Программная система автоматического формирования нечеткого логического контроллера
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?я, Красноярск 2003.
Публикации
По материалам данной работы авторами опубликовано 8 печатных работ, из них: 3 - статьи в сборниках, 5 - работы, опубликованные в материалах конференций. Также на данный момент 2 статьи находятся в печати. Полный список публикаций представлен в конце работы.
Разработанные методы и алгоритмы
Методы и алгоритмы, разработанные Малько "адимиром.
.Генетический подход для формирования базы правил НСУ.
.Алгоритм настройки семантики лингвистических переменных.
.Критерий оценивания эффективности работы НСУ.
Методы и алгоритмы, разработанные Липинским Леонидом.
.Нейросетевой подход для формирования базы правил НСУ.
.Коэволюционный алгоритм для настройки НСУ в целом.
.Задачник для оценивания эффективности работы НСУ.
Методы, алгоритмы и модули программной системы, разработанные совместно Малько "адимиром и Липинским Леонидом.
.Модуль программной системы, реализующий нечеткую систему управления.
.Редактор термов нечеткой системы управления.
.Редактор базы правил нечеткой системы управления.
Структура работы
Квалификационная работа содержит основной текст на 45 с., 19 иллюстраций, приложение на 9 с., список использованной литературы из 5 наименований, список публикаций авторов, и имеет следующую структуру:
В главе 1 дана постановка задачи на разработку методов автоматического формирования нечетких систем управления.
В главе 2 изложены основные определения, термины и понятия, а также алгоритмы работы нечетких систем управления, искусственных нейронных сетей и генетических алгоритмов.
В главе 3 рассмотрены методы формирования БП и настройки семантики лингвистических переменных и описан алгоритм формирования НСУ в целом.
В главе 4 описана программная система, реализующая все рассмотренные методы и позволяющая формировать НСУ, приведены результаты тестов по выбору наиболее эффективных структур оптимизационного алгоритма и произведено сравнение эффективностей рассмотренных подходов формирования НСУ.
Глава 1. Постановка задачи на разработку методов автоматического формирования нечетких систем управления
.1 Тестовая задача
Оценка качества рассматриваемых подходов производилась на следующей тестовой задаче: имеется система Тележка - Перевернутый маятник, изображенная на рисунке 1.1.1.
Рис. 1.1.1 Система Тележка - Перевернутый маятник
Динамичное поведение перевернутого маятника описывается двумя дифференциальными уравнениями:
, (1.1.1)
, (1.1.2)
где q (t) - угол наклона маятника от вертикали в момент времени t,
q'' (t) - угловая скорость,
q''' (t) - угловое ускорение,
x (t) - позиция тележки в момент времени t,
x' (t) - скорость тележки,
x'' (t) - ускорение движения тележки,
l - длина маятника (от точки вращения до центра масс),
mb - масса маятника,
m - суммарная масса тележки и маятника,
g - гравитационная постоянная,
F (t) - сила, прилагаемая к тележке в момент времени t.
Данные уравнения не учитывают силу трения при движении.
Состояние системы в каждый момент времени характеризуется значением 4-х ее параметров:
положение системы - x(t);
линейная скорость системы - x(t);
угол отклонения маятника - (t);
угловая скорость маятника - (t).
Управляющим воздействием является сила F(t), прикладываемая к системе Тележка - Перевернутый маятник.
Система может перемещаться вдоль одной оси в интервале от минус 100 до 100 м. Маятник может совершать колебания в интервале от минус 12 до 12 градусов. Если значения положения системы или угла маятника превышают указанные интервалы, то iитается, что система управления потерпела неудачу.
Необходимо построить нечеткий логический контроллер, управляющий системой Тележка - Перевернутый маятник. Целью управления является приведение системы в состояние равновесия, которое характеризуется нулевым значением отклонения маятника от вертикальной оси и нулевым значением позиция тележки, за iет передвижения системы вдоль оси X, при любом начальном допустимом положении тележки и маятника.
1.2 Функция пригодности
Оценка эффективности работы БП для задачи Тележка - Перевернутый маятник производилась по следующему критерию, который необходимо было минимизировать в процессе оптимизации:
, (1.2.1)
, (1.2.2)
, (1.2.3)
, (1.2.4)
, (1.2.5)
где a - максимально допустимое число шагов (тактов) работы системы при тестировании,
Sq - число шагов, сделанных системой, до момента прекращения тестирования,
Ki - уровень значимости i-го параметра системы, i = 1, 2, 3, 4,
Pi Cur - текущие значение i-го параметра системы, i = 1, 2, 3, 4,
Pi max - максимальное реально достигаемое значение i-го параметра системы, i = 1, 2, 3, 4,
N - количество параметров системы (в нашем случае N = 4),
P1 j - позиц
Copyright © 2008-2014 geum.ru рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение