Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169), страница 25
Текст из файла (страница 25)
В искусственном нгеллекте ней ! синая сеть есть совокупность данных и выводов в виде специальных УР Каждой ион дой входной величине назначается относительный, дискретный весо"'Ффнпн,„, гноит Взвешенные данные точно определенным способом формируют д"я принятия '!епр ермвно оп "" Решений. В отличие от этого в нечеткой логике весовые функции "Ределены на множестве значений принадлежности. ечеткая логика ча '!им нз "ераютсЯ Уп ка часто имеет дело с переменными, которые скорее наблюдаются, !'се от л" чие по с ав управление на основе нечеткой логики имеет еще одно существенмолелн с Рав"ению с тралиционным.
Последнее основано на математической ин системы, кото . '' нх яер отоРая предполагает наличие летальных знаний о соответствуюимн сменных, Мо ' н вхо, ™деягирование на основе нечеткой логики имеет дело с отношеннин, выход, в „о .Ри! ена больщог зам которых собраны вместе многие параметры.
При таком управле~галл . еж'!ости по, ьн'о!о лиапазона значений на меньшее количество градаций помогает сократить число переменных, которыми должен опериро- 115 114 Глава 3. Описание и моделированн ание е и посяедовательностныв сети 1 Ком бинвционн вать регулятор. Соответственно, требуется меньшее число правил, поскол ~леху „ оценивать меньше параметров, и во многих случаях регулятор на базе нече „.' к ки может вырабатывать решения быстрее, чем экспертная система на осн в кей|, "если — то".
На экспериментальных прототипах было показано, что нечет! Оее и, кзл Яеп является хороп!им инструментом при недостаточных объемах информации Автоматический регулятор скорости поезда служит простой иллюстраця ° 'цяей„ ложений нечеткой логики. Критерием для регулятора является оптимизш| „ ' ция вйа ни ути при известных 0 ра иче иях. Входнь|ми дан ми явз!яются теку|ця Уз|не |1 рость, ускорение и расстояние до места назначения, на основе которых ре, ЕГУК|К управляет мощностью двигателя. 6 5 Е 0 текущее состояние: слишком медленно - 0.2, медленно - О.В 1 И. текущее соетояяие: свнжеяяе скорости - 1.0 закуя|ее состояние: очень близко - 0.65, близко - 0.35 а|!' Рис. 3.21.
Функции принадлежности регулятора скорости на Основе нечет еткОЙ,ЧОГ 1!1Ч Функция принадлежности присваивает измеряемым величинам л кне значения (рис. 3.21). В приведенном случае ускорение имеет значен не "тОР"', но" (ве ' ние" из-за крутого подъема. Скорость принадлежит к множеству "медлен! и "слишком медленно" (вес 0.2), а расстояние имеет значение "очень бли, ' зко к' назначения" с весом 0 05 и "близко" с весом 0.35. ,„, огут дать представление о логике управления; „.Колько прав"л '" Нескол имеет значение "слишком мелленно", а УскоРение — "тоРможе„ сьорость — е'л е| „ществе но увеличить" мощность ние", то следу ь имеет значение "медленно", а ускорение — "торможение", то слееслн скорост .ка увеличить ь10ЩНОСТЬ; ет "слегка О,ше имеет значение "близко", то следУет "слегка снизить" мощность — есЛи Расстояние ,и! дол кно быть выбРано? Выход также имеет степень довеРиЯ, кото- Какое правило до степени доверия (т.
е. веса) входных данных. Окончательный выбор ая зависит от сте Р мом примере — "слегка увеличить" мощность. Даже если скорость е Рассматриваемо чение "слишком медленно", то поезд уже близок к месту назначения. имеет значение "с Н арантии, что нечеткая логика может успешно справляться со сложными сисНет гарант темами, ег л и, регулятор на базе нечеткой логики является практически оценкой состояния систем системы, которая не основана на конкретной модели.
Доказать устойчивость такого регулятора очень сложно. нечеткая логика приобрела чрезвычайную популярность при разработке систем управления в Японии, хотя в Соединенных Штатах, где была создана, и в других западных странах к ней относятся довольно сдержанно. Продукция, основанная на нечеткой логике, — вся она японского производства — включает в себя автоматически фокусирующиеся фотоаппараты, кондиционеры воздуха, стиральные машины, пылесосы, регуляторы лифтов и скорости поездов метро.
