Fuzzy-logic контролер для керування технологічними об’єктами

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorБаган, Тарас Григорович
dc.contributor.authorКузін, Михайло Юрійович
dc.date.accessioned2021-03-04T10:02:26Z
dc.date.available2021-03-04T10:02:26Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractenBackground. Fuzzy logic provides many opportunities for application and allows you to display knowledge bases and expert systems of a new type that are able to remember and process inaccurate information. In addition, systems with fuzzy logic are applied in automatic systems for various purposes. However, the apparatus of the theory of fuzzy sets is nontrivial to implement and requires a clear understanding of the process and the correctness of setting the rules. Objective. The aim of the paper is to analyze mathematical methods in the design and adjustment of regulators based on fuzzy logic. Methods. The algorithm for the synthesis of the fuzzy logic controller consists of four phases: phasification, a description of fuzzy rules (through which the choice of control influence is carried out), aggregation and dephasing. The basis of the study was a gas turbine engine, which is a complex thermodynamic system. Three terms were used to describe the input and output logical variables. The input variable is the magnitude of the error between the current and the required rotational speed of the power turbine, and the output is the value of the required derivative of the turbocharger rotor speed. The result of the synthesis is a fuzzy P-regulator, defined as static with a nonlinear gain. Results. The obtained simulation results show that the fuzzy P-controller provides an adequate margin of stability, high static accuracy and aperiodic transient process, which gives significant advantages when the gas turbine engine is operating, since the oscillatory process can lead to disruption of the rotor and its failure. Conclusions. The introduction of a fuzzy logical P-type apparatus drastically changes the transition process to aperiodic type with a smooth start. A fuzzy rule base has been compiled providing a faster system performance by 43%, increasing the static accuracy by ten times and completely eliminates overshoot. The use of fuzzy regulators leads to an increase in the quality of regulation in the conditions of the impossibility of using traditional regulators.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Нечеткая логика предоставляет широкие возможности для применения и позволяет выводить базы знаний и экспертные системы нового типа, которые способны помнить и обрабатывать неточную информацию. К тому же системы с нечеткой логикой применяются в автоматических системах различного назначения. Однако аппарат теории нечетких множеств является нетривиальным для реализации и требует четкого понимания процесса и корректности задания правил. Цель исследования. Целью исследования является анализ математических методов при проектировании и наладке регуляторов на базе нечеткой логики. Методика реализации. Алгоритм синтеза нечеткого логического регулятора состоит из 4 этапов: фазификации, описания нечетких правил, с помощью которых проходит выбор управляющего воздействия, агрегации и дефазификации. За основу исследования был взят газотурбинный двигатель, представляющий собой сложную термодинамическую систему. Были использованы 3 терма для описания входных и выходных логических переменных. Входной переменной является величина ошибки между действующей и необходимой частотами вращения силовой турбины, а выходной – величина необходимой производной частоты вращения ротора турбокомпрессора. Результатом проведенного синтеза становится нечеткий П-регулятор, определенный как статический с нелинейным коэффициентом усиления. Результаты исследования. Полученные результаты моделирования показывают, что нечеткий П-регулятор обеспечивает достаточный запас устойчивости, высокую статическую точность и апериодический переходный процесс, что дает существенные преимущества при работе газотурбинного двигателя, поскольку колебательность процесса может привести к нарушению работы ротора и вывода его из строя. Выводы. Введение нечеткого логического а ппарата П-типа кардинально меняет переходный процесс до апериодического типа с плавным пуском. Составленная нечеткая база правил повышает быстродействие системы на 43 %, увеличивая статическую точность в 10 раз, и совсем аннулирует перерегулирование. Применение нечетких регуляторов приводит к увеличению качества регулирования в условиях невозможности использования традиционных регуляторов.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Нечітка логіка надає широкі можливості до застосування і дає змогу виводити бази знань та експертні системи нового типу, які здатні пам’ятати і обробляти неточну інформацію. До того ж системи з нечіткою логікою застосовуються в автоматичних системах різного призначення. Однак апарат теорії нечітких множин є нетривіальним для реалізації та вимагає чіткого розуміння процесу і коректності задання правил. Мета дослідження. Метою дослідження є аналіз математичних методів при проектуванні та налагодженні регуляторів на базі нечіткої логіки. Методика реалізації. Алгоритм синтезу нечіткого логічного регулятора складається із 4 етапів: фазифікації, опису нечітких правил, за допомогою яких проходить вибір керуючого впливу, агрегації та дефазифікації. За основу дослідження був взятий газотурбінний двигун, який являє собою складну термодинамічну систему. Було використано 3 терми для опису вхідних та вихідних логічних змінних. Вхідною змінною є величина помилки між діючою та необхідною частотами обертання силової турбіни, а вихідною — величина необхідної похідної частоти обертання ротора турбокомпресора. Результатом проведеного синтезу стає нечіткий пропорційний регулятор (П-регулятор), визначений як статичний з нелінійним коефіцієнтом підсилення. Результати дослідження. Отримані результати моделювання доводять, що нечіткий П-регулятор забезпечує достатній запас стійкості, високу статичну точність і аперіодичний перехідний процес, що є суттєвими перевагами при роботі газотурбінного двигуна, оскільки коливальність процесу може призвести до порушення роботи ротора та виведення його з ладу. Висновки. Введення нечіткого логічного пристрою П-типу кардинально змінює перехідний процес до аперіодичного типу із плавним пуском. Складена нечітка база правил підвищує швидкодію системи на 43 %, збільшуючи статичну точність у 10 разів, та зовсім анулює перерегулювання. Застосування нечітких регуляторів приводить до збільшення якості регулювання в умовах неможливості використання традиційних регуляторів.uk
dc.format.pagerangeС. 7-14uk
dc.identifier.citationБаган, Т. Г. Fuzzy-logic контролер для керування технологічними об’єктами / Т. Г. Баган, М. Ю. Кузін // Наукові вісті КПІ : міжнародний науково-технічний журнал. – 2019. – № 2(124). – С. 7–14. – Бібліогр.: 10 назв.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/kpi-sn.2019.2.167504
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/39785
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/uk
dc.sourceНаукові вісті КПІ : міжнародний науково-технічний журнал, 2019, № 2(124)uk
dc.subjectнечітка логікаuk
dc.subjectfuzzy-контролерuk
dc.subjectсистема керуванняuk
dc.subjectfuzzy-logicuk
dc.subjectfuzzy-controlleruk
dc.subjectcontrol systemuk
dc.subjectнечеткая логикаuk
dc.subjectfuzzy-контроллерuk
dc.subjectсистема управленияuk
dc.subject.udc681.516.75uk
dc.titleFuzzy-logic контролер для керування технологічними об’єктамиuk
dc.title.alternativeFuzzy-Logic Controller for Technological Objects Managementuk
dc.title.alternativeFuzzy-logic контроллер для управления технологическими объектамиuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
NVKPI2019-2_01.pdf
Розмір:
852.13 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Наукові вісті КПІ: міжнародний науково-технічний журнал, № 2(124)