Нейрогенетические алгоритмы построения модели нелинейного динамического объекта и настройки параметров ПИД-регулятора

• Автор: Царегородцева, Екатерина Дмитриевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. НЕЙРОГЕНЕТИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ ПОСТРОЕНИЯ НЕЙРОЭМУЛЯТОРА ДИНАМИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ
1.1. Методы подбора структуры нейронной сети
1.2. Методика построения нейроэмулятора с помощью нейросетевого подхода и генетического алгоритма
1.3. Обучение нейроэмулятора объекта регулирования
1.3.1. Метод эффективного оперативного обучения
1.3.2. Метод сопряженных градиентов
Выводы
ГЛАВА 2. НЕЙРОГЕНЕТИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ НАСТРОЙКИ ПАРАМЕТРОВ ПИД-РЕГУЛЯТОРА
2.1. Постановка задачи настройки параметров ПИД-регулятора
2.2.Анализ методов настройки параметров ПИД-регулятора
2.3.Нейрогенетический алгоритм настройки параметров ПИД-регулятора
2.3.1. Методика определения области возможных значений вектора параметров ПИД-регулятора
2.3.2. Нейросетевой подход к определению вектора параметров ПИД-регулятора, обеспечивающих установившийся режим переходного процесса
2.3.3. Генетический алгоритм для настройки параметров ПИД-регулятора

2.3.4. Нейрогенетический алгоритм для настройки параметров ПИД-регулятора
Выводы
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ
3.1. Система управления температурой водяной ванны
3.1.1. Построение нейроэмулятора линейной модели
3.1.2. Настройка параметров ПИД-регулятора на основе нейроэмулятора линейной модели
3.1.3. Сравнение алгоритмов настройки параметров ПИД-регулятора на основе нейроэмулятора линейной модели
3.1.4. Построение нейроэмулятора нелинейной модели
3.1.5. Настройка параметров ПИД-регулятора на основе нейроэмулятора нелинейной модели
3.1.6. Сравнение алгоритмов настройки параметров ПИД-регулятора на основе нейроэмулятора нелинейной модели
3.2. Управление движением крена беспилотного летательного аппарата
3.2.1. Построение нейроэмулятора движения крена без учета работы привода элеронов
3.2.2. Настройка параметров ПИД-регулятора на основе нейроэмулятора движения крена без учета работы привода элеронов
3.2.3. Сравнение нейрогенетического алгоритма с другими алгоритмами настройки на основе нейроэмулятора движения крена без учета работы привода элерона
3.2.4. Построение нейроэмулятора движения крена с учетом работы привода элеронов
3.2.5. Настройка параметров ПИД-регулятора на основе нейроэмулятора движения крена с учетом работы привода элеронов
3.2.6. Сравнение алгоритмов настройки параметров ПИД-регулятора на основе нейроэмулятора движения крена с учетом работы привода элеронов
3.2.7. Построение нейроэмулятора на основе данных, полученных в результате полунатурного моделирования
3.2.8. Настройка параметров ПИД-регулятора на основе нейроэмулятора, построенного на данных полунатурного испытания
3.2.9. Сравнение алгоритмов настройки параметров ПИД-регулятора на основе нейроэмулятора, построенного на данных полунатурного испытания
Выводы
ГЛАВА 4. ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА «ПОСТРОЕНИЕ НЕЙРОЭМУЛЯТОРА ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ И НАСТРОЙКА ПАРАМЕТРОВ ПИД-РЕГУЛЯТОРА»
4.1. Требования к программному и аппаратному обеспечению
4.2. Структура программного комплекса
4.3. Руководство пользователя
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ГЛАВА 2. НЕЙРОГЕНЕТИЧЕСКИЙ АЛГОРИТМ НАСТРОЙКИ ПАРАМЕТРОВ ПИД-РЕГУЛЯТОРА
2Л. Постановка задачи настройки параметров ПИД-регулятора
Автоматическое регулирование представляет собой совокупность действий, вырабатываемых системой автоматического регулирования и направленных на поддержание функционирования объекта в соответствии с заданной целью и критерием качества [4]. Объектом регулирования может быть техническое устройство или процесс, выход которого должен соответствовать некоторой желаемой величине - задающему воздействию. Для достижения цели управления на объект оказывается управляющее воздействие, вырабатываемое устройством управления. Взаимодействующие регулируемый объект и устройство управления образуют систему автоматического регулирования (САР).
Основной тип САР — замкнутые, в которых цепь прохождения сигналов образует замкнутый контур, включающий регулируемый объект и устройство управления (рис. 2.1). Управляющее воздействие в САР такого типа вырабатывается на основе рассогласования между задающим воздействием и регулируемой величиной, передаваемой посредством обратной связи.

Регулируемая!
величина |
I I I
I Обратная связь |
! ’ I
1 Система автоматического регулирования |
Рис. 2.1. Замкнутая система автоматического регулирования
Вводятся следующие обозначения: г() - значение задающего
воздействия, е() = КО~МЛ) - сигнал рассогласования между задающим воздействием и выходом объекта в момент времени
Задающее воздействие'
' Рассогласование ’
Устройство
управления
Управляющее
воздействие
Объект регулирования