5.3.4. Эксперимент

Для экперимента окрасили узкую дорогу (шириной 30 - 50 см) в белый цвет, окрасили стены на высоту до 30 см и препятствия в чёрный цвет. Граница между стеной и дорогой выглядела контрастно, так что система распознавания без труда устанавливала между ними различия. Программа управления системой написана на компиляционном Бейсике и частично в машинных кодах.

Правила нечёткого управления были получены из нескольких экспериментов.

а

1 2

3 4 5 6 7 8 9

9

8

б 7

1 2 3 4 5 6

Рисунок 5.18. Траектория движения робота

а  по прямой дороге; б  на повороте

Рис. 5.18, а показывает траекторию движения робота по прямой дороге, рис. 5.18, б показывает траекторию движения на Т-перекрёстке. Также проводились опыты и на поворотах. Все опыты дали хорошие результаты.

5.3.5. Заключение

Методы приобретения правил и нечёткие выводы составляют суть управления экспертной системой. Робот лучше управляется при использовании теории нечётких множеств. Пути улучшения системы следующие.

Во-первых, скорость операций должна быть достаточно высокой, однако обработка изображения и распознавание происходит со скоростью нескольких секунд за шаг. Для того чтобы увеличить скорость, необходимо написать часть программы, написанную на Бейсике, на язык СИ.

Во-вторых, необходимо сделать карту дороги, в соответствии с которой будет двигаться робот. Оператор даёт роботу план действий каждый раз, когда он подходит к повороту. Можно разработать серию планов (комбинаций движения вперёд, поворотов влево и вправо, старта и остановки) и давать роботу приоритетный план согласно упомянутой выше карте дороги.

И, наконец, система сама будет обучать себя правилам движения и корректировать их. Это будет следующей функцией. Когда система предсказывает ошибки во время движения (столкновение со стеной или препятствием), она изменяет правила и параметры, используемые в этих правилах, если они послужили причиной ошибки. Система выбрасывает бесполезные правила и прибавляет новые необходимые правила.

6. Нелинейные системы автоматического управления

К нелинейным системам относят все системы, которые не могут быть описаны линейными дифференциальными уравнениями. Рассмотрим широко распространённый в практике управления класс нелинейных систем, характеризуемый следующими особенностями: систему можно представить в виде соединения двух частей (рис. 6.1) - линейной части ЛЧ, описываемой линейными обыкновенными дифференциальными уравнениями с постоянными коэффициентами, и нелинейного элемента НЭ. Нелинейный элемент является 

Рисунок 6.1

безынерционным, и его входная x и выходная y величины связаны между собой нелинейными алгебраическими уравнениями. Таким образом, нелинейность рассматриваемых систем обусловлена нелинейностью статической характеристики одного из её элементов.

Если система содержит несколько нелинейных элементов, то её в некоторых случаях можно свести к рассматриваемому классу, заменив нелинейные элементы одним с результирующей статической характеристикой. Например, при параллельном, последовательном или встречно-параллельном соединении нелинейных элементов такое сведение выполнимо.

Некоторые наиболее распространённые типы нелинейных характеристик показаны на рис. 6.2. Характеристика 1 свойственна системам с насыщением, характеристика 2 - электромагнитным устройствам с гистерезисом, характеристика 3 - выпрямителям.

y y y

0 x

0 x

0 x

1 2 3

Рисунок 6.2