Синтез радіотехнічних систем автоматичного керування на основі нечіткої логіки - Автореферат

ОДЕСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ ЗВЯЗКУ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукСинтез радіотехнічних систем автоматичного керування на основі нечіткої логіки. Захищається 24 наукових праці (4 монографії, 20 статей), в яких побудовано фізичні та математичні моделі цифрових регуляторів на основі нечіткої логіки і радіотехнічні системи автоматичного керування на їх основі. Описано функціональну схему цифрового регулятора на основі нечіткої логіки та розглянуто принцип його роботи в радіотехнічній системі автоматичного керування.Підвищення ефективності радіотехнічних систем автоматичного керування, які широко використовуються в телекомунікаційних системах, суттєво залежить від удосконалення методів та засобів їхнього аналізу, синтезу та ідентифікації сигналів, від методологічної, математичної та реалізаційної єдності всіх зазначених станів дослідження. Традиційні методи керування: пропорційно-інтегрально-диференційне керування (ПІД-керування), керування з самоналагодженням, узагальнено-прогнозуюче керування мають низку недоліків: якщо робоча точка процесу змінюється під впливом збурень, параметри регулятора необхідно переналагоджувати; для процесів зі змінними параметрами, часовими затримками, нелінійностями та значними завадами використання ПІ та ПІД регуляторів не забезпечує оптимальні характеристики; припущення лінійності характеру залежності вхідних та вихідних змінних процесу керування, суттєво зменшує адекватність моделі при розвязуванні практичних задач РТС; практичне застосування регуляторів з самоналагодженням та узагальнено прогнозуючих регуляторів, внаслідок складності математичних обчислень та технічної реалізації в телекомунікаційних системах є проблематичним. У випадку недостатніх знань про умови функціонування, які створюють невизначеності при описуванні ситуацій, розвязування задачі оцінювання параметрів сигналів та систем в умовах неможливості виконання точних вимірювань, а також задачі фільтрації сигналів в умовах завад, керування в телекомунікаційних системах може здійснюватись на основі теорії статистичних рішень. Розробка теорії синтезу і практичне використання радіотехнічних систем автоматичного керування з регуляторами на основі нечіткої логіки стримується відсутністю математичного апарату для аналітичного опису математичної моделі нечіткого регулятора та методик формального опису процесу керування. Мета досліджень полягає в підвищенні показників якості та ефективності функціонування існуючих і проектуємих радіотехнічних систем автоматичного керування (САК РТС), інформаційних та телекомунікаціних мереж за рахунок подальшого розвитку теоретичних основ і методів синтезу, оптимізації й моделювання на основі нечіткої логіки, які забезпечують необхідні показники якості керування за довільних вхідних впливів.Показано, що системи оцінювання (слідкуючі вимірювачі) є складовою частиною радіоелектронних систем автоматичного керування телекомунікаційних систем, а ефективним методом синтезу цих систем є марковський підхід на основі оптимальної нелінійної фільтрації. Умова максимуму по відношенню до ui має вигляд: , а оптимальне керування, що мінімізує середній час керування, визначається виразом: , (1) де - величини, що обмежують максимальні значення компонент керування. Подальший алгоритм розвязку задачі побудови радіотехнічної системи автоматичного керування оптимальної за швидкістю функціонування повязаний з отриманням оцінок на основі теорії нелінійної або лінійної фільтрації, в залежності від властивостей обєктів керування та рівнянь, що їх описують. Показано, що у випадках, коли результати вимірів не дають повної інформації про окремі компоненти або весь вектор стану обєкта (обєкт неспостережуваний), доцільно ввести додаткові пристрої вимірювання вектора стану за допомогою розглянутого раніше пристрою оцінювання (рис. Для вирішення таких важливих питань, як аналіз нелінійних динамічних процесів (захоплення та розподілення сигналів), конкретизації параметрів дискримінаторів (величина рознесення опорних сигналів, амплітуди і частоти вобуляції й т. ін.); оцінка прийнятного значення коефіцієнта перетворення; уточнення структури і параметрів формувача оцінки та оцінка якісних показників підоптимального слідкуючого вимірювача (похибок оцінювання, завадозахищеності й т. ін.), необхідно від рівнянь, які описують оброблення вхідних сигналів в дискримінаторі, перейти до еквівалентних співвідношень, що віддзеркалюють основне функціональне призначення системи - оцінювання (фільтрацію) фазових координат обєкта.Розроблено нові елементи конструктивної теорії та проблемно-орієнтованого інструментарію синтезу систем автоматичного керування та систем автоматичного регулювання радіотехнічних систем на основі нечіткої логіки. Враховуючи зручність формалізування інформації про процедури та умови їх застосування при описуванні знань, у цифрових регуляторах на основі нечіткої логіки доцільно використовувати продукційну модель (сукупність нечітких продукційних правил).

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