Конструирование алгоритмов управления на основе нечеткой логики и нейронных сетей

Также была поставлена и решена задача синтеза нечеткого регулятора, копирующего построенный выше ПД-регулятор. Схема с регулятором - копией изображена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1. - схема включения нечеткого регулятора -копии.

База нечетких правил, нечеткие переменные и их термы были заданы в режиме командной строки, текст приводится ниже.

a=newfis('sw_f','sugeno'); a=addvar(a,'input','x1', [-10 10]);

a=addmf(a,'input',1,'mf11','trapmf', [-20 - 20 - 9 - 8]); a=addmf(a,'input',1,'mf12','trimf', [-8 - 7 - 6]);

a=addmf(a,'input',1,'mf13','trimf', [-6 - 5 - 4]); a=addmf(a,'input',1,'mf14','trimf', [-4 - 3 - 2]);

a=addmf(a,'input',1,'mf15','trimf', [-2 - 1 0]); a=addmf(a,'input',1,'mf16','trimf', [0 1 2]);

a=addmf(a,'input',1,'mf17','trimf', [2 3 4]); a=addmf(a,'input',1,'mf18','trimf', [4 5 6]);

a=addmf(a,'input',1,'mf19','trimf', [6 7 8]); a=addmf(a,'input',1,'mf110','trapmf', [8 9 20 20]);

a=addvar(a,'input','x2', [-10 10]);

a=addmf(a,'input',2,'mf21','trapmf', [-20 - 20 - 9 - 8]); a=addmf(a,'input',2,'mf22','trimf', [-8 - 7 - 6]);

a=addmf(a,'input',2,'mf23','trimf', [-6 - 5 - 4]); a=addmf(a,'input',2,'mf24','trimf', [-4 - 3 - 2]);

a=addmf(a,'input',2,'mf25','trimf', [-2 - 1 0]); a=addmf(a,'input',2,'mf26','trimf', [0 1 2]);

a=addmf(a,'input',2,'mf27','trimf', [2 3 4]); a=addmf(a,'input',2,'mf28','trimf', [4 5 6]);

a=addmf(a,'input',2,'mf29','trimf', [6 7 8]); a=addmf(a,'input',2,'mf210','trapmf', [8 9 20 20]);

a=addvar(a,'output','u', [-10 10]);

a=addmf(a,'output',1,'mf1','constant', [-10]); a=addmf(a,'output',1,'mf2','constant', [-9]);

a=addmf(a,'output',1,'mf3','constant', [-8]); a=addmf(a,'output',1,'mf4','constant', [-7]);

a=addmf(a,'output',1,'mf5','constant', [-6]); a=addmf(a,'output',1,'mf6','constant', [-5]);

a=addmf(a,'output',1,'mf7','constant', [-4]); a=addmf(a,'output',1,'mf8','constant', [-3]);

a=addmf(a,'output',1,'mf9','constant', [-2]); a=addmf(a,'output',1,'mf10','constant', [-1]);

a=addmf(a,'output',1,'mf11','constant', [0]); a=addmf(a,'output',1,'mf12','constant', [1]);

a=addmf(a,'output',1,'mf13','constant', [2]); a=addmf(a,'output',1,'mf14','constant', [3]);

a=addmf(a,'output',1,'mf15','constant', [4]); a=addmf(a,'output',1,'mf16','constant', [5]);

a=addmf(a,'output',1,'mf17','constant', [6]); a=addmf(a,'output',1,'mf18','constant', [7]);

a=addmf(a,'output',1,'mf19','constant', [8]); a=addmf(a,'output',1,'mf20','constant', [9]);

a=addmf(a,'output',1,'mf21','constant', [10]);

ruleList= [...

1011111

2031111

3051111

4081111

50101111

60121111

70141111

80161111

90181111

100211111

0111111

0231111

0351111

0471111

0591111

06121111

07141111

08161111

09181111

010211111] ;

a=addrule(a,ruleList);

writefis(a,'sw_f');

Графики процессов для ПД регулятора и его нечеткой копии приведены на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2. -- Графики изменения уровня жидкости в баке при =1 и =1.5. для ПД регулятора и его копии.

Итак, путем нормирования и задания базы 20 правил удалось достичь довольно близкого приближения к оригиналу как по качеству, так и по точности. Экспериментальные и сравнительные исследования будут проведены в следующем разделе.

4. исследование и сравнительный анализ качества з.с.

4.1. Оценить качество замкнутой системы при различных начальных и задающих уровнях жидкости в баке