Применение нечеткой логики в автоматизированной системе испытаний дизельных двигателей с использованием метода Саати

• Автор: Илюхин, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 122 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И РАЗРАБОТКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ИСПЫТАНИЙ.

1.1 Математическое обеспечение АСИ ДВС.

1.2 Математические модели АСИ ДВС на основе дифференциальных

уравнений

1.3. Методы искусственного интеллекта

1.3.1 Сфера применения нечеткой логики.

1.3.2 Структура нечеткого контроллера

1.4 Виды испытаний и их назначение.

1.4.1 Опытноконструкторские испытания.

1.4.2 Серийные испытания.
1.4.3 Эксплуатационные испытания.
1.5 Обзор методов и средств испытаний ДВС
1.6 Обзор испытательных стендов
1.7 Обзор применения нечеткой логики для управления ДВС
1.7 Выводы по главе.
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ АСИ ДВС НА ОСНОВЕ НЕЧЕТКОГО КОНТРОЛЛЕРА
2.1 Разработка структуры нечеткого контроллера для управления испытаниями
2.2 База знаний нечеткого контроллера
2.3 Формирование базы знаний на основе метода прецедентов.
2.4 Последовательность этапов создания испытаний
2.5 Выводы по главе.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА УПРАВЛЯЮЩЕЙ РОГРАММЫ ДЛЯ АСИ ДВС
3.1 Разработка лингвистических переменных АСИ дизельных двигателей
3.2 Формирование базы знаний управляющих правил.
3.3 Формирование четкого вывода на основе алгоритма Суджено
3.4. Метод Суджено
3.5 Выводы по главе.
ГЛАВА 4. РАНЖИРОВАНИЕ УПРАВЛЯЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ НА ОСНОВЕ МЕТОДА ПАРНЫХ СРАВНЕНИЙ
4.1 Формирование вектора приоритетов лингвистических переменных
4.2. Разработка программы испытаний.
4.3 Разработка устройства управления частотой вращении коленчатого вала дизельных двигателей.
4.4 Анализ адекватности модели управления.
4.5 Выводы по главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Целью диссертационной работы является повышение эффективности ЛСИ дизельных двигателей на станциях испытаний ДВС путем разработки методики оперативной настройки системы на основе нечеткой логики и ранжирования влияния задающих параметров методом парных сравнений. Исследование методов построения математической модели двигателя внутреннего сгорания как динамического объекта, управляемого по частоте вращения коленчатого вала. Разработка структурной схемы АСИ, позволяющей реализовать процесс испытаний дизельных двигателей на основе нечеткой логики. ТНВД) и изменения нагрузки, описывающих состояние ДВС в любой момент времени, по заданным параметрам испытаний. Разработка системы направленности испытаний в зависимости от степени влияния входных параметров на управляющее воздействие. Разработка устройства управления частотой вращения коленчатого вала двигателя. Получение вектора управления АСИ ДВС описывающего состояние ДВС в любой момент времени, на основе модели в виде базы знаний нечетких правил, учитывающей экспериментальные данные испытаний. Методика формирования направленности испытаний работы двигателя, позволяющая реализовать различные режимы в частности экономичный, экологичный, высокой мощности и т. Саати. Способ электромеханического управления частотой вращения двигателя путем реализации нечеткого вывода АСИ ДВС на основе управляющих правил перемещения рычага регулятора ТНВД и изменения внешней нагрузки, описывающих состояние ДВС в любой момент времени, через шаговый двигатель и передачу винт-гайка, гибко соединенную с рычагом регулятором ТНВД. АСИ ДВС. Среди методов искусственного интеллекта выделена нечеткая логика, позволяющая лучше описывать процесс управления ДВС. Проведен обзор систем управления ДВС на основе нечеткой логики. Объектом управления является испытательный стенд с установленным двигателем и технологическим оборудованием, обеспечивающим проведение испытаний. В зависимости от вида испытаний может изменяться как состав взаимодействующего с АСИ оборудования, так и технология проведения испытания. Испытания относятся к числу наиболее ответственных и трудоемких этапов жизненного цикла ДВС. На этом этапе осуществляется окончательная оценка конструкции, определяется ее соответствие техническим и технологическим требованиям. АСИ, построенная на основе нечеткой логики, позволяет повысить качество и эффективность конструкторских разработок, сократить сроки доводки и усовершенствования двигателей при снижении себестоимости проведения стендовых испытаний. Во второй главе разрабатывается структурная схема нечеткого контроллера для проведения испытания. Формируется база знаний нечеткого контроллера, а также рассматриваются методы се заполнения. Разработана последовательность этапов создания испытаний. База знаний нечеткого контроллера состоит из трех уровней. На первом уровне располагаются лингвистические переменные, используемые для фазификации данных. Лингвистические переменные заполняются экспертами данной области и методами прямых измерений. На этом уровне определяется базовый диапазон и число нечетких меток (НМ) на нем, а также тип функции принадлежности. Количество нечетких меток зависит от точности управления. На- втором уровне сохранены нечеткие правила управления, применяемые для преобразования задаваемых параметров в управляющие. Эти правила составляются-из лингвистических переменных, определенных на первом уровне. На третьем уровне располагаются векторы приоритетов, предназначенные для ранжирования характеристик. Векторы приоритетов состоят из задаваемых параметров. На их основе можно задать определенную направленность испытаний. Во время проведения испытаний в АСИ дизельных двигателей используется обратная связь. Она применяется не только для фиксации результатов, но и для заполнения базы знаний при помощи метода прецедентов. Процесс создания испытания дизельных двигателей на основе нечеткой логики представляет собой следующую последовательность этапов: на основе методики испытаний пользователь задает режимы испытаний, которые контроллером преобразуются в нечеткие значения.