proiect fuzzy - controller pd cu ajutorul tehnicii fuzzy

Click here to load reader

Post on 26-Feb-2018

241 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

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

    1/16

    PROIECT FUZZY

    1.INTRODUCERE

    Proiectul reprezint realizarea unui Controller PD cu ajutorul tehnici Fuzzy.Pentrurealizarea Controllerului Fuzzy s-a folosit att varianta Mamdani ct i varianta u!eno. Confi!urarea acestui re!ulator este urmtoarea" -intrri" eroarea#e$ i derivata erorii#de$ -ieirea" comanda#c$%

    Fuzzyficarea va fi realizat dupa urmtoarea formul"& 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 urmtoarea 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 realiznduseprin trei factori de scalare" factorul de scalare pentru eroare Fe' factorul de scalarepentru derivata erorii Fde si factorul de scalare pentru comanda Fc.

    F3* 4. Factori de scalare ai re!ulatorului

    4

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

    2/16

    3mplementarea re!ulatoarelor Mamdani i u!eno se face pe 2aza urmtorului 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 prezentat 5n fi!ura urmtoare"

    6

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

    3/16

    F3* 6. F7++8F3C9:9

    uprafaa de comand c este o2inut prin defuzzyficarea M;M i este prezentat 5nfi!ura de mai jos"

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

    4/16

    F3*

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

    5/16

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

    6/16

    F3* ,. uprafaa de comand cu defuzzyficare >[email protected]:

    4.DESCRIEREA PROIECTULUI

    Pentru studierea metodelor de conducere a echipamentelor de condiionare a atmosfereidin interiorul serei este necesara modelarea pe calculator a comportrii evoluieiprincipalilor parametri 'temperatura i compoziia chimic a atmosferei su2 influena

    diferitelor pertu2aii "temperatura e1terioar ' ener!ia disipat de sursa de 5nclzire

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

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

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

    7/16

    unde: - Qvapori este densitatea vaporilor de ap; -Qaer - este densitatea apei; -X - gradul de concentraie a vaporilor de ap; -Pa -presiunea atmosferic; -Ti -temperatura din interiorul serei; -H -umiditatea atmosferic;

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

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

    Qaer=1'/* "g#m)

    (

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

    8/16

    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 i imulare ' pentru a facecomparaie 5ntre rezultatele o2inute la modelara serei cu re!ulator clasic PD i rezultateleo2inute cu re!ulator PD Mamdani sau u!eno.

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

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

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

    9/16

    Gn urma simulrii o2servm c pentru o perioad de timp de 6= de ore 5n care temperatura

    e1tern variaz 5n intervalul H-,C ,CI ' iar sera este 5nclzit de o surs de caldur cu

    puterea de A BJ' temperatura din interiorul serei variaz conform urmtorului !rafic"

    HtI

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

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

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

    K

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

    10/16

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

    interpolative este identic cu cel din Fi! doar c 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 e1ecutrii simulrilor cu fiiere de tip *.fs se o2servc5n !eneral simulrilenecesitmult timp iar 5n unele cazuri se produc chiar 2locaje' 5n funcie i de confi!ura-tia calculatorului i de parametrii alei pentru simulare #metoda de inte!rare' eroriadmisi2ile' etc.$ i de parametrii sistemului de re!lare. ; metodeficace de 5nlturare aacestui aspect' fr5nsa renun la avantajul fundamental al sistemelor fuzzy' adiclareprezentarea lin!vistic' 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

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

    11/16

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

    44

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

    12/16

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

    Concluzie" Dupimplementarea re!ulatorului PD cu ta2ele de cautare se poateconstata cu uurin csimulrile nu mai ridica2solut nici o pro2lemcomputaional'ele se deruleazpractic instantaneu' frriscul 2locajelor. pre deose2ire de cazulutilizrii fierului *.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'

    Dup cum vom o2serva i 5n fi!urile de mai jos 5n care sunt reprezentate rezultatelesimulrii modelului simulinB al serei cu re!ulatoare PD Mamdani sau u!eno ori cuta2ele interpolative ' vom constata c 5ntre rezultatele acestea i cele o2inute cure!ulator clasic sunt diferene foarte mici att la !raficele rezultate ct i la valorileo2inute pentru temperatur'umiditate i concentraiile de dio1id de car2on i ap.

    46

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

    13/16

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

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

    4

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

    14/16

    F3* 46. *:9F3C 7M3D3L9L

    ;" *raficele din Fi! 44 si Fi! 46 sunt identice att pentru simularea modelului serei cure!ulatoare PD u!eno i Mamdani ct i cu re!ulator PD imlementat cu ta2ele decutare.

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

    clasic:e!ulator Pd cuooB7p La2les

    LemperaturainternaHNCI

    6

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

    15/16

    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,

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

    16/16

    4