Эволюционный синтез нечетких регуляторов


https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2015.6.28

Полный текст:


Аннотация

Постановка проблемы: ПИД-регуляторы давно известны и широко используются в промышленности, к их достоинствам относится простота структуры и реализации. Однако для объектов со значительными нелинейностями использование линейных ПИД-регуляторов может не обеспечивать приемлемое качество управления. Цель: построение нечетких регуляторов ПИД-типа, настраиваемых с помощью эволюционных алгоритмов и позволяющих улучшить качество работы обычных ПИД-регуляторов. Результаты: исследован нечеткий регулятор ПИД-типа с тремя независимыми базами правил. Предложена двухшаговая схема настройки регулятора для нелинейного динамического объекта. На первом шаге генетический алгоритм применяется для настройки линейного ПИД-регулятора, полученные коэффициенты используются на выходе каждого канала нечеткого регулятора ПИД-типа. На втором шаге с помощью генетического алгоритма формируется нелинейная преобразующая функция для каждого канала, реализуемая на базе искусственной нейронной сети. Алгоритм управления отлажен и проверен с помощью системы MatLab. Полученные результаты показывают значительное улучшение характеристик переходного процесса по сравнению с традиционными регуляторами. Практическая значимость: нечеткие регуляторы ПИД-типа могут эффективно использоваться при управлении нелинейными объектами в промышленности, что подтверждают рассмотренные в статье примеры.

Об авторах

Михаил Владимирович Бураков
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия


Александр Сергеевич Коновалов
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия


Ольга Борисовна Яковец
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения; АО «НИИ командных приборов»
Россия


Список литературы

1. Passino K., Yurkovich S. Fuzzy Control. - Reading MA: Addison-Wesley, 1998. - 522 p.

2. Бураков М. В. Нечеткие регуляторы. - СПб.: ГУАП, 2010. - 237 с.

3. Mamdani E. H., Assilian S. An Experiment in Linguistic Synthesis with Fuzzy Logic Controller // Int. J. Man-Machine Studies. 1975. Vol. 7. N 1. P. 1-13.

4. Holmblad L. P., Osregaard J. J. Control of Cement Kiln by Fuzzy Logic// Approximate Reasoning in Decision Analysis/ M. M. Gupta and E. Sanchez Eds. - Amsterdam, New York, Oxford, 1982. P. 389-400. Macvicar-Whelan P. J. Fuzzy Sets for Man-Machine Interaction // Int. J. Man-Mach. Studies. 1976. Vol. 8. P. 687-697.

5. Бураков М. В., Коновалов А. С. Синтез нечетких логических регуляторов // Информационно-управляющие системы. 2011. № 1. C. 14-19.

6. Burakov M. V., Konovalov A. S. Peculiarities of Genetic Algorithm Usage when Synthesizing Neural and Fuzzy Regulators // Kluwer Intern. Series in Engineering and Computer Science. 2002. N 664. P. 39-48.

7. Cordon O., Herrera F., Hoffmann F., Magdalena L. Genetic Fuzzy Systems: Evolutionary Tuning and Learning of Fuzzy Knowledge Bases. - Sinqgapore, New Jersey, London, Hong Kong: World Scientific Publishing, 2001. - 462 p.

8. Astrom K. J., Hagglund T. Advanced PID Control. - ISA (The Instrumentation, System, and Automation Society), 2006. - 460 p.

9. Бураков М. В., Кирпичников А. П. Нечеткий регулятор ПИД-типа для нелинейного объекта // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. № 4. С. 242-244.

10. Бураков М. В., Яковец О. Б. Нечеткое управление силовым гироскопическим прибором // Изв. вузов. Приборостроение. 2015. Т. 58. № 10. С. 157-166.

11. Yang X. S. Engineering Optimization: An Introduction with Metaheuristic Applications. - Hoboken: John Wiley & Sons, 2010. - 347 p.

12. Broomhead D. S., Lowe D. Multivariable Functional Interpolation and Adaptive Networks // Complex Systems. 1988. N 2. P. 321-355.

13. Бураков М. В. Генетический алгоритм: теория и практика. - СПб.: ГУАП, 2008. - 164 с.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Бураков М.В., Коновалов А.С., Яковец О.Б. Эволюционный синтез нечетких регуляторов. Информационно-управляющие системы. 2015;(6):28-33. https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2015.6.28

For citation: Burakov M.V., Konovalov A.S., Yakovets O.B. Evolutionary Design of Fuzzy Controllers. Information and Control Systems. 2015;(6):28-33. (In Russ.) https://doi.org/10.15217/issn1684-8853.2015.6.28

Просмотров: 55


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1684-8853 (Print)
ISSN 2541-8610 (Online)