Моделирование нейронечеткого контроллера активной колебательной системы

• Автор: Буйвал, Александр Константинович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 Анализ путей автоматизации управления колебательными системами.

1.1. Анализ колебательных систем на примере систем подвешивания транспортных средств

1.1.1. Классификация колебательных систем систем подвешивания транспортных средств.

1.1.2. Пассивное подвешивание

1.1.3 Полноактивное подвешивание.

1.1.4 Полуактивное подвешивание

1.1.5. Системы принудительного наклона кузова вагона в кривых

1.2. Анализ автоматических систем управления

1.2.1 Классические методы синтеза систем управления

1.2.2 Робастные системы управления.
1.2.3 Адаптивные системы управления
1.2.4 Системы управления, основанные на принципах нечеткой логики
1.3. Выводы по главе
Глава 2 Построение и исследование модели активной колебательной системы.
2.1. Модель нечеткого контроллера активной системы подвешивания.
2.2. Математическая модель активной колебательной системы.
2.3. Реализация математической модели в системе 8ти1пк
2.4. Сравнительный анализ пассивной и активной колебательных систем
2.4.1 Тестирование контроллера при возмущающем воздействии в виде одиночного скачка
2.4.2. Тестирование контроллера при возмущении в виде двухгорбовой неровности .
2.4.3. Тестирование контроллера при случайном возмущающем воздействии
2.5. Выводы по главе
Глава 3 Модель нейронечеткого контроллера.
3.1. Математическая модель нейронной сети нечетконейронного контроллера.
3.2. Настройка параметров нейронечеткой сети методом обратного распространения ошибки
3.3. Генетический алгоритм настройки нейронечеткого контроллера колебательной системы.
3.4. Выводы по главе.
Глава 4 Программный модуль настройки нейронечеткого контроллера
4.1. Формирование функциональных и структурных требований к программному модулю.
4.2. Разработка принципов программного представления нейронечеткой модели
4.3. Функциональные характеристики программного модуля.
4.4. Структура и принципы функционирования программного модуля и описание входящих в него подсистем.
4.5. Схема взаимодействия МАТЬВПМ8йпи1тк.
4.6. Общая схема функционирования программного модуля
4.7. Тестирования разработанного программного модуля.
4.7.1 Тестирование ГА при целевой функции минимизации отклонения от профиля пути при возмущении в виде одиночного скачка.
4.7.2 Тестирование ГА при целевой функции минимизации максимального ускорения колебаний от профиля пути при возмущении в виде одиночного
скачка.
4.8. Использование нейронечеткого контроллера для управления вертикальными колебаниями пассажирского вагона.
4.9. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Каждая из подобных систем обладает рядом преимуществ и недостатков. Соответственно для пассивных систем ситуация абсолютно противоположная, т. Далее на примере систем подвешивания транспортных средств рассмотрим различные реализации колебательных систем и выявим пути автоматизации их управления. Пассивное подвешивание является наиболее распространенным принципом построения систем подвешивания транспортных средств. Пассивность таких систем заключается в том, что в них нет силовых элементов, способных управлять поведением системы при эксплуатации. Рассмотрим общий порядок проектирования рессорного пассивного подвешивания вагонов, который позволяет определить оптимальные характеристики [8,]. Во-первых, устанавливаются основные характеристики кузова вагона (вес, масса, положение центра тяжести, моменты инерции) и дополнительные (требования к плавности хода, эксплуатационные скорости и т. После чего по характеристикам кузова вагона и максимальным периодам свободных колебаний определяются характеристики подвешивания. Наконец выбирают оптимальные характеристики подвешивания, которые должны удовлетворять всем ограничивающим условиям, включая безопасность движения, вследствие чего в качестве оптимальных принимаются наибольшие из величин соответствующих жесткостей подвешивания. Затем по оптимальным величинам жесткостей подвешивания вычисляются оптимальные периоды свободных колебаний. Из представленного выше алгоритма проектирования пассивного подвешивания можно сделать вывод, что конструкция подвешивания является компромиссной по отношению к нескольким фактором (безопасность, эксплуатационные ограничения и плавность хода). Сложность проектирования осложняется также тем, что довольно сложно формализовать и описать математически многие факторы, которые должны учитываться при выборе оптимальных характеристик. Несомненным недостатком пассивного подвешивания является также то, что единожды выбранные оптимальные характеристики подвешивания являются фиксированными на весь срок эксплуатации транспортного средства, что в условиях неопределенности и нечеткости внешней среды снижает качество функционирования. Из выше сказанного можно сделать вывод, что только переход на качественно иную схему подвешивания транспортного средства поможет повысить качество функционирования, не нарушив при этом требования безопасности и эксплуатационные ограничения. Рис. Схема полноактивного подвешивания ниями осуществляется силовым элементом (рис. Конструктивно силовой элемент может представлять собой гидроцилиндр, способный развивать усилие необходимое для управления кузовом транспортного средства. Системы активного подвешивания являются достаточно сложными в реализации, а также требуют достаточно высокой мощности питающей системы при работе. К несомненным достоинствам подобных систем стоит отнести высокое качество изоляции кузова транспортного средства от возмущений внешней среды в частности дорожного полотна. Также такая конструкция подвешивания позволяет отдельно рассматривать задачу плавности хода и задачи безопасности и эксплуатации. На сегодняшний день системы полноактивного подвешивания вследствие их высокой требовательности к мощности питающей системы и сложности применяются, как правило, в дорогих легковых автомобилях западного производства. Cadillac. Система активного подвешивания, называемая системой непрерывного дорожного считывания (continuously variable road-sensing suspension (CVRSS)) имеет ряд датчиков и четыре гидравлических цилиндра, улучшающих восприятие дороги и качество гашения колебаний. Land Rover. Автомобили модели «Land Rover Discovery Series II sport» начиная с оснащаются системой активного улучшения движения в повороте (active cornering enhancement (АСЕ)). Система способна противодействовать ускорению вплоть до I g в течении 0 мс. Mercedes. В автомобилях марки Mercedes-CL Coupe применяется система ЛВС (Active Body Control), которая позволяет избегать кренов автомобиля при поворотах, интенсивных разгонах, торможениях, регулировать дорожный просвет, изменять жесткость амортизаторов пожеланию водителя.