Розробка спрощеної структури бази правил нечітких регуляторів для синтезу електромеханічних систем. Розробка алгоритмів параметричної та структурної оптимізації нечітких регуляторів для електромеханічних системах керування технологічними процесами.
Аннотация к работе
Проте традиційні для створення таких систем керування підходи, що базуються на формуванні стратегії керування обєктом за допомогою якісних логічних правил вибору сигналу керування в різноманітних ситуаціях (системи з нечіткими регуляторами), пошуку необхідного оптимального керування в процесі навчання і подальшого контролю та, у разі необхідності, доналагодження отриманого регулятора в процесі роботи обєкта (системи керування зі штучними нейронними мережами), а також їх поєднання, що знайшло своє відображення у виникненні нейро-фаззи систем, мають спільні недоліки: · складність формування загальних правил вибору структури регулятора для кожного зі згаданих підходів зумовлює їх відсутність і тому залишається актуальною задача структурного синтезу регулятора в кожному окремому випадку; На основі вищесказаного розробка нових і розвиток наявних методів синтезу та аналізу інтелектуальних систем керування технологічними обєктами, що надійно функціонують в усіх режимах роботи та забезпечують формування відповідних динамічних та статичних характеристик системи з врахуванням накладених обмежень на координати, а також застосування інтелектуальних регуляторів в електромеханічних системах автоматизації технологічних обєктів, які функціонують в умовах дії значних параметричних та координатних збурень є актуальною проблемою. Для досягнення цієї мети необхідно розвязати такі задачі: розробити параметричні методи синтезу асимптотично стійких систем керування обєктами, що перебувають під дією випадкових збурень; розробити методи синтезу взаємозвязаних систем для усунення впливів між окремими підсистемами чи досягнення покращення динамічних характеристик обєктів за рахунок їх врахування; розробити спрощену структуру бази правил нечітких регуляторів для синтезу електромеханічних систем та спосіб обмеження проміжних координат; розробити структуру та вдосконалити методи синтезу систем, що дають розвязок оберненої задачі динаміки; ідентифікувати змінні для побудови нечітких регуляторів; розробити алгоритми параметричної та структурної оптимізації нечітких регуляторів для електромеханічних системах керування технологічними процесами; проаналізувати стійкість запропонованих систем керування, побудованих на основі теорії нечітких множин; створити математичні моделі досліджуваних обєктів та електромеханічних систем. В основу досліджень покладено методи теорії автоматичного керування (для аналізу стійкості систем та синтезу оптимальних законів керування), теорії розривного керування (для формування стратегій керування в електроприводі змінного струму), теорії нечітких множин (для синтезу нечітких регуляторів), теорії штучних нейронних мереж (для навчання та формування нейрорегуляторів і оптимізації структури нечітких регуляторів), теорії матриць та матрицевих нерівностей (для синтезу систем керування та дослідження стійкості), теорії оптимізації, зокрема метод генетичного алгоритму та його модифікації (для оптимізації та синтезу параметрів регуляторів систем керування), теорії математичного моделювання електромашинно-вентильних систем (для створення моделей силових кіл досліджуваних обєктів), а також результати робіт провідних вчених у галузі статистичної динаміки систем керування та апроксимації функцій. Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному: - вперше розроблено метод параметричного синтезу асимптотично стійких оптимальних систем керування обєктами, що перебувають під дією випадкових збурень, в якому поєднано одночасне розвязування задачі забезпечення стійкості системи і задачі мінімізації сформованого функціоналу якості, уникнено розвязування матрицевих нерівностей для знаходження параметрів регуляторів системи керування і забезпечено покращення техніко-економічних характеристик обєкта;Поряд з цим в системах керування згаданими технологічними обєктами залишається актуальним і розвязок таких традиційних задач, як: § забезпечення відповідних динамічних та статичних характеристик системи при дії випадкових збурень та зміні її параметрів у процесі роботи, а саме: синтезу робастної системи автоматичного керування для електромеханічної системи переміщення електродів ДСП; синтезу керуючих впливів у взаємозвязаних системах, особливо за відсутності їх математичної моделі в аналітичному вигляді, зокрема для системи керування електричним режимом ДСП; структурного та параметричного синтезу системи з нейрокоректором для стабілізації активної потужності пресового дефіброра; синтезу фаззи розривного керування для зменшення пульсацій електромагнітного момента асинхронного двигуна в системі векторного керування, побудованій за принципом прямого керування за моментом; § обмеження координат стану на рівнях, що визначаються як прийнятим критерієм якості, так і фізичними можливостями системи, а саме: обмеження проміжних координат керованої системи при синтезі нечітких регуляторів, побудованих на принципах керування за повним вектором стану; зменшення коливності та обмеження проміжних координат електромеханічного контуру переміщення