Нечеткий супервизор ПИД-регулятора

Аннотация

Постановка проблемы: ПИД-регуляторы являются основным инструментом автоматизации производства. Однако их настройка традиционными средствами требует выполнения опытов с объектом, что снижает эффективность системы управления при изменении условий работы. Для решения этой проблемы необходимо использовать контур адаптации, автоматически изменяющий параметры регулятора при ухудшении оценок качества. Цель: разработка структуры и алгоритма функционирования нечеткого супервизора ПИД-регулятора для повышения качества работы в условиях неконтролируемого изменения параметров объекта. Результаты: предлагаются два варианта организации нечеткого супервизорного управления ПИД-регулятором. Первый вариант предполагает непрерывное изменение параметров контроллера на основании информации о текущей ошибке управления. Обучение супервизора происходит в режиме off line с помощью генетического алгоритма. Такой подход обеспечивает универсальность применения, однако полученная структура является «черным ящиком». Второй вариант использует оценки качества переходного процесса и может применяться при периодическом изменении входного сигнала. Параметры контроллера изменяются с помощью нечетких правил, имеющих ясную семантику. Показано, что системы с нечетким супервизором позволяют сократить перерегулирование и статическую ошибку, которые могут возникать при изменении параметров объекта управления. Выполнено моделирование работы системы средствами MatLab Simulink. Практическая значимость: применение ПИД-регуляторов с нечеткими супервизорами может оказаться полезным при проектировании систем управления широким кругом динамических объектов.