Аналогично другим техническим решениям, применение нечеткой логики должно рассматриваться с точки зрения эффективности, т. е. достижения приемлемых результатов при разумных затратах. Нельзя рассматривать нечеткую логику как всегда ееРное ре!пение или как простую альтернативу более сложным схемам управления. В некого екоторых случаях, как для вышеупомянутых автоматически фокусирующихся ф "паратов, разработка более совершенной технологии датчиков фактически фотоаппа ат првеелакл ч '< ~учшим результатам, чем использование нечеткой логики.
3.7. Комби мбинационные и последовательностные сети Многие иром!Яп!л Р - ышленные процессы управляются бинарными сигналами; несколь- "" Простых приме о в Р. 1 еров управления последовательностью событий было приведено Разделе 2.2.
Системь пстемы на основе бинарных сигналов можно разделить на два типав " инационные сети, ческих сети, которые также можно рассматривать как совокупность логиих выражений,и Вкомб й, и последовательностные сети. , " "бинационнои с '!Паче„„„й сети (сотЬ!паг|опа! пе|вогя) входная величина у с логическим нем "истина" или " .|оелет воряться Однов ли "ложь" зависи~ от ряда входных условий и, которые должны дновремепно.
У системы пет памяти, т. е. 3 у(й) =? 1и(|)1 (3.22) !1110 "" УправлЯю еи сти и| . сети можно использовать, например, для проверки допус!к! - ""Ого Управле! ги б мпыотердолже щий „„Р ения. Во время запуска сложного процесса вручную управ- В кл1очен или в Уле „Р олжен проверить выполнение всех логических Условий преж е, Р де, последо, ли вь|кл' чен конкре ый 1-пол ительный механизм 1!П„Г, ОэатЕЛЬНоет О со ной сети (зедиепс!пй петшогя) выход зависит не только от теОяиия П 01 Е Ропесса и входных сигналов, но и от их истории.
Такая система Глава 3. Описание и моделирование си Срр„ 116 Шаг 1 =и Шаг 2 =г ... ~ Шаги 5000 э"001 5010 5011 5100 5101 э110 5111 имеет память и использует концепцию состояния объекта. В простой последоввт ва ностной сети действия выполняются так Когда переход от одного шага к другому опрелеляется логическими услови~„ Ив последовательность называрот асинхронной. В отличие от этого в синхронных посв Яр довательностях переход между состояниями (шагами) задается метками вреч „ . вв В промышленных приложениях чаше встречаются асинхронные переходы. Некоторые идеи можно проиллюстрировать на упрощенном примере коордя„ цин работы станков при поточном производстве. Два станка М1 и М2 образуют,в„ пол огическую линию (рис. 3. 22). Буфер В между ними может содержать не болев в ной детали. Рнс.
3.22. Два станка с промежуточным буфером на транспортере между ними Каждый станок может быть в одном из двух дискретных состояний — "готов к рвЬ те" илн "неисправен". В течение короткого интервала времени «яр для каждого из двр станков существует вероятность, что он будет неисправен, — у'р Ж н у2 грй Верояр ность, что сломанный станок будет починен и снова запущен в работу в течение тогож самого интервюра времени, — «р о« н «2 Ьь Буфер имеет два дискретных состояния"и олный" или "пустой". Пустой буфер будет полным, если станок М1 производит дев.
лн с вероятностью цр . Аг. Полный буфер может стать пустым, только если станок )0 обработает накопившиеся детали с вероятностью рр2 АГ, Поскольку состояния явля' ются дискретными, их можно идентифицировать двоичными цифрами Π— станок неисправен 1 — станок готов к работе Π— буфер пустой 1 — буфер полный Система описывается восемью состояниями (табл. 3.1).
Таблица 3.1. Описание дискретных состояний технологической линии Состояние Буфер М1 ггг Станок М1 может выполнять работу, только если буфер пустой;. противном ся! чае он лолжен ждать. Станок М2 может прололжать работу, только если буфер соде б „торные и последовательные сети т Комбинат „иначе он тоже должен ждать. Таким образом, работа каждого станка за~иоанна другого. Говорят, что станок "блокирован", если он не может ра.р,т детали: и нсвт от сост .за нехватки некоторых ресурсов (в данном примере деталей или свободно- ботать из раооту ста у ~янков иллюстРиРУет гРаф состопний (Я«иве К«аРЬ) или конечный автошрвае~ый ьосеврью состояюрями э000 э" 111 (рис 3 23) мат (аигогпа В ждый момент времени система может находиться только в одном состоянии Б каждыи Переходы д между состояниями определяется вероятностью, что станок выполнит свою а определенное время, илн что он сломается, или что будет отремонтирован.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
