Application features of fuzzy controllers on example of DC motor speed control

Abstract

Предпосылкой к использованию методов интеллектуального управления, в том числе алгоритмов нечеткой (фаззи-) логики, служит происходящее во всех отраслях промышленности усложнение технических систем, параметры которых в процессе эксплуатации могут изменяться в довольно широких пределах. В работе приводится сравнительный анализ основных типов нечетких регуляторов прямого действия на примере системы управления скоростью вращения двигателя в электроприводе постоянного тока. Показаны характерные особенности построения данных типов нечетких регуляторов, с помощью имитационного моделирования приводится их сравнение с традиционным ПИ-регулятором, в том числе и в условиях неопределенности, выраженной в изменении приведенного момента инерции вала двигателя. В результате делается вывод о целесообразности использования нечеткого регулятора ПИД-типа. Приведенные в работе характерные особенности нечетких регуляторов могут быть обобщены как на более сложные системы управления электроприводами, так и на другие нелинейные системы, где требуется поддержание какого-либо параметра в заданном диапазоне. Ключевые слова двигатель постоянного тока, ПИД-регулятор, нечеткая логика, нечеткий регулятор, робастность Благодарности Работа выполнена при государственной финансовой поддержке ведущих университетов Российской Федерации (субсидия 074-U01).

Mobile Robot Motion Control for Different Paths on the Basis of the Principle of Reduction of the Theory of Fuzzer

“…ПИД-регулятора, большое количество публикаций посвящено управлению методами нечёткой логики. В работах рассматриваются фундаментальные вопросы использования нечёткой логики [2][3][4], прикладные вопросы её использования в системах управления [5][6][7], вопросы создания собственно нечётких регуляторов [8,9], проблемы устойчивости нечётких систем [10], вопросы моделирования (в том числе компьютерного) задач [11][12][13][14], выявляются особенности применения [15].…”

“…Каждый датчик имеет линейную характеристику выходного напряжения в зависимости от уровня освещённости, соответствующую диапазону чисел аналого-цифрового преобразователя от 0 (чёрный) до 400 (белый).Рассмотрим алгоритм нечеткого вывода на примере автоматического управления колесным роботом с дифференциальным приводом, движущегося по чёрной линии на белом фоне для случая отсутствия самопересечений линии.Построим базу правил системы нечеткого вывода, с помощью которой может быть описано управление движения колесного робота. Для входных и выходных параметров определим лингвистические переменные и сформулируем правила нечеткого вывода.Несмотря на то, что у робота два датчика освещенности, можно рассматривать задачу «прохождения по трассе» с одним входным параметром «ошибка отклонения от курса (нормы)», e, и двумя выходными параметрами «напряжение на левом двигателе» и «напряжение на правом двигателе», и .Множество возможных значений для параметра е (универсум) -[-400,400].Наибольшее распространение при построении функции принадлежности нечетких множеств получили прямые методы[13,15].В прямых методах эксперт задаёт для любого значения параметра х из множества Х значение функции принадлежности . При этом теория нечетких множеств не требует абсолютно точного задания функции принадлежности.…”