Эволюционный синтез нечетких регуляторов

Аннотация

Постановка проблемы: ПИД-регуляторы давно известны и широко используются в промышленности, к их достоинствам относится простота структуры и реализации. Однако для объектов со значительными нелинейностями использование линейных ПИД-регуляторов может не обеспечивать приемлемое качество управления. Цель: построение нечетких регуляторов ПИД-типа, настраиваемых с помощью эволюционных алгоритмов и позволяющих улучшить качество работы обычных ПИД-регуляторов. Результаты: исследован нечеткий регулятор ПИД-типа с тремя независимыми базами правил. Предложена двухшаговая схема настройки регулятора для нелинейного динамического объекта. На первом шаге генетический алгоритм применяется для настройки линейного ПИД-регулятора, полученные коэффициенты используются на выходе каждого канала нечеткого регулятора ПИД-типа. На втором шаге с помощью генетического алгоритма формируется нелинейная преобразующая функция для каждого канала, реализуемая на базе искусственной нейронной сети. Алгоритм управления отлажен и проверен с помощью системы MatLab. Полученные результаты показывают значительное улучшение характеристик переходного процесса по сравнению с традиционными регуляторами. Практическая значимость: нечеткие регуляторы ПИД-типа могут эффективно использоваться при управлении нелинейными объектами в промышленности, что подтверждают рассмотренные в статье примеры.