Синтез нечіткого регулятора для системи управління процесом сушіння капілярно-пористих матеріалів

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13. 03 – системи та процеси управління. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015. Дисертацію присвячено розробці та вдосконаленню методу синтезу нечіткого регулятора, який забезпечує задану якість управління сушінням капілярно – пористих матеріалів в конвекційній сушарці періодичної дії та дозволяє створювати системи управління, що спираються на експертні знання. Удосконалено метод аналізу чутливості оптимального управління в лінійній системі при квадратичному критерії якості, який дозволив отримати умови нечутливості цього управління в замкнутій системі до малих змін параметрів. Показано, що в загальному випадку необхідно спільне дослідження чутливості функціонала, що оптимізується і чутливості оптимальної траєкторії руху. Запропоновано алгоритм синтезу нечітко-логічного регулятора, що дозволяє використовувати стандартну форму опису лінгвістичних змінних і мінімальний набір керуючих правил. Здійснено синтез нечітких регуляторів з оптимізацією їх параметрів і структури та запропоновано структурну схему нечіткого контролера. В роботі розроблені імітаційні моделі процесу сушіння КПМ, що описують зміну температури і вологості при природній та комбінованої циркуляції сушильного агенту в камерній сушарці періодичної дії, які використовуються для налаштування адаптивних нечітких регуляторів. Синтезований адаптивний нечіткий регулятор стабілізації температури сушильного агенту дозволяє в широкому діапазоні факторів, що збурюють, отримати мінімальний покращений критерій якості системи управління в порівнянні з класичним регулятором.The thesis on Candidate Degree in Technical Sciences: Specialty 05.13. 03 - management systems and processes.– National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute", Kharkov 2015. This thesis is devoted to the development and improvement of the synthesis method of a fuzzy regulator which ensures the specified quality to control the drying of the capillary and porous materials in a convection oven of periodic action and allows creating the control systems basing on the expert knowledge. The work describes the improved method of the optimal control sensitivity analysis in a linear system with a quadratic quality criterion which allowed obtaining the control insensitivity conditions to a slightly changed parameters in a closed system. Basing on the performed analysis the thesis shows the necessity to perform a joint research of the optimized functionality sensitivity and the sensitivity of the optimal movementtrajectory. The thesis offers a simple synthesis algorithm of the fuzzy and logical regulator which provides the ability to use a standard format describing the linguistic variables and a minimum set of the operating rules. The regulators built on the basis of fuzzy logic in some cases are capable to provide higher quality rates of the transition processes in comparison with classic regulators. Using the synthesis methods of fuzzy control algorithms, it is possible to optimize the difficult control loops omitting mathematical model specification.