Управление тепловыми и энергетическими процессами на основе нечеткой логики

• Автор: Соловьев, Вячеслав Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 398 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. НЕЧЕТКАЯ ЛОГИКА В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ.

1.1. Особенности математического описания систем управления тепловыми технологическими процессами
1.2. Основные понятия и классификация нечетких систем управления технологическими процессами
1.3. Математические основы описания систем управления технологическими объектами на основе нечеткой логики .

1.4. Принципы построения НЛР.

1.5. Выводы по главе.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ С НЛР

2.1. Нечеткое управление по дополнительному каналу.

2.1.1 .Модель объекта управления.

2.1.2. Синтез нечеткого реулятора.
2.2. Системы управления с НЛР в прямом канале управления .
2.2.1. Модель объекта управления.
2.2.2. Синтез нечеткого регулятора.
2.2.3. Анализ нечеткой системы регулирования.
2.3. Оптимизация распределения функций принадлежности НЛР
2.4. Синтез НЛР по прямым показателям качества
2.5. Повышение быстродействия систем управления тепловыми процессами.
2.6. Выводы по главе
ГЛАВА 3. НЕЧЕТКИЕ ВЗАИМОСВЯЗАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ.
3.1. Общие положения
3.2. Взаимосвязанная нечеткая система управления узлом
горения барабанного котлоагрегата.
3.2.1. Синтез НЛР.
3.2.2. Анализ взаимосвязанной нечеткой системы
3.3. Нечеткие взаимосвязанные системы управления с перекрестными связями
3.4. Нечеткие взаимосвязанные системы управления с заданным соотношением параметров
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
НЕСТАЦИОНАРНЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ ПИРОЛИЗНОГО ТИПА
4.1. Общие положения
4.2. Математические модели управления тепловыми процессами мобильной углевыжигательной установки
4.3. Динамика тепловых процессов углевыжигательной
установки.
4.4. Математическая модель углевыжигательной установки с активным способом управления.
4.5. Динамическая модель тепловых процессов углевыжигательной установки с активным способом управления.
4.6. Разработка принципов и алгоритмов управления нестационарными технологическими процессами углсвыжигательных установок
4.6.1. Синтез алгоритма управления процессом пиролиза в установке с пассивным способом регулирования теплового потока
4.6.2. Синтез алгоритма управления процессом пиролиза в установке с активным способом регулирования теплового потока
4.7. Анализ и синтез нечетких систем управления нестационарными тепловыми процессами.
4.7.1. Синтез I системы управления процессом пиролиза в установке с пассивным способом регулирования теплового потока
4.7.2. Исследование системы с нечетким регулятором по алгоритму вывода Мамдани
4.7.3.1. Синтез I для углевыжигательной
установки но алгоритму вывода Сугено при использовании метода отображения
4.7.4. Исследование режимов работы системы с нечетким
регулятором по алгоритму вывода Сугено
4.7.5. Синтез НЛР системы управления процессом пиролиза в установке с активным способом регулирования теплового потока.
4.7.8. Выводы по главе
ГЛАВА 5. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОВЫХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ НЕЧЕТКИХ ТЕХНОЛОГИЙ
5.1. Синтез параметров НЛР на основе нейросегевых технологий
5.2. Принципы построения систем управления тепловыми процессами на основе нечеткого модального управления . . .
5.3. Особенности синтеза НЛР для систем электропривода
5.4. Нечеткая СУ переключением трансформаторов понижающих подстанций
5.5. Выводы по главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Обычно при анализе и синтезе СУ используются существенно аппроксимированные динамические характеристики преобразователей. Следует отметить, что в многоканальных, взаимосвязанных автоматизированных СУ неопределенность информации может проявляться в каналах взаимосвязи между автономными каналами регулирования, но в силу того, что обычно причиной этого вида неопределенности являются параметры технологического процесса, то данный класс ИСУ можно отнести к первому виду. От структуры НЛР, его места расположения в регулируемом канале СУ зависят как функциональные возможности системы, так и ее статические и динамические характеристики. П, ПИ, ПИД пропорционального, пропорцианальноинтегрального, пропорцианальноинтегродифференциального регулятора. При этом в зависимости от требований к качеству статических и динамических характеристик СУ, этот нечеткий корректор может быть подключен к обычному регулятору как последовательно, так и параллельно. НЛР, обладающего адаптационными свойствами и включаемого в прямой канал регулирования. Для придания адаптационных свойств регулятору он наделяется адаптивнонейронной нечеткой системой логического вывода, которая позволяет автоматизировать процесс наполнения базы правил нечеткого регулятора в соответствии с требуемыми оптимальными показателями. Кроме включения НЛР в прямой канал регулирования, можно указать и его использование в цепи обратной связи СУ с целыо снижения влияния неопределенности информационноизмерительного канала. Структурная схема классификации ИСУ по вышеописанным принципам приведена на рис. Рис. Правильный выбор метода математического описания определяет уровень соответствия между полученной моделью и реальной СУ и, в конечном счете, структуру синтезированной СУ, от которой зависят такие параметры регулирования, как быстродействие и точность. Такая математическая модель обычно представляет собой совокупность дифференциальных, разностных, алгебраических и логических уравнений, описывающих работу всех элементов и связей системы. Однако, учитывая, что для большинства СУ технологическими процессами характерной особенностью является наличие в том или ином блоке системы слабоструктурированных звеньев, не поддающихся формализованному описанию, или же формализация их описания связана со значительными погрешностями, часть параметров системы может быть описана не в количественных величинах, а в качественных. Это обстоятельство переводит рассмотрение математического описания рассматриваемых систем в несколько иную плоскость описание систем с помощью аппарата нечеткой логики, основа которой была заложена Л. Заде ,,7, представляющей собой непосредственное обобщение двухзначной булевой логики на интервальное множество значений. Пространством истинности в этой логике является действительный интервал 0,1, При этом каждому высказыванию А ставится в соответствие нормализованное нечеткое множество в 0,1, т. А0, МА1 интерпретируется как степень ложности и степень истинности соответственно. Для любых переменных, располагаемых в диапазоне 0,1 , х2, . Х пх2 тт х, Х2. При этом, если истинность нечетких переменных Тх задается их значениями, т. Тх х, то истинность Тф нечеткой формулы может быть вычислена, например, с помощью выражений 1. Необходимо отметить, что в последние годы появилось целое семейство многозначных нечетких логик логика Лукасевича, Ологика, 2логика и т. Кроме того, в 1, 6 приведено использование аппарата триангулярных норм Тнорм и Тконорм для описания обобщенных операций конъюнкции и дизъюнкции. Однако, несмотря на то, что каждая из нечетких логик имеет то или иное преимущество при преобразовании четких операций конъюнкции, дизъюнкции и т. X название переменной ТХ терммножество, представляющее собой наименование нечетких переменных, областью определения каждой из которых является универсальное множество V универсум О синтаксическое правило, позволяющее оперировать элементами терммножества ТХ М семантическое правило, позволяющее преобразовать каждое новое значение лингвистической переменной, образуемое правилом О в нечеткую переменную, т.