Тези для доповіді на Всеукраїнський науково-технічній конференції молодих учених і спеціалістів "Електромеханічні системи, методи моделювання та оптимізації", Кременчук, 2006 р.

Anfіs в системах керування електроприводами постійного струму

Пивоваров О.О, студ.; Куруч Ю.А., студ.; Коротков А.В., асистент (ДонНТУ, м.Донецьк, Україна)

Найкращі регулювальні властивості при керуванні електромеханічними системами (ЕМС) можуть бути забезпеченні замкнутими системами керування. Однак синтез таких систем припускає знання повної інформації про об'єкт регулювання (ОР), тобто всі коефіцієнти підсилення й постійні часу об'єкта повинні бути відомі.

Пропонована нами методика керування електроприводами постійного струму не зобов'язує знати повну інформацію про об'єкт регулювання. Нам досить одержати реакцію ОР на вектор, що задає, певної форми, цей вхідний сигнал дозволяє виявити інформацію про динамічні властивості ОР. Далі ці дані використовуються для тренування ANFІS (Adaptіve Neuro Fuzzy Іnterference System) регуляторів.

ANFІS – нейро-фаззі мережа, яка є фаззі-регулятором з одним виходом а також прямонаправленою нейромережею з фіксованим числом шарів. Таке подання ANFІS дозволяє застосувати методи навчання нейромереж для синтезу фаззі-регулятора, що значно спрощує процес його синтезу.

За допомогою ANFІS можна реалізувати інверсну й пряму моделі ОР. Перша модель апроксимує зворотну передавальну функцію (ПФ) об'єкта регулювання. При підстановці такої моделі в прямий канал регулювання відбувається компенсація інерційностей ОР. Другий вид нейро-фаззі моделей апроксимує пряму ПФ об'єкта й повністю повторює його властивості без обліку впливів, що збурюють. Цю модель можна використовувати для обчислення коригувальних впливів при компенсації впливів, що збурюють.

У результаті математичного моделювання та експериментальної перевірки було виявлено найбільш прості структури ANFІS регуляторів для одномасової та двомасової ЭМС, що забезпечують задовільні перехідні процеси, близькі до замкнутих систем регулювання. Параметри спроектованого ANFIS-регулятора: 2 вхідних сигнала (завдання та помилка по швидкості), трикутна форма терм, 2 терми на один вхід фаззі-регулятора.

Результати експерименту на стенді з двомасовим електромеханічним об’єктом [1] з двигуном постійного струму наведені на рис. 1. На цьому рисунку - перехідні процеси кутової швидкості другої маси для розімкненої системи - та системи з інверсним ANFIS регулятором - , U_у - сигнал завдання на швидкість обертання.

Рисунок 1 – Експериментальне порівняння розімкненої ЕМС і системи з інверсним ANFIS регулятором

З рисунка перехідних процесів видно, що інверсний нейро-фаззі регулятор частково компенсує інерційність двомасової системи, й показує кращі перехідні процеси відносно розімкненої системи.

Аналогічні результати можна отримати і при керуванні одномасовою ЕМС постійного струму.

Висновки:

1. Інверсний ANFIS регулятор частково компенсує інерційність ЭМС, і показує кращі перехідні процеси відносно розімкненої системи.
   

2. Синтез ANFIS регулятора може відбуватися при невідомих параметрах об’єкта керування.
   

3. Вибір структури ANFIS регулятора відбувається шляхом перебору різних структур при математичному моделюванні.
   

4. При використанні інверсного ANFIS регулятора складно організувати обмеження струму двигуна при навантаженні.
   

Перелік посилань

1. Практическая реализация цифровых САУ в среде пакета МАТЛАБ с использованием платформы реального времени "QNX TARGET". Коцегуб П.Х., Толочко О.И., Федоряк Р.В. Вестник Национального технического университета "ХПИ" выпуск 12, том 1. Х. 2002. стр. 98-101.