лабораторные / ЛР 5

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра КСУ

отчёт

по лабораторной работе №5

по дисциплине «Математическое моделирование объектов и систем управления»

Тема: Моделирование нечётких систем

Вариант 1

Студенты гр. 6408		Нуртазин И.
		Попов М.М. Лукьянцов К. В.
Преподаватель		Шпекторов А.Г.

Санкт-Петербург

2020

Цель работы: получить представление о способах создания нечетких моделей, изучить функции языка MATLAB библиотеки FUZZY LOGIC TOOLBOX, создать и исследовать нечеткую модель объекта управления.

Задание: Нечеткая модель управления автомобилем (система торможения). Объект управления – автомобиль. Он должен двигаться достаточно быстро, но при этом соблюдать дистанцию до автомобиля, едущего впереди. Входные переменные:

- расстояние до ближайшего впереди автомобиля;

- разница в скоростях (между скоростью автомобиля, управляемого нечеткой логикой и скоростью впереди едущего автомобиля);

- информация с датчика погоды («сухо», «дождь», «снег», «лед»);

Выходная переменная – сила торможения.

Ход работы:

Для начала мы создали нечёткий регулятор. На рисунке 1 представлен редактор Fuzzy Interface System.

Рис. 1 – