Автоматизация технологического процесса испытаний дизелей на базе нечеткого нейросетевого метода

• Автор: Галиуллин, Ленар Айратович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Основные виды испытаний дизелей

1.2 Техническая документация на испытания дизелей

1.3 Программа испытаний дизелей

1.3.1 Цель испытаний

1.3.2 Объект испытаний

1.3.3 Методика проведения испытаний и измерений.

1.3.4 Условия проведения испытаний

1.3.5 Режимы и порядок проведения испытаний.

1.3.6 Порядок обработки и оформления результатов испытаний
1.4 Обзор методов и средств испытаний дизелей
1.5 Математическое обеспечение АСИ дизелей.
1.6 Интеллектуальные системы в математическом обеспечении АСИ дизелей
1.7 Методы задания технических нейронных сетей.
1.8 Нечеткая нейронная сеть как адаптивная система нейронечеткого вывода.
1.9 Выводы.
ГЛАВА 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕЙРОНЕЧЕТКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ АСИ ДИЗЕЛЕЙ.
2.1 Технологичский процесс автоматизированных испытаний дизелей.
2.2 Компонентная структура АСИ.
2.3 Блок самообучения
2.4 Нейронная сеть в структуре Блока самообучения АСИ
2.5 Нечеткая нейронная сеть А1МГ1Б для управления дизелем при испытаниях.
2.5.1 Выбор количества нейронов и слоев нечеткой нейронной сети
2.5.2 Подготовка входных параметров АСИ.
2.5.3 Обучение нечеткой нейронной сети АСИ
2.6 Методика проектирования топологии нечеткой нейронной сети
2.7 Выводы.
ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ БАЗЫ ЗНАНИЙ АСИ НЕЧЕТКОЙ НЕЙРОННОЙ СЕТЬЮ
3.1 Расчет управляющего воздействия на дизель нечеткой нейронной сетью
3.2 Функции активации нейронов первого слоя нечеткой нейронной
сети АСИ.
3.3 Функции активации нейронов второго и третьего слоев нечеткой нейронной сети АСИ.
3.4 Формирование структуры базы знаний АСИ дизелей.
3.5 Модифицированный гибридный алгоритм обучения нечеткой нейронной сети АСИ.
3.6 Выводы.
ГЛАВА 4. НЕЧЕТКОЕ НЕЙРОСЕТЕВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСПЫТАНИЙ ДИЗЕЛЕЙ
4.1 Структура программного комплекса.
4.2 Выбор входных и выходных параметров дизеля.
4.3 Формирование обучающей выборки для нечеткой нейронной сети АСИ
4.4 Определение степеней принадлежности входных параметров
дизеля для обучающей выборки.
4.5 Определение нормированных степеней активности нечетких
правил АСИ.
4.6 Проверка адекватности нечеткой нейросетевой модели АСИ
4.7 Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Разработка структуры нейро-нечеткой системы для получения базы знаний АСИ дизелей при проведении испытаний. Разработка методики формирования топологии нечеткой нейронной сети на основе заданных входных параметров режима испытаний дизеля. Разработка методики и алгоритма первоначал и ного формирования структуры базы знаний'АСИ дизелей в виде нечетких правил управления двигателем. Разработка методики и алгоритма обучения спроектированной нечеткой нейронной сети для формирования базы знаний. Разработка алгоритмов и на их основе программного комплекса, реализующего методики управления дизелем в процессе его испытаний. Модель управления дизелем, отличающаяся представлением модели двигателя на основе нечеткой нейронной сети и обеспечивающая автоматическое получение базы знаний АСИ в виде нечетких правил. Методика технологического процесса испытаний дизелей, отличающаяся заданием программы испытаний в виде топологии нечеткой нейронной сети и обеспечивающая расчет управляющего воздействия на дизель по заданным входным параметрам режима испытаний. Модель базы знаний АСИ дизелей, отличающаяся матричным представлением базы знаний нечетких правил для управления двигателем и обеспечивающая расчет управляющего воздействия на двигатель по нечеткой нейросетевой модели. Алгоритмы управления дизелем при испытаниях, отличающиеся применением нечеткой нейросетевой модели управления дизелем и модели базы знаний, реализованные в виде программы для ЭВМ (Свидетельство государственной регистрации' № от ). Уменьшение времени настройки стендов на заданный режим испытаний на основе подготовки, управляющих воздействий для рейки топливного насоса высокого давления (ТНВД); используемых при получении необходимых выходных параметров дизелей. Повышение точности управления, процессом*, испытаний за счет использования решений, полученных в результате применения нечеткой, нейросетевой модели для перемещения, рейки ТНВД, описывающих состояние дизеля в любой момент времени. Повышение производительности 'груда технологов-испытателей при' проведении испытаний дизелей. Экономия топлива при испытании дизелей в результате повышения качества испытания за, счет выработки более точного управляющего воздействия. Разработан программный комплекс «Автоматизированная информационная система «Испытания дизельных двигателей внутреннего сгорания на основе нечеткой нейронной сети»», реализующий методики формирования структуры нечеткой нейронной сети и получения базы знаний АСИ дизелей. Исходя из поставленной цели, работа имеет следующую структуру. Рассмотрены предпосылки и необходимость исследований, дана характеристика проблемы и определены пути ее решения. Во второй главе разработана структурная схема нейро-нечеткой системы. Сформирована последовательность этапов создания испытаний. Выбрана нечеткая нейронная сеть и разработана ее топология. С помощью нечеткой нейронной сети сформированы нечеткие правила управления для базы знаний АСИ дизелей. В третьей главе рассмотрено формирование базы знаний АСИ дизелей. Определено количество необходимых слоев и количество нейронов в них. Разработана методика построения структуры базы знаний АСИ в виде нечетких правил. Приведен модифицированный гибридный алгоритм для обучения нечеткой нейронной сети АСИ. В четвертой главе показан расчет управляющего воздействия на двигатель по входным параметрам с помощью нечеткой нейросетевой модели дизеля. Оценена погрешность расчета управляющего воздействия по входным параметрам двигателя. Для реализации разработанных методик и алгоритмов разработан программный комплекс «Автоматизированная информационная система «Испытания дизельных двигателей внутреннего сгорания на базе нечеткой нейронной сети»», обеспечивающий вычисление управляющего воздействия на двигатель в виде перемещения рейки ТНВД при испытаниях. В приложении приведены справка о внедрении результатов диссертационной работы на Завод двигателей ОАО «КАМАЗ» и в учебный процесс Камской государственной инженерно-экономической академии, акты результатов испытаний дизелей и свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ.