Нечеткое корректирующее устройство с амплитудным подавлением для систем автоматического регулирования

Работа направлена на повышение качества систем автоматического регулирования. В работе исследуется псевдолинейное корректирующее устройство с амплитудным подавлением, параметры настройки которого меняются на основе аппарата нечеткой логики, тем самым улучшая качество переходного процесса.

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………… 15
1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОРРЕКТИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ И ОСНОВЫ ТЕОРИИ
АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ ………………………………………………………………………. 17
1.1 Линейные корректирующие устройства ……………………………………………. 18
1.2 Нелинейные корректирующие устройства ………………………………………… 19
1.3Псевдолинейные корректирующие устройства ………………………………….. 21
1.3.1. Анализ некоторых систем коррекции …………………………………………. 23
1.4 Выбор корректирующих устройств…………………………………………………… 30
1.5 Основы теории адаптивных систем ………………………………………………….. 30
1.5.1 Функциональные особенности и назначение адаптивных систем … 32
1.5.2Структура и принцип работы адаптивных САР …………………………….. 35
2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ И НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ 37
2.1Нечеткие множества………………………………………………………………………….. 38
2.1.1 Операции нечеткого множества …………………………………………………… 39
2.1.2Создание функции принадлежности …………………………………………….. 41
2.1.3Широкоизвестные типы функции принадлежности: …………………….. 42
2.2 Нечеткий регулятор ………………………………………………………………………….. 43
2.2.1 Структура нечеткого регулятора ………………………………………………….. 44
2.2.2Метод получения правил нечеткого регулятора: …………………………… 46
2.2.3Оценка состояния базы правил нечеткой логики…………………………… 47
2.3 Общие Алгоритм Нечеткого Регулятора ……………………………………………. 48
3.РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ С
НЕЧЕТКИМ КОРРЕТИРУЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ С АМПЛИТУДНЫМ
ПОДАВЛЕНИЯ В СРЕДЕ MATLAB …………………………………………………………. 51
4 СТРУКТУРА ЛАБОРАТОРНОГО КОМПЛЕКСА……………………………………. 64
4.1Структурная схема лабораторного стенда ………………………………………….. 65
4.2 Пакеты программирования STEP 7 и WinСС. ……………………………………. 68
5 ПРОГРАММНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО
КОМПЛЕКСА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ САР С НЕЧЕТКИМ
КОРРЕКТИРУЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ С АМПЛИТУДНЫМ
ПОДАВЛЕНИЕМ. ……………………………………………………………………………………. 71
5.1. Программное обеспечение лабораторного комплекса ………………………. 71
5.1.1 Программ САР с нечетким КУ на языке FBD ………………………………. 71
5.1.2 Мониторинг и симуляции системы ……………………………………………… 75
5.2 Методическое обеспечение ………………………………………………………………. 77
6. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕЖЕНИЕ …………………………………………………………………………….. 79
6.1 Предпроектный анализ …………………………………………………………………….. 80
6.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ………………. 80
6.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ………………………………………. 82
6.1.3 Fast – анализ ……………………………………………………………………………….. 83
6.1.4 Диаграмма Исикавы ……………………………………………………………………. 85
6.1.5 SWOT-анализ ……………………………………………………………………………… 87
6.2 Инициация проекта ………………………………………………………………………….. 89
6.2.1 Организационная структура проекта. ………………………………………….. 90
6.2.2 Разработка графика проведения научного исследования ………………. 90
6.2.3 Бюджет научно-технического исследования ………………………………… 95
6.2.4 Расчет материальных затрат НТИ ……………………………………………….. 95
6.2.5 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ ………………………………………………………………… 96
6.2.6 Основная заработная плата исполнителей темы…………………………… 97
6.2.7 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) ……. 98
6.2.8 Накладные расходы …………………………………………………………………… 100
6.2.9 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта
…………………………………………………………………………………………………………. 100
6.3 Реестр рисков проекта ……………………………………………………………………. 101
6.3.1 Оценка сравнительной эффективности исследования ………………… 102
6.3.2 Анализ показателей методики освоенного объема ……………………… 103
7 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ……………………………………………….. 107
7.1 Техногенная Безопасность ……………………………………………………………… 108
7.1.1 Производственная санитария …………………………………………………….. 109
7.2 Техника безопасности …………………………………………………………………….. 119
7.2.1 Электробезопасность ………………………………………………………………… 120
7.2.2 Экологическая безопасность ……………………………………………………… 121
7.3 Чрезвычайные Ситуации ………………………………………………………………… 122
7.4 Организационные Мероприятия Обеспечения Безопасности …………… 124
7.4.1 Особенности законодательного регулирования проектных решений.
…………………………………………………………………………………………………………. 126
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………… 128
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ …………………………………… 130
ПРИЛОЖЕНИЕ А ………………………………………………………………………………….. 133
ПРИЛОЖЕНИЕ Б …………………………………………………………………………………… 134
ПРИЛОЖЕНИЕ В ………………………………………………………………………………….. 140

В результате выполнения выпускной квалификационной работы было

разработано, исследовано и программно реализовано на контроллере SIMATIC

S7-400 нечеткое корректирующее устройство с амплитудным подавлением для

систем автоматического регулирования. Проводилось исследование САР с

нечетким КУ с объектом управления первого, второго и третьего порядка. В

результате исследования выявлено, что использование такого нечеткого

корректирующего устройства способствует улучшению качества системы

управления при изменении параметров объекта управления.

Программная реализация нечеткого корректирующего устройства с

амплитудным подавлением для систем автоматического регулирования была

произведена в виде программы в программном пакете STEP7 на языке

программирования FBD и в виде мнемосхемы в SCADA пакете WinCC.

Были разработаны методические указания по выполнению лабораторной

работы «Изучение нечеткого корректирующего устройства с амплитудным

подавлением для систем автоматического регулирования» которые буду

использоваться в учебном процессе отделения автоматизации и робототехники

при изучении курса адаптивные системы управления.
CONCLUSION

Result in implementation of the research, a fuzzy correction device with

amplitude suppression for automatic control systems was developed, investigated and

programmed on the controller SIMATIC S7-400. The study of ATS with fuzzy CC

with a control object of the first, second and third order was carried out. As a result of

the research it was revealed that the use of such a fuzzy correction device contributes

to the improvement of the quality of the control system when the control object

parameters are changed.

The software implementation of the fuzzy correction device with amplitude

suppression for automatic control systems was made in the form of a program in the

STEP7 software package in the programming language FBD and as a mimic diagram

in the SCADA package WinCC.

Methodical instructions were developed for the implementation of the laboratory

work “Study of fuzzy correction device with amplitude suppression for automatic

control systems” which will be used in the training process of the automation

department and robotics in the course of studying the course of adaptive control

systems.