MATLAB.Exponenta
MATLAB и Simulink на русском
Технологии разработки и отладки
		сложных технических систем

Проектирование систем управления\Fuzzy Logic Toolbox

Демонстрационные примеры

  В оглавление \ К следующему разделу \ К предыдущему разделу

SLCP

В этом разделе описывается демонстрационная программа slcp, иллюстрирующая применение нечеткого контроллера перемещением неустойчивой системы “перевернутый маятник на тележке” в заданную точку. Объект управления представляет собой стержень, нижний конец которого шарнирно закреплен на тележке. Тележка может перемещаться вдоль плоскости вращения стержня. Задача состоит в выборе такого значений силы, прилагаемой к тележке, обеспечивающей удержание маятника в вертикальном положении. Удержание в равновесии системы “перевернутый маятник на тележке” является классической задачей теории автоматического управления. К ней сводятся задачи управления разнообразными реальными объектами: ракетой, буксиром, толкающим впереди себя баржи, ядерной реакцией на АЭС. Программа slcp демонстрирует применение нечеткого управления не только для удержания маятника в вертикальном положении, а и для перемещения системы “перевернутый маятник на тележке” в заданную точку. Для работы программа slcp необходим пакет Simulink.

После запуска программы slcp на экране появляется графическое окно пакета Simulink. Это окно содержит симулинк-модель (рис. 9. 25), используемую демонстрационной программой slcp.

Рисунок 9.25 – Симулинк-модель системы “перевернутый маятник на тележке”

Для запуска анимации необходимо выбрать команду Start меню Simulation. После этого появиться диалоговое графическое окно (рис. 9.26), в котором будет происходить анимация. Маятник изображен желтым прямоугольником, тележка – сиреневым прямоугольником Точка, в окрестности которой необходимо удерживать маятник указана зеленым треугольником. Управляющая сила показана голубой стрелкой, длина которой пропорциональна ее значению. Запуск анимации осуществляется автоматически по открытию окна. Для вывода траекторий движения маятника и тележки необходимо установить флажок в окне Show Trails. Очистка графического окна от траекторий происходит по нажатию кнопки Clear Trails. После начала анимации в нижней части графического окна появляются две кнопки: Stop – прекращение анимации и Pause… - пауза в анимации. По нажатию кнопки Pause…  появляются две новые кнопки: Continue – продолжение анимации и Step – выполнение анимации в пошаговом режиме. Меню Target Position: позволяет установить следующие законы движения точки, в которую необходимо переместить центр тележки:

Sinosoid Wave – синусоидальная волна;
Square Wave – прямоугольная волна (меандр);
Saw Wave – пилообразная волна;
Randow Wave – случайный;
Mouse-Driven – определяемый пользователь с помощью мышки.

В последнем случае для перемещения координаты цели, то есть точки, в которой должен находиться центр тележки, необходимо установить курсор мышки в середине зеленого треугольника, нажать на левую кнопку и не отпуская ее переместить курсор в необходимое место.

Рисунок 9.26 – Анимационное окно программы slcp

Управление системой системы “перевернутый маятник на тележке” осуществляет нечеткий контроллер. Он реализован в виде системы нечеткого логического вывода типа Сугэно с четырьма входами: угол наклона маятника, скорость изменения угла наклона маятника, расстояния от центра тележки до цели и скорость тележки. Для лингвистической оценки входных переменных используется по два терма с колокообразными функциями принадлежности. База знаний содержит 16 правил. Для просмотра нечеткого контроллера в симулинк-формате необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши по блоку Fuzzy Logic Controller (см. рис. 9.25) и в появившемся меню выбрать команду Look under mask. Затем в появившемся графическом окне Link: slcp/Fuzzy Logic Controller щелкнуть правой кнопкой мыши по блоку FIS Wizard и снова в появившемся меню выбрать команду Look under mask.

Демонстрационная программа slcp позволяет также вывести графическое окно Scope, которое показывает изменения во времени координат центра тележки и цели. Эти траектории при разных законах перемещения цели показаны на рис. 9.27. Траектория тележки показана сиреневой линией, а траектория цели - желтой линией. Для вывода этого окна необходимо щелкнуть левой кнопкой мыши по пиктограмме Scope в симулинк-модель системы “перевернутый маятник на тележке” (на рис. 9.25 крайняя справа фигура).

Рисунок 9.27 – Графики движений тележки при разных законах перемещений цели

а) синусоидальная волна;
б) меандр;
в) пилообразная волна;
г) заданный пользователем

  В оглавление \ К следующему разделу \ К предыдущему разделу


Поиск по сайту:

Система Orphus

Яндекс.Метрика