Fuzzy-Logik in schönen Bildern. Antwortflächen für verschiedene Zugehörigkeitsfunktionen

Wir studieren weiterhin Fuzzy-Logik zusammen mit dem Buch von V. Gostev. "Fuzzy-Regler in automatischen Steuerungssystemen."


Die nächste vom Autor analysierte Aufgabe ist die Synthese digitaler Fuzzy-Regler mit Umschaltung auf zwei Betriebsarten im Gastemperaturregelsystem eines Zwei-Rotor-Gasturbinentriebwerks (GTE).

Um dieses Problem zu lösen, habe ich mich entschlossen zu sehen, wie sich die Zugehörigkeitsfunktionen und ihre Parameter auf den Betrieb der Regulierungsbehörden auswirken. Und ich konnte nicht an einem so schönen Objekt aus der Welt der Fuzzy-Controller wie der Antwortfläche vorbeikommen, einem 3D-Diagramm der Abhängigkeit des Ausgangs des Fuzzy-Controllers von zwei Eingängen des Controllers.



Wie sich herausstellte, bereitet diese süchtig machende Aktivität (Aufbau einer Reaktionsfläche) nicht nur ästhetisches Vergnügen, sondern beweist in der Praxis die bekannte philosophische Aussage „Schönheit wird die Welt retten“.


Daher ist die Analyse der nächsten Aufgabe aus dem Buch von V. Gostev Ich habe mich in zwei Teile geteilt:


  1. Analyse des Einflusses der Zugehörigkeitsfunktionsparameter für die Phaseneinstellung von Eingangsvariablen auf den Betrieb der Steuerung basierend auf Fuzzy-Logik.
  2. Sofortige Lösung des Problems.

Als nächstes unter dem Schnitt der erste Teil.
Beachtung! FĂĽr diejenigen, die sich zuerst mit dem Thema Fuzzy-Regelung befassen, empfehle ich, mit diesem Artikel zu beginnen: Eine einfache Steuerung, die auf Fuzzy-Logik basiert. Erstellung und Anpassung

Fuzzy-Controller in den vorherigen Beispielen des Buches verwendeten die Phaseneinteilung von Eingangsvariablen unter Verwendung dreieckiger Zugehörigkeitsfunktionen. Die Dreiecksfunktion ist insofern gut, als wir die Unterbrechungspunkte explizit in Form von Parametern des Phasenblocks setzen und so die Abdeckung des Bereichs der Eingangsvariablen steuern (siehe Abb. 1). Darüber hinaus scheint es ziemlich einfach vorstellbar zu sein, wie eine lineare Änderung einer Dreiecksfunktion funktioniert (eigentlich nicht!).



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  2. c = dU/2
  3. c = dU/4

1.


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Abbildung 6. Phasenporträt der Gauß-Zugehörigkeitsfunktionen und der Oberfläche der Reglerantwort bei c = dU.

Es ist ersichtlich, dass der Regelbereich nicht vollständig abgedeckt ist, obwohl 0 - 1 in den Eigenschaften angegeben ist. Dies liegt daran, dass selbst wenn der Eingabewert 0 ist, alle Gaußschen Funktionen nach der Phaseisierung einen anderen Wert als 0 haben. Dies ist zu sehen, wenn die Animation der Schaltung auf den Blöcken in Form von blauen Spalten, die die Ausgangswerte der Phaseisierungsfunktionen widerspiegeln, aktiviert ist. Auf dem dynamischen Bild des Fuzzy-Inferenzblocks erlaubt das Vorhandensein von zwei Spalten von Diagrammen nicht, dass sich der Schwerpunkt zur rechten Grenze - Null - verschiebt (siehe 7).


Figure 7. Schema zum anfänglichen Zeitpunkt der Berechnungszeit für c = dU


Option 2. Die Standardabweichung entspricht dem halben Abstand zwischen den Eckpunkten der Phaseisierung der GauĂź-Funktionen


, . , . 0.02 0.98.

8. c = dU/2.

3.


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9. c = dU/4.


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14, – 15.



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Im nächsten Teil werden wir den Motor analysieren


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