Самонастраивающийся контроллер на основе нечеткой логики (часть 2).

В предыдущей статье мы обсуждали модель нечеткого контроллера для управления автоматической котельной. Были расписаны нечеткие множества для контролирующих величин. В этой статье мы продолжим эту тему.

Значения функций принадлежности потребуются нам уже при вычислении самих управляющих воздействий. Таким же образом расписываем остальные множества.

Опыты других исследователей в данной области показали, что для качественного управления недостаточно только лишь рассогласования. Поэтому, в качестве дополнительно входного параметра внесем скорость изменения каждого из расписанных выше параметров (на примере газовой котельной).

Dх1 – производная ошибки управления по давлению газа перед горелкой;

Dх2 – производная ошибки управления по температуре перегретого пара (или давления воды);

Dх3 – производная ошибки управления по температуре отходящих газов;

Соответственно, эти параметры будут принимать следующие значения:

ZE – ноль: измеряемый параметр не меняется;

N – отрицательное значение производной: измеряемый параметр меняется замедляясь;

P – положительное значение производной: параметр меняется ускоряясь;

После того, как мы получили множества, формируем правила и заносим их в базу правил.

ЕСЛИ х1=N и Dх1=P   и   х2=N и Dх2=P   и   х3=N и Dх3=N, то у=PB;

ЕСЛИ х1=ZE и Dх1=ZE    и  х2=ZE и Dх2=ZE  и  х3=ZE и Dх3=ZE, то  у =ZE;

ЕСЛИ х1= N и Dх1= P   и  х2= P и Dх2=N    и   х3= P и Dх3=N, то у =NS;

и так далее для всех комбинаций возможных значений параметров

…………………………………………………………………………………….

(Стоит заметить, что автоматическая котельная является сложным в управлении объектом и количество параметров и принимаемых ими диапазонов значений будут варьироваться от сложности и желаемой точности технологического процесса. Например, при трех контролируемых параметрах и трех присвоенных им нечетких множеств количество нечетких правил достигает 27).

По этим правилам и будет проводиться нечеткий вывод в самом контроллере.

Контроллер в своей структуре должен содержать фаззификатор — особую структуру, преобразующую числовое значение ошибки x(t) в лингвистическое значение со степенью принадлежности. Используя эти значения, через нечеткий логический вывод контроллер реализует правила, полученные из базы правил. Также, в контроллере будет встроен дефаззификатор, который из лингвистических значений, уже полученных в результате нечеткого логического вывода, будет генерировать «четкое» числовое значение, используемое далее  в качестве управляющего входа для оборудования автоматической котельной.