Синтез робастных систем управления с использованием каскадно-связанных модифицированных нелинейных, нечетких и нейросетевых регуляторов

• Автор: Масютина, Галина Владимировна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 228 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ МОДИФИЦИРОВАННЫХ НЕЛИНЕЙНЫХ, НЕЧЕТКИХ И НЕЙГОСЕТЕВЫХ САУ
1.1 Анализ нелинейных модифицированных САУ с непрерывными аппроксимирующими функциями управления

1.2 Анализ методов и алгоритмов решения задач управления на базе нечеткой логики

1.3 Анализ возможностей и особенностей построения нейросетевых САУ

1.4 Постановка задач диссертационного исследования Выводы по главе

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ СТРУКТУРНОПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СИНТЕЗА САУ ДИНАМИЧЕСКИМИ ОБЪЕКТАМИ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ В УСЛОВИЯХ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
. 2.1 Синтез и анализ робастно устойчивой интервальной системы управления объектом с запаздыванием на основе минимаксного подхода и критерия максимальной степени устойчивости
2.2 Метод и алгоритм структурнопараметрического синтеза робастной интервальной системы с избирательным управлением

2.3 Синтез интервальной системы управления с адаптивным ПИДрегулятором

2.4 Структурнопараметрический синтез робастных САУ на основе динамического выбора нелинейных алгоритмов управления
2.5 Синтез адаптивной САУ с нелинейной функцией управления на основе нечеткой логики Выводы по главе
ГЛАВА 3 ПОСТРОЕНИЕ КАСКАДНЫХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ САУ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЧЕТКИХ МОДИФИЦИРОВАННЫХ НЕЛИНЕЙНЫХ И
НЕЙРОСЕТЕВЫХ РЕГУЛЯТОРОВ
3.1 Синтез и анализ каскадной САУ с использованием нечетких модифицированных нелинейных регуляторов
3.2 Построение каскадной САУ с использованием нейросетевых регуляторов в основном контуре
3.3 Оценка влияния параметров нейронной сети на качество переходного процесса в САУ на основе ортогонализации столбцов матрицы активнопассивного эксперимента
3.4 Исследование каскадной САУ с нейросетевыми регуляторами во внеш нем и внутреннем контуре
Выводы по главе
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РЕШЕНИЯ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ЗАДАЧИ ВЫБОРА КАСКАДНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ С НЕЧЕТКИМИ И НЕЙРОСЕТЕВЫМИ РЕГУЛЯТОРАМИ
4.1 Анализ методов и подходов к решению многокритериальных задач оценки и выбора структур каскадных САУ
4.2 Методика решения многокритериальной задачи оценки и выбора структур каскадных САУ на основе нечетких предпочтений
4.3 Характеристика критериев сравнения САУ сложными объектами и оценочные шкалы
4.4 Решение многокритериальной задачи сравнения и выбора структуры каскадной САУ на основе нечетких предпочтений
Выводы по главе 4 Заключение
Список использованных источников


Невинномысского и Георгиевского технологических институтов филиалов ФГБОУ ВПО СевКавГТУ. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения. Ее содержание изложено на 8 страницах, включая рисунков, таблицу и список использованных источ
ников, содержащий 1 наименование. В первой главе проведен анализ методов и алгоритмов решения задач синтеза робастных интеллектуальных систем управления динамическими объектами с запаздыванием в условиях параметрической неопределенности интервального типа на базе нелинейных регуляторов с непрерывными аппроксимирующими функциями управления, нечетких и нейросетевых регуляторов. Установлено, что области применения и методы исследования интеллектуальных САУ ограничены, в основном, одноконтурными системами. Недостаточно внимания уделено синтезу интеллектуальных каскадных САУ с использованием принципов комбинированного применения классических линейных, модифицированных нелинейных, нечетких и нейросетевых регуляторов. На основе проведенного анализа определены задачи, подлежащие решению в данной работе. Во второй главе разработана методика синтеза и анализа робастно устойчивой интервальной системы управления объектом с запаздыванием на ,г. Т2 вариантов моделей, при которой степень устойчивости по модулю наименьшая. Предложенный в данной работе подход является развитием методов системного анализа интервальных систем, так как он позволяет получить границы приемлемых переходных процессов для отдельной модели из семейства моделей интервального динамического объекта с запаздыванием и границы работоспособности системы в целом. Жесткие требования к регулятору, накладываемые наихудшим сочетанием параметров доминирующей модели объекта и максимальной степенью устойчивости, приводят к медленно протекающим процессам управления. В связи с этим для ослабления требований к регулятору в условиях реально действующих факторов неопределенности разработаны метод и алгоритм решения задачи структурнопараметрического синтеза робастной интервальной САУ с избирательным управлением на основе динамического выбора алгоритмов управления в ходе функционирования системы. Ь . ПИДрегуляторов и на базе АНФрегуляторов. Применив этот подход, построена система, связи между функциональными блоками которой меняются в зависимости от точности приближения переходных процессов в основном и дополнительных контурах системы. Для улучшения показателей качества работы САУ в режимах кроме наиболее неблагоприятного разработан алгоритм подстройки параметров ПИДрегулятора для случая, когда динамические параметры объекта не меняются, т. Результатами расчета настроек ПИД регулятора установлено, что при постоянном значения 3 они меняются обратно пропорционально изменению коб. В качестве корректируемого параметра АНФрегулятора в САУ обоснован выбор коэффициента Я усиления нелинейности в процессе управления, а интегральная составляющая с переключаемым коэффициентом интегрирования обеспечивает астатические свойства системы. На основе результатов экспериментов решена задача получения и представления в базе знаний информации о характере изменения Я в процессе работы нечеткой системы. Для качественной реализации программного управления и стабилизации синтезирована адаптивная САУ с нечетким АНФрегулятором с переключаемыми базами правил из трех БП1 и пяти БП2 лингвистических переменных и проведен сравнительный анализ работы регуляторов с одной, двумя базами правил и нечетким ПИДрегулятором. Третья глава посвящена разработке интеллектуальных каскадных САУ с использованием традиционных принципов, нечетких АНФрегуляторов и нейросстевых регуляторов. П, ПДрегуляторами, а во внешнем контуре используется нейросетевой регулятор на основе многослойной нейронной сети прямого распространения. Исследовано влияние параметров нейронной сети количества нейронов в скрытом слое, количества циклов обучения и величины интервала прогноза на показатели качества переходного процесса в системе управления величину перерегулирования и степень демпфирования.