўзсаноатқурилишматериаллари 2021 учрашув, Ўзсаноатқурилишматериаллари 2021 учрашув, Лекция №2 (1), Лекция №2 (1), Invoice-126497, MPLAB и PIC 2008, MPLAB и PIC 2008, MPLAB и PIC 2008, MPLAB и PIC 2008, MPLAB и PIC 2008, Ekonometrika, 1-мавзу, uzk радиоэлектрон курилмаларни математик моделлаштириш ва лойихалаштириш

Синтез адаптивного синергетического нечёткого дискретного регулятора для нелинейных систем. Аннотация. В статье предложен способ синтеза адаптивного нечеткого синергетического регулятора с дискретным временем для неопределенныхнелинейных динамических объектов, с изменяющими параметрами во времени. Синтезированный адаптивный регулятор учитывает нелинейную природу объекта, позволяет адаптироваться свае параметры к изменениям окружающей среды: Синтезрегулятора осуществлен гибридном применении методов теории синергетического управления и нечеткой системы. Предложенный метод синергетического управления гарантирует надежность и асимптотическую устойчивость системы управления идает возможность использовать законы управления. Для преодоления трудности, связанные с неопределенностей функции состояний объектов предложен применения нейросетевой модель типа Мамдани. В качестве функции принадлежностииспользована сигмоидальная функция отличающие простотой реализации и возможностью дифференцирования входных переменных. Полученный закон управления имеет аналитическую зависимость, что существенно увеличивает возможности егореализации на микроконтроллерах. Результаты моделирования на примере эффективность предложенного метода. Ключевые слова: Адаптация, дискретная нелинейная система, синергетическое управление, синтез. В настоящее время большоевнимание уделяются методам, направленные на совершенствование нелинейных систем управления, их устойчивости с учетом и нелинейных свойств. Известно, что для таких систем недоступна, линейная суперпозиция, а явные формулы труднонайти и численные аппроксимации не всегда достаточно точны [1]. Используемая для создания нелинейного закона управления теоремы Ляпунова обеспечить устойчивость НСУ, но этот метод не позволяет получить аналитическая (зависимость).Следует отметить, для исследования НСУ динамическими объектами последнее время широкие применения находят методы такие как нечеткая логика [3|. стратегия адаптивного управления, искусственные нейронные сети [5,6]. адаптивныепереключаемые нестрогие нелинейные системы с обратной связью [7], управления переменной структурой (скользящий режим, синергетическое управление), адаптивные нечёткие управления для стохастического нелинейные системы снеизмеренными состояниями [9,10], и многие другие нелинейные методы управления [13,14]. Преимущество методов управления с использованием нечеткой логики заключается в том, что в режиме онлайн можно настраивать параметры системы. Для обеспечения более адаптируемой, создается комбинация нечеткой логики и других методов управления, таких как синергетическое управление [15]. Метод адаптивного нелинейного нечеткого управления привлек большое внимание. Однакобольшинство результатов ограничено непрерывными нелинейными системами [2], которые нельзя напрямую использовать для нелинейных систем с дискретным временем управления связанное с потерю некоторых преимуществ непрерывныхконтроллеров времени. В работе предложили новую адаптивную нечеткую синергетическую схему управления для неопределенных нелинейных систем с дискретным временем. Синергетическое управление – это нелинейный закон управления, позволяющее учитывает нелинейности системы в конструкции управления и подходящее для цифровой реализации [21, 22]. С другой стороны, синергетическое управление обеспечивает постоянную частоту переключения обеспечиваяасимптотическую устойчивость работы системы. При этом разработчик выбирает характеристики макропеременной в соответствии с рабочими характеристиками и спецификациями управления (перерегулирование, пределы управляющего сигнала ит. д.); которые делают конструкцию более надежной. Таким образом, закон управления не будет вызывать вибрации, как в подходе управления скользящим режимом. Параметры были оптимизированы, и реализация легко реализуется благодаряиспользованию измеримых переменных в законе управления. Метод решения: Пусть динамика нелинейной системы дискретного управления описывается дискретной системой уравнения n-го порядка []: (1) где х(k) вектор, переменных u(k)- векторуправляющих воздействие f нелинейная функция. Синтез синергетического контроллера начинается с Выбираем функции системных переменных состояния синтезируем синергетического контроллера называемые. Системные переменные состояниямакропеременной описываются в следующем виде: (2) Задачей управления заключает в обеспечения состояния системы в начали координат . Синергетический подход для процедуры теории управления заключается определения скорости итраектории сходимости к инвариантному многообразию [23]. Дискретный аналог