Преддипломная практика

2.6. Расчёты и результаты математического анализа модели нечеткой супервизорной системы автоматического управления лабораторным термостатом, полученные в системе MATLAB

Входным сигналом объекта управления является относительное напряжение, подаваемое на нагреватель u_нагр [%], а выходным - температура, поддерживаемая в термостатирующей бане. Задачей управления является поддержание в термостатирующей бане заданной температуры.
Параметры нелинейного элемента определялись с помощью активного эксперимента.
В результате проведенного эксперимента были определены параметры нелинейного элемента, график которого приведен на рис. 2 25.

Рис. 2.25. График нелинейного элемента

Приведенная характеристика нелинейного элемента приведена на рис. 2.26.

Рис. 2.26. Приведенная характеристика нелинейного элемента


Определив параметры НЭ и используя экспериментальные данные , можно установить пары . Далее применяя к набору пар рекуррентный метод наименьших квадратов, была проведена параметрическая идентификация блока ЛДЗ объекта управления. Передаточная функция ЛДЗ объекта управления имеет вид:
.
В результате проведенной параметрической идентификации объекта управления были получены следующие параметры объекта: постоянная времени инерционного звена Т = 52 мин, коэффициент усиления инерционного звена k=3, время запаздывания  = 2 мин.
Поскольку в промышленном лабораторном термостате применяется ПИ-регулятор, поэтому в разрабатываемой системе также применим ПИ-регулятор, каждый параметр которого будет описываться тремя продукционными правилами.
Результаты работы нечетких регуляторов приведены на рисунках 2.27 (а и б).

Рис. 2.27а. Результат работы нечеткого регулятора.



Рис. 2.27б. Результат работы нечеткого регулятора.
В результате проведенной настройки параметров нечеткого супервизорного ПИ-регулятора, были получены следующие значения параметров, а именно: