1. Мета і завдання курсової роботи

Метою даної курсової роботи є вивчення методів розробки систем управління на основі апарату нечіткої логіки і нейронних мереж. Нечітке управління є практичною альтернативою для численних додатків теорії управління, так як воно забезпечує зручний метод для конструювання нелінійних контролерів на основі використання евристичної інформації. Така евристична інформація може надходити від експерта у вигляді безлічі правил як управляти процесом, які далі вбудовуються в нечіткий контролер. В інших випадках, вона може бути отримана від інженера, який виконав інтенсивне моделювання та аналіз процесу і т.д. Але не залежно звідки була отримана евристична інформація, нечітке управління забезпечує зручний інтерфейс для представлення та реалізації ідей як розробити таку систему управління, яка буде забезпечувати задані характеристики якості.

Завданням курсової роботи є розробка та дослідження інтелектуальної системи, що проводиться для обраного об’єкта, визначаються вхідні та вихідні параметри, проводиться лінгвістична апроксимація входів та виходів, формується база нечітких правил, обирається алгоритм нечіткого виводу, здійснюється перевірка адекватності створеної нечіткої системи, за потреби проводиться корекція системи.

2. Тематика курсової роботи

Розробка інтелектуальної системи нечіткого регулювання в технологічних об’єктах харчової промисловості з використанням сучасних інформаційних технологій.

3. Порядок видачі завдання до курсової роботи

До вихідних даних належать модель технологічного об’єкта (у вигляді параметричної схеми, а також у вигляді відповідної їй системи диференційних рівнянь), яка містить три – чотири вхідні змінні та одну –дві вихідні змінні; у роботі використати трикутну, трапецевидну, гаусівську функції належності для вхідних та вихідних змінних; кожну змінну розбити на 5 – 7 термів з відповідним їм лінгвістичним поняттями.

4. Зміст курсової роботи

Робота включає в себе наступні етапи:

1. Вступ

2. Характеристику об’єкта, що містить системний аналіз об’єкта, що заданий параметричною схемою; побудови математичної моделі об’єкта, який задається вихідною системою диференціальних рівнянь, на підставі якої формується структурна схема;

3. Лінгвістичну апроксимацію вхідних та вихідних параметрів, що полягає у виборі функції належності для кожного параметру;

4. Розробки бази правил для нечіткої системи;

5. Вибору та реалізації алгоритму нечіткого висновку;

6. Аналізу результатів роботи системи, що створена;

7. Аналізу властивостей об’єкта та синтез (розроблення) АСР із застосуванням лінійних регуляторів;

8. Синтез (розроблення) АСР із застосуванням нечіткого регулятора;

9. Висновок;

10. Список використаної літератури.

Функції належності, що визначені для вхідних змінних, застосовуються до їх фактичних значень для визначення ступеня істинності кожної передумови кожного правила.

Обчислене значення істинності для передумов кожного правила застосовується до висновків кожного правила. Це призводить до однієї нечіткої підмножині, яка буде призначена кожній змінній виводу для кожного правила. В якості правил логічного висновку зазвичай використовуються тільки операції min (мінімум) або prod (множення). У логічному висновку prod функція належності відсікається по висоті, що відповідає обчисленому ступеню істинності передумови правила (нечітка логіка "І"). У логічному висновку prod функція належності виведення масштабується за допомогою обчислень ступеня істинності передумови правила.

Нечіткі підмножини, що призначені для кожної змінної виводу (у всіх правилах) об’єднуються разом, щоб сформувати одну нечітку підмножину для кожної змінної виводу. При подібному об’єднанні зазвичай використовується max (максимум) або sum (сума). При композиції max комбінований висновок нечіткої підмножини будується як поточковий максимум по всім нечіткім підмножинам (нечітка логіка "АБО"). При композиції sum комбінований висновок нечіткої підмножини будується як поточкова сума за всіма нечіткими підмножинами, призначеними змінними виводу правилами логічного висновку.

Синтез АСР та аналіз перехідних процесів у ній виконується в наступній послідовності. На основі аналізу динамічних властивостей об’єкта за різними каналами вибирається канал регулювання (якщо він не заданий у вихідних даних). Створюється система із застосуванням принципу регулювання за відхиленням (замикається від’ємним зворотним зв’язком через регулятор). При цьому в першу чергу аналізується можливість використання найпростішого лінійного регулятора та відповідність характеристик розроблюваної АСР вимогам щодо якості перехідних процесів. В разі неможливості отримання бажаних характеристик система ускладнюється використанням складніших стандартних лінійних регуляторів.

Синтез АСР з використанням нечіткого регулятора формується на основі трьох та п’яти правил. Модель нечіткого регулятора складається засобами Fuzzy Logic Toolbox. Проводиться аналіз створених систем та обирається та, що задовольняє якнайкраще вимоги щодо значень вихідних параметрів.