Download - Proiect Fuzzy - Controller PD cu ajutorul tehnicii Fuzzy

7/25/2019 Proiect Fuzzy - Controller PD cu ajutorul tehnicii Fuzzy

http://slidepdf.com/reader/full/proiect-fuzzy-controller-pd-cu-ajutorul-tehnicii-fuzzy 1/16

PROIECT FUZZY

1.INTRODUCERE

Proiectul reprezintă realizarea unui Controller PD cu ajutorul tehnici Fuzzy.Pentrurealizarea Controllerului Fuzzy s-a folosit atât varianta Mamdani cât şi varianta u!eno. Confi!urarea acestui re!ulator este următoarea" -intrări" eroarea#e$ şi derivata erorii#de$ -ieşirea" comanda#c$%

Fuzzyficarea va fi realizată dupa următoarea formulă" & pentru intrarea e' se vor folosi ( termeni lin!vistici" )*' )M' ) '+ 'P 'PM si P* & pentru intrarea de' se vor folosi , termeni lin!vistici" )*' )' +' P si P* & pentru iesirea c' se vor folosi de asemenea tot , termeni lin!vistici ")*' )' +' P 'P*

tichetele lin!vistice utilizate au următoarea semnificaie" )* / ne!ative !reat0ne!ativ mare )M / ne!ative medium0ne!ativ mediu ) / ne!ative small0ne!ativ mic+ / zero0zero

P / positive small0pozitiv micPM / positive medium0pozitiv mediuP* / positive !reat0pozitiv mare.e vor utiliza e1clusiv varia2ile normalizate' adaptarea la procesul condus realizânduse prin trei factori de scalare" factorul de scalare pentru eroare Fe' factorul de scalare pentru derivata erorii Fde si factorul de scalare pentru comanda Fc.

F3* 4. Factori de scalare ai re!ulatorului

4



3mplementarea re!ulatoarelor Mamdani şi u!eno se face pe 2aza următorului ta2el dere!uli"

D )* )M ) + P PM P*

)* )* )* )* )* ) ) + ) )* )* ) ) + P P

+ )* ) ) + P P P*P ) ) + P P P* P*P* + P P P* P* P* P*

2.IMPLEMENTAREA REGULATORULUI MAMDANI

Fuzzyficarea varia2ilelor este prezentată 5n fi!ura următoare"

6



F3* 6. F7++8F3C9:9

uprafaa de comandă c este o2inută prin defuzzyficarea M;M şi este prezentată 5nfi!ura de mai jos"

<



F3* <.uprafaa de comandă cu defuzzyficare M;M

3.IMPLEMENTAREA REGULATORULUI SUGENO

Fuzzyficarea varia2ilelor este prezentată 5n fi!ura următoare"

=



F3* ,. uprafaa de comandă cu defuzzyficare >?9@:

4.DESCRIEREA PROIECTULUI

Pentru studierea metodelor de conducere a echipamentelor de condiionare a atmosfereidin interiorul serei este necesara modelarea pe calculator a comportării evoluiei principalilor parametri 'temperatura şi compoziia chimică a atmosferei su2 influena

diferitelor pertu2aii "temperatura e1terioară ' ener!ia disipată de sursa de 5ncălzire

Pentru realizarea proiectului am folosit Matla2 :6AA(' cu ajutorul căruia am realizatschemele necesare creeări modelului.Modelul imulinB prin ajutorul careia modelăm sera cuprinde = su2sisteme dupa cumurmeaza" -su2sitem pentru temperature -su2sitem pentru concentraia de apa% -su2sitem pentru concentraia de C;6% -su2sitem pentru determinarea umidităii%

Pentru implementarea celor patru su2siteme am plecat de la următoarele formule fizicecare ne-au ajutat 5n determinarea parametrilor de care avem nevoie"



unde: - Qvapori –este densitatea vaporilor de apă; -Qaer - este densitatea apei; -X - gradul de concentraţie a vaporilor de apă; -Pa -presiunea atmosferică; -Ti -temperatura din interiorul serei; -H -umiditatea atmosferică;

X=1! "g#"mol$m%&'o=()1* +#"mol

Pa=1,1)' Pa =1,1)' .$m'

Qaer=1'/* "g#m)

(



Pentru evidenierea performaelor re!ulatorului PD construit pe 2aza lo!ici F7++8 vomimplementa re!ulorul PD astfel o2inut 5n modelul 3M73)E al serei ' model care afost realizat pentru proiectul de la disciplina Modelare şi imulare ' pentru a facecomparaie 5ntre rezultatele o2inute la modelara serei cu re!ulator clasic PD şi rezultateleo2inute cu re!ulator PD Mamdani sau u!eno.

