Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra

Politechnika Gdańska
Wydział Elektrotechniki i Automatyki
Katedra Inżynierii Systemów Sterowania
MODELOWANIE I PODSTAWY IDENTYFIKACJI
Logika rozmyta – podstawy wnioskowania w GUI „Fuzzy”.
Zadania do laboratorium – Termin T6
Opracowanie:
Kazimierz Duzinkiewicz, dr hab. inż.
Michał Grochowski, dr inż.
Zadanie
Dany jest zbiornik gromadzący wodę. Istnieje możliwość zmiany ilości dopływającej
wody poprzez sterowanie zaworem. Woda wypływa ze zbiornika jedynie pod
wpływem grawitacji. Proszę zwrócić uwagę, że obiekt jest nieliniowy.
Model układu regulacji zbiornika zbudowany w Matlabie/Simulinku zamieszczony jest
na stronie internetowej przedmiotu (model.zip).
Korzystając z graficznego środowiska użytkownika GUI „Fuzzy” należy zbudować
regulator sterujący dopływem wody do zbiornika, wyeksportować go do przestrzeni
roboczej Matlaba i podłączyć go do modelu zbiornika.
Regulator poziomu wody steruje zaworem na podstawie wiedzy o poziomie wody
w zbiorniku. Zakładamy, że wejściem do regulatora jest różnica pomiędzy zadanym
a aktualnym poziomem wody w zbiorniku oraz zmiana poziomu wody, natomiast
wyjściem jest szybkość otwierania lub zamykania zaworu.
Wejścia:
 poziom {niski, OK., wysoki} – określa poziom wody w zbiorniku,
 zmiana {ujemna, bez zmian, dodatnia} – określa zmianę poziomu wody
w zbiorniku.
Wyjścia:
 zawór {zamknięty szybko, zamknięty powoli, bez zmian, otwarty powoli,
otwarty szybko} – określa sposób otwarcia zaworu.
Dla
regulatora
rozmytego
opartego
o
metodę
wnioskowania
zaproponowano 3 reguły:
R1 : If poziom jest OK then zawór jest bez zmian
R2 : If poziom jest niski then zawór jest otwarty szybko
R3 : If poziom jest wysoki then zawór jest zamkniety szybko
Mamdaniego
Należy:
 Sprawdzić
jakość
działania
powstałego
regulatora
i
porównać
go
z klasycznym regulatorem PID.
 Uzupełnić bazę wiedzy regulatora o następujące reguły:
R4 : If poziom jest OK and zmiana jest dodatnia then zawór jest zamkniety powoli
R5 : If poziom jest OK and zmiana jest ujemna then zawór jest otwarty powoli
 Ponownie sprawdzić jakość działania powstałego regulatora i porównać go
z klasycznym regulatorem PID.
 Zaproponować reguły rozszerzające bazę wiedzy regulatora, które poprawią
jakość działania regulatora ?
 Odpowiedzieć na pytanie: Czy metody defuzyfikacji oraz operatory implikacji
i koniunkcji mają istotny wpływ na działanie regulatora ?
Wskazówki:
 Przyjąć funkcje przynależności Gaussa dla wejść regulatora.
 Przyjąć przestrzeń rozważań [-1, 1] dla wejścia „poziom”.
 Przyjąć przestrzeń rozważań [-0.1, 0.1] dla wejścia „zmiana”.
 Przyjąć trójkątne funkcje przynależności dla wyjścia regulatora.
 Przyjąć przestrzeń rozważań [-1, 1] dla wyjścia regulatora „zawór”.
 Zastosować metodę wnioskowania Mamdaniego.
 Przyjąć metodę koniunkcji typu MIN.
 Przyjąć metodę implikacji typu MIN.
 Wybrać metodę agregacji.
 Wybrać metodę defuzzyfikacji.