Реализация нечеткого управления бортовой сетью электропитания

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Кибернетика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

В.Б. Бабенко
РЕАЛИЗАЦИЯ НЕЧЕТКОГО УПРАВЛЕНИЯ БОРТОВОЙ СЕТЬЮ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ
Введение. Использование математических средств для представления нечеткой исходной информации позволяет строить модели алгоритмов управления, которые наиболее адекватно отражают различные аспекты неопределенности, постоянно присутствующие в окружающей реальности. В целом весь процесс нечеткого управления разделяют на несколько шагов: 1) фаззификация или переход к нечеткости, использование нечетких продукционных правил- 2) дефаззификация или устранение нечеткости. [1].
Рассмотрим пример управления бортовой сетью электропитания от двух источников — генератор и аккумулятор, штатное напряжение сети 12 В. Электрическая принципиальная схема управляемой системы изображена на рис. 1. Условия управления подразумевают управления замыканием и размыканием ключей К1 и 2
образом, чтобы на нагрузку (Ян) все время подавалось напряжение в допустимых ,. за уровнем напряжения осуществляется датчиками У1 и У2, по показанию датчика тока, А определяется состояние аккумуляторной батареи.
Рис. 1. Схема электрическая принципиальная управляемой системы
Фаззификация. Сформируем четыре лингвистических переменных (ЛП) описывающие входные данные — Напряжение на генераторе (обозначим ее как Г), Заряд аккумулятора (обозначим ее как Бат), Ток заряда батареи (обозначим как А) и Раз-
(). -менная Г включает в себя три терма: Напряжение высокое, Напряжение нормальное и Напряжение низкое, соответственно они будут обозначаться как Г[В], Г[Н] и Г [О]. Лингвистическая переменная Бат определяется двумя термами — Аккумулятор заряжен и Аккумулятор разряжен и будем обозначать их как Бат[3] и Бат[Р]. Лингвистическая переменная, А определяется термами Ток зарядки и Ток разрядки, соответственно их обозначение — А[0] и Ар] и лингвистическая переменная, А определяется как — Положительная разность, Нулевая разность и Отрицательная разность, соответственно обозначим как — Д[+], Д[0] и Д[-]. Примерные функции принадлежностей (ФП) описанных термов показаны на рис. 2. За основу функций принадлежностей взята функция Гаусса, хотя применение треугольных функций не приведет к значительному изменению чувствительности алгоритма.
Формирование продукционных правил. Итак, рассмотрим ситуации при которых возникает необходимость коммутировать ключи К1 и К2 и на их основе сформулируем правила коммутации:
¦ напряжение на генераторе нормальное (в пределах нормы) и аккумуляторная батарея заряжена, в этом случае нагрузка запитывается от генератора — К1[замкнут], а аккумулятор отключен — К2[р^омкнут], в случае неполной зарядки батареи ее необходимо дозарядить К1[замкнут],
2[ ]-
¦ напряжение на ге нераторе нормальное, аккумуляторная батарея разряже-
,
, —
чае если напряжение на генераторе выше ЭДС аккумулятора — оба ключа замкнуты или если напряжение на генераторе ниже ЭДС батареи
1[ ], 2[ ]-
¦ напряжение на генераторе отсутствует или ниже допустимого уровня, аккумуляторная батарея заражена — нагрузка переключается на питание от аккумулятора — К2[замкнут] К1[р^омкнут]-
¦ напряжение на генераторе отсутствует или ниже допустимого уровня, аккумуляторная батарея разряжена — нагрузка отключается от генератора
1[ ] -чается К2[р^омкнут], в этом случае нагрузка полностью обесточивается-
¦ напряжение в сети выше допустимого уровня, аккумуляторная батарея
, —
1[ ], 2[ ]-
¦ напряжение в сети выше допустимого уровня, аккумуляторная батарея
,, ,
— 1[ ] 2[ ].