:ezultatele o2inute 5n urma simulării serei cu re!ulator PD clasic sunt urmatoarele"

Fi! . chema simulinB al serei cu re!ulator PD clasic



Gn urma simulării o2servăm că pentru o perioadă de timp de 6= de ore 5n care temperatura

e1ternă variază 5n intervalul H-,C ,CI ' iar sera este 5ncălzită de o sursă de caldură cu

puterea de A BJ' temperatura din interiorul serei variază conform următorului !rafic"

HtI

F3* (.*rafic temperature o2inut cu re!ulator PD clasic

-iar umiditatea din interiorul serei variază conform !raficului de mai jos"

F3* . *rafic umiditate o2inut cu re!ulator PD clasic

K



Modelul simulinB al serei cu re!ulator PD construit cu lo!ica fuzzy sau cu ta2ele

interpolative este identic cu cel din Fi! doar că 5n su2sistemul Controller vom

introduce 2locul fuzzy sau ta2elul interpolativ conform fi!urilor ilustrate mai jos"

F3* K. C;)L:;: PD M9MD9)3 3 7*);

4.1 Implemenat!le "#$$%&!ntep'lat!(e a e)#lat'ael' PD Mam*an! +! PD S#)en'

Gn urma e1ecutării simulărilor cu fişiere de tip *.fs se o2servă că 5n !eneral simulărilenecesită mult timp iar 5n unele cazuri se produc chiar 2locaje' 5n funcie şi de confi!ura-tia calculatorului şi de parametrii aleşi pentru simulare #metoda de inte!rare' eroriadmisi2ile' etc.$ şi de parametrii sistemului de re!lare. ; metodă eficace de 5nlăturare aacestui aspect' fără 5nsă a renună la avantajul fundamental al sistemelor fuzzy' adică lareprezentarea lin!vistică' este utilizarea ta2elelor de cautare #en!.ooBup La2le$.

3mplemenatrile fuzzy-interpolative a re!ulatoarelor PD Mamdani si PD u!eno

sunt urmatoarele"

row (e): [-1 -0.66 -0.33 0 0.33 0.66 1];

column (de): [-1 -0.5 0 0.5 1];

table (c): [-1 -1 -1 -0.33 0;-1 -1 -0.33 0 0.33 ; -1 -0.33 -0.33 0 0.33; -1

-0.33 0 0.33 1;

-0.33 0 0.33 0.33 1 ;-0.33 0.33 0.33 1 1;0 0.33 1 1 1]

4A



F3*4A .C;)L:;: 3MPM)L9L C7 ;;E7P L9

44



F3* 4A.4 Implementarea Simulink a regulatorului PD uzzy-interpolativ

Concluzie" După implementarea re!ulatorului PD cu ta2ele de cautare se poateconstata cu uşurină că simulările nu mai ridică a2solut nici o pro2lemă computaională'ele se derulează practic instantaneu' fără riscul 2locajelor. pre deose2ire de cazulutilizării fişerului *.fs 5n care pentru anumite valori ale parametrilor sistemului de

re!lare se produc 2locaje' acum putem 5ncerca orice com2inaie de parametri aisistemului de re!lare'

După cum vom o2serva şi 5n fi!urile de mai jos 5n care sunt reprezentate rezultatelesimulării modelului simulinB al serei cu re!ulatoare PD Mamdani sau u!eno ori cuta2ele interpolative ' vom constata că 5ntre rezultatele acestea şi cele o2inute cure!ulator clasic sunt diferene foarte mici atât la !raficele rezultate cât şi la valorileo2inute pentru temperatură'umiditate şi concentraiile de dio1id de car2on şi apă.

46



F3* 4A. M;D7 3M73)E 9 :3 :93+9L C7 ;;E7P L9

F3* 44.*:9F3C LMP:9L7:9

4<



F3* 46. *:9F3C 7M3D3L9L

;" *raficele din Fi! 44 si Fi! 46 sunt identice atât pentru simularea modelului serei cure!ulatoare PD u!eno şi Mamdani cât şi cu re!ulator PD imlementat cu ta2ele decăutare.

Comparatie 5ntre rezultatele valorice o2inute cu re!ulator clasic PD şi celecu re!ulator PD implementat cu ajutorul ta2elelor de cautare:e!ulator PD

clasic:e!ulator Pd cuooB7p La2les

LemperaturainternaHNCI

6<.A6 6<.4=

7miditateHOI ,(.<6 ,(.A<Concentratie

C;6A.AAAK<(, A.AAAK<(,

Concentratie?6;

A.AA46A A.AA46A

4=



BIBLIOGRAFIE:

CURS MODELAREA UNEI SERE

CONF.DR.UNIV. BALAS MARIUS

CURS FUZZY

CONF.DR.ING BALAS MARIUS

DYNAMIC MODELING OF TREE

GROWTH AND ENERGY USE IN A

NURSERY GREENHOUSE USING

MATLAB AND SIMULINK

JAMISON.M.HILL

4,



4

Download - Proiect Fuzzy - Controller PD cu ajutorul tehnicii Fuzzy

Top Related