инвариантных многообразий с учетом периода дискретизация (3) где Т – Шаг расчета выбираемый исходя из скорости сходимости к началу координат. Тогдаинвариантное многообразие пишется в виде: (4) С учетом дискретизации сигналов динамика нелинейной системы с дискретным временем, представляются в пространстве состояний следующем образом: (5) где f(x(k))- нелинейная функция. X(k)=[x1(k),x2(k),…,xn(k)]TϵRn вектор измеряемых состояния системы, u(k)ϵRn и y(k)ϵRn соответственно вход и выход системы, и d(k)- ограниченные внешние возмущения. Ошибки управления определяются в виде: где yd(k) опорные траектория. Уравнение ошибки управления проставляются в виде: (6) где (7) Целью управления является создания контроллера, в который обеспечивается приближена состояния x1(k) на желаемого опорного сигнал yd(k) при наличии внешних d(k) возмущенийимеющий неопределенный характер. Значения управляющих воздействии u(k) определяются в соответствии с (4) и (6), который обеспечивает придание системы определенные свойства. Определим макропеременную как: (8) (9) где K1 - параметрконтроллера и (10) (11) (12) (13) Изменение значения макропеременной ψ(k) может быть выражено как: , (14) Пусто (15) Объединяя уравнений (12) и (4) получим: (16) Синергетический закон управления представляется в виде , (17) Если f(x(k)) известно, можно легко построить закон синергетического управления (17). Если не известны информации о f(x(k)), то для решения поставленной задаче предлагается применении адаптивного синергетического нечеткого контроллера, использующийсистему нечеткой логики. Так как f(x(k)) неизвестно, по этому для определения приближены к f(x(k)) Нечеткую системы используем модель Мамдани []. Нечеткая система представляются набор правил IF-THEN в форме: , (18) где x = (xl,...,xn)T - вход нечетких систем, а у - выход, F и G - нечеткие множества. Дефаззификация у(x) для нечетко - логического вывода определяется по формуле , (19) где μ_(F_i)^j (x_i)- функция принадлежности лингвистической переменной xi а уj - точка, вкоторой функция принадлежности G1 достигает своего максимального значения Таким образом, новый закон управления получается в виде: , (22) Пример решения задачи Моделирование выполняется для реальной нелинейной модели системы сдискретным временем, представленной в каноническое форме (5). где K-коэффициент передачи; T-постоянное время; f(x(k))=-[a1x2+a2x23(k)]/T - представляет динамику системы; yd(k)=sin(kπ/20)- траектория отсчета. Внешнее возмущениеописывается уравнением Функции принадлежности для состояний системы xi, i=1,2 выбираются следующим образом: , , период выборки составляет TS=0,02 c. Из этих графиков видно, (что) получаете получаются хорошие характеристики слежения, что предлагаемый адаптивный Синергетический нечеткий контроллер u(k) обеспечивает высокую точность управления при наличие различных видов возмущений. Если изменит динамику системы не более чем на 10%от ее фактического значения, эффективность отслеживания будет обеспечена. Таким образом, в заключение, все сигналы в замкнутой системе ограничены, что свидетельствует об эффективности предлагаемой методики. 7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В работа приведен способ синтезенелинейной динамической система методом синергетического управления с применением адаптивного нечеткого контроллера для нелинейных систем с дискретным временем. Синтез адаптивного контроллера, который учитывает нелинейнуюприроду объекта и позволяет адаптировать его параметры к изменениям окружающей среды осуществлен гибридном применении теории синергетического управления и нечеткого системы. Предложенный метод синергетического управления, гарантирующего надежности, асимптотической устойчивости системы и возможность использования закона управления без дискретного времени, что упрощает реализацию контроллера. ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА Н. F. Но. Y.K. Wong, andА.В. Rad, “Adaptive fuzzy sliding mode control with chattering elimination for nonlinear SISO systems." Simulation Modeling Practice and Theory, vol. 17, no. 7, pp. 1119-1120, august 2009. D. S. Young, H. Won, E. Santi, and A. Monti. "Synergetic controlapproach for induction motor speed control”, 30th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, November 2 - 6, 2004, Busan, Korea. Колесников А. А. Синергетическая теория управления. - M.: Энергоатомиздат, 1994. Колесников А.А. Синергетические методы управления сложными системами: теория системного синтеза. -М.: Ком Книга, 2006. Сарболаев Ф.Н., Исламова Ф.К., Якубова Н.С., Усманов К.И. Адаптивно нечеткое синергетическое управление многомерных нелинейныхдинамических объектов, Universum: технические науки. №3(72), 2020. -24 с.



Домены со словом "синергетического"

Download 86.53 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:
  1   2




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2022
ma'muriyatiga murojaat qiling