В предыдущей статье "Скрещивание ужа и ежа.." мы проверяли применимость методов настройки систем автоматического управления к «реальным» моделям. В это статье попробуем оптимизировать не систему управления, а сам «физический» объект.

Для настройки регуляторов существует большое количество средств, методик и обеспечивающих оптимизацию законов регулирования. Если мы используем средства моделирования (типа Matlab Simulink), то можно сразу посмотреть на процесс оптимального управления непосредственно «вживую», на графиках. Возникает вопрос, если у нас есть метод для оптимизации параметров системы управления, можно ли оптимизировать не коэффициенты ПИД регулятора, а сам объект управления? Другими словами, не подбирать регуляторы для явно неудачной системы, а подобрать параметры самой системы. Ведь для компьютерной модели что коэффициенты ПИД, что размеры конструкции – это просто переменные, которые можно менять.

Наверное, у каждого, кто изучал теорию автоматического управления, в душе не раз появлялись сомнения, каким образом эти два, три или даже десять квадратиков передаточных функций в модели, представляют собой динамику сложного агрегата, типа ядерного реактора или авиационного двигателя. Нет ли здесь обмана? Возможно то, что работает с простыми моделями перестанет работать со сложными моделями и в «реальной» жизни.

В этой статье мы будем экспериментировать с «настоящей» моделью авиационного двигателя. Обвесив ее «реальными» моделями аппаратуры и алгоритмов управления от атомной станции.

Изначально модель была написана на фортране и предназначена для каких-то высоконаучных целей, связанных с системами управления двигателями. Эту модель нам передали в качестве примера и наша задача заключалась в том, чтобы повторить модель в структурном виде и доказать, что она совпадает с исходной. Что и было сделано.

В этой статье мы создадим модель регулятора на базе стандартной библиотеки структурного моделирования (без использования готовой библиотеки блоков нечёткого регулирования).
В качестве объекта управления будет использована модель газотурбинного двигателя из учебника В.И. Гостева «Нечеткие регуляторы в системах автоматического управления»
Выполним сравнение с ПИД и ПДД регуляторами.

Нечеткая логика для управления

Текст подготовлен на основе материалов книги Гостева В.В. «Нечеткие регуляторы в системах автоматического моделирования». Как все серьезные публикации по теме, данная книга перегружена математическими выкладками и тяжела для неподготовленного читателя. Между тем, сами по себе принципы создания и использования нечеткой логики достаточно просты и наглядны. Данный текст – попытка перевести пример из книги с математического языка на инженерный.
Показана возможную последовательность проектирования регулятора на базе нечеткой логики, путем последовательного усложнения логических правил и подбором параметров методами оптимизации.

Постановка задачи

Рассмотрим синтез цифрового ПИД-регулятора и нечеткого регулятора для системы управления ракетой по углу атаки. Методом математического моделирования определим процессы в системе и дадим сравнительную оценку качества системы при использовании синтезированных регуляторов.

Введение