Интеллектуальные системы управления технологическими процессами на основе многомерных чётких логических регуляторов

• Автор: Антипин, Андрей Фёдорович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР КОНЦЕПЦИЙ И МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ МНОГОМЕРНЫХ ЛОГИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ.
1.1 Многомерные логические регуляторы и системы управления технологическими процессами на основе продукционных правил
1.2 Базовые принципы построения системы автоматизированной разработки многомерных логических регуляторов .

1.3 Цель и задачи исследования диссертационной работы

ВЫВОДЫ ПО ПЕРВОЙ ГЛАВЕ.

Г ЛАВА 2 МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НА БАЗЕ МНОГОМЕРНЫХ ЧТКИХ ЛОГИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ
2.1 Концепция построения интеллектуальной системы управления на основе многомерного чткого логического регулятора.
2.2 Структура системы продукционных правил многомерного чткого логического регулятора с компенсацией взаимного влияния контуров
2.3 Многомерный логический регулятор с чткими термами и минимизированным временем отклика
2.4 I алгоритм фаззификации непрерывных физических величин многомерного чткого логического регулятора
2.5 Количественная оценка минимизации времени отклика многомерного чткого логического регулятора
ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ.
ГЛАВА 3 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МНОГОМЕРНОГО ЛОГИЧЕСКОГО РЕГУЛЯТОРА С ПЕРЕМЕННЫМИ В ВИДЕ СОВОКУПНОСТИ АРГУМЕНТОВ ДВУЗНАЧНОЙ ЛОГИКИ
3.1 Особенности реализации фаззификаторов и дефаззификаторов многомерного логического регулятора с чткими термами
3.2 Программная реализация многомерного чткого логического iлятора с минимизированным временем отклика
3.3 Система автоматизированной разработки многомерных чтких логических регуляторов САР I.
3.3.1 Принцип работы и техническое описание САР I
3.3.2 Интерфейс и функциональные возможности редакторов системы автоматизированной разработки САР 1.
3.3.3 Принцип работы подпрограммы семантического анализа системы
автоматизированной разработки САР I.
ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ
ГЛАВА 4 ВОПРОСЫ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ МНОГОМЕРНЫХ ЧТКИХ ЛОГИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ
4.1 Методика разработки интеллектуальной системы управления на основе мног омерного чткого логического регулятора
4.2 Реализация многомерного чткого логического регулятора системы управления центрифугой типа ФГН в СДР МЛР.
4.3 Интеллектуальная система управления элементом дистилляции на основе многомерного чткого логического регулятора.
4.4 Реализация системы тестирования на базе шаблонов многомерных логических регуляторов с чткими термами
ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВРТОЙ ГЛАВЕ
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Определены основные принципы построения универсальной системы автоматизированной разработки многомерных логических регуляторов с переменными в виде совокупности аргументов двузначной логики и компенсацией взаимного влияния контуров регулирования. Во второй главе рассматривается способ интерпретации непрерывных физических величин в виде совокупности чтких термов, новизна которого заключается в возможности выбора характера и порядка распределения чтких термов на универсальной числовой оси, что позволяет расширить функции и область применения МЛР. Предложена концепция построения и структурная схема ИСУ на основе МЛР, в котором блок логического вывода представлен в виде системы управляющих воздействий с механизмом формирования идентификационных номеров продукционных правил, что позволяет в каждом цикле сканирования МЛР не обрабатывать систему правил целиком, а определить только истинное правило, антецедент которого равен логической единице. Получены аналитические выражения для расчта основных параметров многомерного чткого логического регулятора. Предложена структура системы продукционных правил многомерного чткого логического регулятора, состоящей из регулирующей и компенсирующей составляющих, обработка которых производится в каждом цикле сканирования. Источником информации при разработке системы продукционных правил МЛР являются экспериментально снятые зависимости задающего и регулируемого параметров в автономном и многосвязном режимах работы регулятора. Предложен 8ТПРТ1МЕ алгоритм интерпретации непрерывных физических величин в виде эквивалентной совокупности аргументов двузначной логики, новизна которого, в отличие от известного АЫУТ1МЕ алгоритма, заключается в двукратном сокращении числа операций сравнения, необходимых для фаззификации физических величин. Исключение из алгоритма программных счтчиков и блока модификации позволяет минимизировать количество внутренних переменных регулятора и снизить нагрузку на вычислительный процессор. Произведн вычислительный эксперимент, и количественная оценка минимизации времени отклика МЛР. Показано, что средний процент увеличения быстродействия многомерной ИСУ при использовании многомерного чткого логического регулятора будет варьироваться в диапазоне в зависимости от суммарного числа чтких термов непрерывных физических величин. Количество операций сравнения в МЛР на ниже, чем в многомерном дискретнологическом регуляторе. В третьей главе рассматриваются варианты программной реализации функциональных блоков фаззификаторов и дефаззификаторов, I алгоритма фаззификации предложенного многомерного логического регулятора на языках программирования промышленных и ПКоснованных логических контроллеров, описанных в международном стандарте I , , , I в среде разработки 6 и II 7. Разработан алгоритм работы многомерного логического регулятора с переменными в виде совокупности аргументов двузначной логики и компенсацией взаимного влияния контуров регулирования, в котором блок логического вывода представлен в виде системы управляющих воздействий с механизмом формирования идентификационных номеров продукционных правил. Получены аналитические выражения для расчта максимального и текущего минимизированного идентификационного номера продукционного правила управляющего воздействия МЛР, антецедент которого равен логической единице в рассматриваемый момент времени. Предложена концепция семантического анализа структуры программно ч го кода МЛР, состоящая из шести положений, которые предусматривают полноценную проверку системы управляющих воздействий на предмет наличия повторяющих, противоречащих и дополняющих друг друга продукционных правил. Разработано программное обеспечение универсальной системы автоматизированной разработки многомерных логических регуляторов с переменными в виде совокупности аргументов двузначной логики и компенсацией взаимного влияния контуров ре1улирования САР МЛР, разработанной в инструментальной среде объектноориентированного языка программирования i. Результатом работы САР МЛР является законченный программный код МЛР в формате языков программирования ПКоснованных и промышленных контроллеров, описанных в стандарте 1ЕС .