Рис. 2. Фущкции принадлежности термов лингвистических переменных Г, Бат, А и, А — а) ФП Л П Напряжение на генераторе- б) ФП Л П Заряд батареи- в) ФП Л П Ток заряда батареи- г) ФП Л П Разность потенциалов
На основе выше изложенных ситуаций сформируем ветвящиеся эвристиче-
,
управления рассматриваемой схемы. Для более наглядного представления этих правил введем сокращения: Г[0] - нет напряжения на генераторе или оно ниже допустимого уровня, Г[Н] - нормальный уровень напряжения на генераторе, Г[В]
— напряжение на генераторе выше допустимого уровня, Бат[Р] - аккумулятор разряжен и Бат[3] - аккумулятор заряжен, Ар] - присутствует ток заряда аккумуляторной батареи, А[0] - ток заряда батареи отсутствует, Д[+] - напряжение на генераторе выше ЭДС батареи, Д[0] - напряжение на генераторе и ЭДС батареи равны, [-] -. -:
1. если Г[Н] и БатР] то
1.1 если, А [О] то К1[замкнут] и К2[р^омкнут]
1.2 если Ар] то К1[замкнут] и К2[замкнут]
2. [ ] [ ]
2.1 если Д[+] то К1[замкнут] и К2[замкнут]
2.2 если Д[-] то К1[замкнут] и К2[р^омкнут]
2.3 если Д[0] то
2.3.1 если А[0] то К1[замкнут] и К2[р^омкнут]
2.3.2 если Ар] то К1[замкнут] и К2[замкнут]
3. если Г[0] и БатР] то К1[р^омкнут] и К2[замкнут]
4. если Г[0] и Бат[Р] то К1[р^омкнут] и К2[р^омкнут]
5. если Г[В] и БатР] то К1[р^омкнут] и К2[замкнут]
6. если Г[В] и Бат[Р] то К1[р^омкнут] и К2[р^омкнут]
В рассматриваемом случае выводом правил является одно из четырех состоя:
1. 1[ ], 2[ ]
2. К1[замкнут], К2[замкнут]
3. К1[р^омкнут], К2[замкнут]
4. 1[ ], 2[ ]
На рис. 3 изображено ветвление правил и их выводы.
ш — правило (c) —
Рис. 3. Ветвление сформированных правил
Дефаззификация. Каждое правило содержит условие — наличии или отсутствие факта (фактов). По функциям принадлежностей определяется степень наличия каждого факта. Выбор правила, которое необходимо применить в сложившейся ситуации, осуществляется по максимальному значению функции принадлежности.
выбору максимума [2]. Если выводом правила является набор правил, то выбор осуществляется по тому же принципу. В результате такого нечеткого выбора правил определяется один из четырех выводов.
Моделирование процесса управления. Для проверки работоспособности данного алгоритма было проведено моделирование управления коммутацией ключей. Входными данными модели служит динамика изменений напряжений (Цг -динамика изменения напряжения на генераторе, Ид — динамика изменения напряжения на аккумуляторной батареи) и тока (1А — динамика изменения тока заряда батареи), получаемых с датчиков VI, У2 и А, выходными состояние ключей К1 и
2., динамику напряжения на аккумуляторе. На рис. 4 приведены частичные результаты моделирования.
Рис. 4. Результаты моделирования процесса коммутирования ключей К1 и К2
. -
туальных системах являются продукционные правила, позволяющие приблизиться к стилю мышления человека. Главным же недостатком продукционных систем ,
. ,
однако в качестве предпосылки в правиле используются лингвистические переменные (нечеткое представление данных), что позволяет создавать более гибкие
.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Смирнов В Л., Хасанов А Л. Особенности реализации системы управления на нечеткой логике // Проблемы машиностроения. Известия Челябинского научного центра, вып. 4(21), 2003.
2. Гриняев С. Нечеткая логика в системах управления. // Компьютерра № 38, 2001.
С. Л. Беляков, МЛ. Белякова, Л. В. Гордиенко ПРЕЦЕДЕНТНЫЙ АНАЛИЗ ПРИ РЕШЕНИИ ЛОГИСТИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
Задачей транспортной логистики является доставка груза получателю в указанный срок с минимальными затратами [1]. Данная задача эффективно решается с использованием методов математического программирования [2]. Постановка в виде нахождения кратчайшего пути в графе, описывающем обобщенную транс,. -, ,

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой