147892 (594423), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

4.2 Дослідження регуляторів системи керування, розроблених на основі використання методів нечіткої логіки і нейромережевих технологій

Результати моделювання системи керування електроприводом, що містить тягові асинхронні двигуни з використанням стандартного ПІ регулятора і побудованого з використанням нечіткої логіки в середовищі MATLAB відповідно показані на рис. 4.13 і рис. 4.14. Верхній графік залежність електромагнітного моменту від часу M(t), нижній - швидкості обертання ротора двигуна від часу (t).

Рис. 4.13. Залежності M(t), ( стандартний ПІ-регулятор)

Рис. 4.14. Залежності M(t), (ПІ-регулятор з використанням нечіткої логіки)

Проведені дослідження синтезованої системи векторного керування тяговим електроприводом підтвердили ефективність застосування методів нечіткої логіки при проектуванні регуляторів. Перерегулювання у випадку використання стандартного ПІ контролера, що спостерігається на рис. 4.13, складає 14%, при використанні нечіткого контролера перерегулювання практично відсутнє. До того ж, у першому випадку, у перехідному режимі двигун електропривода може перейти в генераторний режим, що не припустимо в процесі функціонування системи.

На рис. 4.15 представлені криві зміни амплітуди і частоти, як сигналів керування, для похідної (базової) моделі системи керування (криві 1 і 3) і моделі з використанням нейронних мереж (криві 2 і 4) при одній і тій же навантаженості складу (Р/J = 0.0001).

Рис. 4.15. Залежності U(t).

На рис. 4.16 представлені криві зміни модулів струмів для похідної (базової) моделі системи керування (крива 1) і моделі з використанням нейронних мереж (крива 2) за тих самих умов руху.

Рис. 4.16. Залежності i(t).

Як критерій оптимальності використовувався критерій мінімуму енергетичних витрат при виконанні обмежень по величині пройденого шляху і швидкості в кінцевий момент часу. Розглядалися різні режими роботи електропривода, зокрема , розгін дизель-потяга за заданий час t і оцінювалися отримані характеристики (швидкість, пройдений шлях і енергетичні витрати) у кінцевий момент часу. Отримані результати (швидкість у кінцевий момент часу, пройдений шлях і енергетичні витрати) для різних мас складу (другий стовпець таблиці, задається через відношення числа пара полюсів Р к моменту інерції J) представлені в таблиці 4.2.

У першому рядку таблиці приведені результати розгону дизель-потяга за час 45секунд до швидкості 38,16 м/с без використання НС, при цьому енергетичні витрати склали 5255 кВт/год, а пройдений шлях 255,3 м. При включенні в систему керування нейронних мереж отриманий виграш по енергетичних витратах 4,5%, хоча кінцева швидкість у даному випадку виявилася меншої на 0,55 м/с. Однак при збільшенні завантаженості складу (рядок 3) отримані енергетичні витрати на 3,2% менше при практично рівних кінцевих швидкостях і пройдених шляхах.

Таблиця 4.2. Результати досліджень.

№	p/J	t, с		V, км/г			S, м			Е, кВт/г
				1	2		1	2		1	2
1	0,0001		45		38,16	37,61		255,3	257,1		5255	5014
2	0,0002		30		69,92	68,93		298,8	305,7		8755	8351
3	0,00009		30		24,27	24,12		103,4	103,9		2416	2337
4	0,0001		45		38,16	40,06		255,3	259,2		5255	5251
5	0,0002		30		69,92	72,44		298,8	302,6		8755	8759
6	0,00009		30		24,27	26,31		103,4	104,2		2416	2422
7	0,0001		40		32,54	32,61		234,2	243,5		4762	4621
8	0,0002		35		75,53	75,51		324,3	335,2		9867	9754
9	0,00009		30		24,27	24,32		103,4	110,6		2416	2384

У рядках 4 - 6 таблиці 4.2 представлені результати розгону дизель-потяга за час t. У цьому випадку використовувався критерій: одержати велику кінцеву швидкість при однакових енергетичних витратах. У рядках 7-9 критерієм було одержати більший пройдений шлях при менших енергетичних витратах.

Виходячи з проведених результатів дослідження, можна зробити висновок, що введення нейронних мереж до складу системи керування дозволяє оптимізувати роботу енергетичної системи дизель-потяга в процесі розгону, забезпечуючи при цьому виконання заданих граничних умов. При цьому економія по енергетичних витратах складає не менш 3,2% у порівнянні з досліджуваним експериментальним зразком системи керування дизель-потяга.

5. ЕКОНОМІЧНА ОЦІНКА Й ОБГРУНТУВАННЯ.

Резюме

Проведене аналітичне дослідження присвячено трьом видам систем керування електроприводом дизель-потягу з асинхронними тяговими двигунами: стандартній системі керування на основі ПІ-регулятору, системі керування на основі нечіткого нейроконтролеру та системі з використанням нейронних мереж. Дана робота являє собою інтерес з точки зору можливого використання інформації, підібраній та розглянутій в ній, та отриманих результатів проектування та моделювання на підприємствах, що спеціалізуються на проектуванні та виготовленні рухомого складу, в НДІ, лабораторіях та ін.

Аналітичне дослідження, проведене в дипломній роботі, є об’єктом інтелектуальної власності та представлене у вигляді комплексу моделей досліджуваних об’єктів(у форматі робочих файлів для проведення моделювання в пакеті Matlab) та технічної документації, що містить теоретичні відомості й обґрунтування, принципові та структурні схеми досліджуваних систем керування та результати проведеного моделювання їхньої роботи.

Швидкість проведення моделювання залежить від заданих користувачем параметрів.

Витрати на проведення дослідження складають 33069 грн.

5.1 Опис розробленого продукту

Дослідницька робота, що пропонується як об’єкт інтелектуальної власності надає інформацію про:

1. Сучасні світові тенденції у вирішенні задач у даній галузі;

2. Математичні моделі досліджуваних об’єктів;

3. Структурні та принципові схеми розглянутих систем керування;

4. Результати моделювання та отримані характеристики даних об’єктів.

Окрім того, дана робота дає можливість провести моделювання власноруч – до документації докладається комплекс готових схем для дослідження в пакеті Matlab. Мінімальні вимоги до ПЕОМ складають:

1) Операційна система:

- Microsoft Windows 98 (original and Second Edition), Windows Millennium Edition (ME), Windows NT 4.0 (Service Pack 5, Service Pack 6a), Windows 2000 (Service Packs 1 or 2), or Windows XP

2) процесор

- Pentium, Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Pentium IV, Xeon

або AMD Athlon, Athlon XP based personal computer

3) оперативна пам’ять

- 128 MB RAM minimum, 256 MB RAM recommended

4) мінімальний вільний дисковий простір

120 MB for MATLAB only and 260 MB for MATLAB with online help files.

5) CD-ROM (для інсталяції).

Час моделювання залежить від того, які параметри моделювання задані(точність, елементна база та ін.) та може бути зменшений використанням комп’ютеру з більшими обчислювальними можливостями.

5.2 Оцінка ринку збуту

Інформація, представлена у даній роботі, призначена для використання в машинобудівельній галузі промисловості, яка спеціалізується на транспортному машинобудівництві. Діапазон застосування досидь широкий: результати дослідження та теоретичні питання, розглянуті в роботі, можуть бути корисними для проектування та виробництва як рухомого складу в цілому (міського перевезення, дальнього та приміського сполучення) так і його складових частин. Це можна пояснити актуальністю питань як для промислового застосування(на даний момент в Україні здані в експлуатацію лише 4 сучасні дизель-потяги) так і для подальших розробок та теоретичних досліджень.

Основними вимогами потенційних користувачів є:

1. повнота розглянутої інформації (у роботі мають бути висвітлені основні існуючі напрямки, які можуть використовуватися для розв’язання завдань подібного типу);

2. достовірність і детальність опису та структури розглянутих моделей систем керування;

3. достовірність отриманих результатів моделювання;

4. можливість самостійного моделювання зі зміною параметрів та подальших досліджень на базі готових схем.

Основним регіоном при продажу даної роботи є Луганська та Харківська області, але не виключена можливість продажу й за їхні межі.

Проведемо аналіз сегментації ринку збуту за споживачами. Дані заносимо в таблицю 5.1.

Таблиця 5.1. Аналіз ємності сегментів ринку.

Прогнозовані об’єми продажів приведені в таблиці 5.2.

Таблиця 5.2. Прогноз об’ємів продажу.

Періоди	Об’єм реалізації
Для першого року реалізації
Січень	1
Лютий
Березень	1
Квітень
Травень
Червень
Липень	1
Серпень	1
Вересень
Жовтень
Листопад
Грудень	1
Загалом:	5
Для другого року реалізації
I кв.	2
II кв.	2
III кв.	1
IV кв.	2
Загалом:	7
Для третього року реалізації
Загалом за рік	6

5.3 Конкуренція

Характеристики

Список файлов ВКР