Дискретно-логические регуляторы с минимизацией продолжительности отработки системы продукционных правил и повышенной точностью : на примере систем автоматического управления технологическими процессами в химической промышленности

• Автор: Каяшева, Галина Александровна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ОСНОВНЫХ КОНЦЕПЦИЙ ПОСТРОЕНИЯ НЕЧЕТКИХ РЕГУЛЯТОРОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

1.1 Нечеткие регуляторы с четкой обратной связью.

1.2 Нечеткие регуляторы как надстройка над классическими четкими регуляторами.

1.3 Адаптивные системы управления с нечеткой логикой.

1.4 Нечеткие регуляторы с лингвистической обратной связью

1.5 Сравнение концепций построения нечетких регуляторов и постановка

задачи исследования

ВЫВОДЫ НО ПЕРВОЙ ГЛАВЕ.

ГЛАВА 2 ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ДИСКРЕТНОЛОГИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ С МИНИМИЗИРОВАННЫМ ВРЕМЕНЕМ ОТКЛИКА, АПРИОРНО ЗАДАННОЙ ТОЧНОСТЬЮ И РАСШИРЕННОЙ ОБЛАСТЬЮ ПРИМЕНЕНИЯ
2.1 Представление лингвистических переменных в виде совокупности четких термов
2.2 Логические высказывания на основе четких термов
2.3 Продукционные правила ДЛР с антецедентом в виде функции двузначной логики
2.4 Способ расширения области применения пропорциональных
дискретнологических регуляторов.
ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ.
ГЛАВА 3 БАЗА ПРАВИЛ ДИСКРЕТНОЛОГИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ
3.1 Концепция построения дискретнологических регуляторов
3.2 Особенности логического вывода на основе системы аргументов и функций двузначной логики
3.3 Снижение времени отработки системы продукционных правил ДЛР, вызванное отработкой части системы продукционных правил
3.4 Расчет снижения продолжительности цикла сканирования ДЛР при совмещении фаззификации с отработкой простейших продукционных правил.
3.5 АЫУТ1МЕ алгоритм фаззификации физических величин на основе четких множеств
3.6 Система продукционных правил ДЛР с АИУТМЕ алгоритмом минимизации времени обработки антецедентов, представленных в ДНФ.
3.7 Структурная схема многомерного дискретнологического регулятора с
АМУТ1МЕ алгоритмом минимизации цикла сканирования.
ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ
ГЛАВА 4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИСКРЕТНОЛОГИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ
4.1 Реализация математических функций, аппроксимированных лингвистическими переменными с четкими термами, в среде современных
программируемых контроллеров.
4.2. Модель дискретнологического регулятора на основе
программируемого контроллера КР0
4.3 Программная модель дискретнологического регулятора с I
алгоритмом минимизации цикла сканирования.
ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ.
ГЛАВА 5 ДИСКРЕТНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
5.1 Методика разработки дискретнологических регуляторов с априорно заданной точностью и АКУТ1МЕ минимизацией цикла сканирования
5.2 8САОАсистема с дискретнологическим регулятором в системе управления цементной печью
5.3 система с дискретнологическим регулятором для управления
стекловаренной печыо
5.4 система управления производством суспензирования цеолита
вывода по пятой главе.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Результаты диссертационной работы внедрены в систему управления технологической установкой по производству цеолитов Ишимбайский специализированный завод катализаторов, а также в лабораторный практикум по дисциплине Проектирование автоматизированных систем филиал государственного образовательного учреждения ГОУ высшего профессионального образования ВПО Уфимский государственный нефтяной технический университет УГЫТУ в г. Стерлитамаке. Апробация работы. Международной конференции Дифференциальные уравнения и смежные проблемы Стерлитамак, . Публикации. ЭВМ, а также по одному патенту на полезную модель и изобретение. Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 1 странице машинописного текста и включает в себя введение, пять глав основного материала, заключение, 3 рисунков, таблиц, библиографический список из 3 наименований на страницах и приложение на 9 страницах. Содержание работы. Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, указаны цели и задачи исследования, выделены результаты, имеющие научную новизну и практическую ценность. В первой главе на основе анализа основных концепций построения нечетких ре1уляторов установлено, что в настоящее время изза отсутствия системного подхода в решении этой задачи современные НР не полностью соответствуют парадигме нечеткого управления. Показано, что основным источником погрешностей в существующих НР является процедура дефаззификации. Во второй главе предложено лингвистические переменные изображать в виде совокупности четких термов, что позволило одно и то же четкое значение фаззифицируемой функции интерпретировать единственным термом, а типовой НР трансформировать в. ДЛР. Разработана структура логических высказываний на основе четких термов. Показано, что логическая природа четких термов входных и выходных лингвистических переменных как аргументов двузначной логики позволяет использовать в структуре логических высказываний не только термы входных, но и выходных лингвистических переменных, а также дискретные входные и выходные переменные объекта управления. По. Показано, что независимо то количества аргументов антецедента продукционных правил с четкими термами результатом логического вывода является один единственный терм выходной лингвистической переменной, ширина которого определяет точность ДЛР. Причем пределом уменьшения этой ширины является только разрешающая способность элементной базы, на которой построен регулятор. В третьей главе предложена, концепция построения ДЛР из шести положений, основанная на представлении физических величин эквивалентной совокупностью четких термов, которая позволяет расширить область применения, снизить время отработки системы продукционных правил и повысить точность ДЛР. ДЛР появилась уникальная возможность задавать е априорно. Получено аналитическое выражение для расчета снижения времени отработки системы продукционных правил ДЛР, вызванное отработкой только части системы продукционных правил, расположенной выше правила, антецедент которого в данный момент времени равен логической единице. Установлено, что в среднем это время может составлять ,5 ь , от времени отработки всей системы продукционных правил ДЛР при сохранении адекватности управляющих воздействий. Предложена методика расчета снижения цикла сканирования системы продукционных правил ДЛР, обусловленная совмещением отработки продукционных правил, антецедент которых состоит из одного терма простейшие правила, с процедурой получения этого терма при фаззификации. Разработан АЫУТ1МЕ алгоритм фаззификации, преобразующий четкий формат физических величин в совокупность не перекрывающихся четких термов с минимизацией продолжительности цикла фаззификации в режиме реального времени, позволяющий снизить эго время на ь . Описана структурная схема многомерного пропорционального НР с четкими термами, обладающая расширенной областью применения, повышенной точностью и минимизированным временем отрабртки системы продукционных правил. ПрК. Причем точность реализации пропорциональна количеству четких термов, используемых для интерпретации физических величин.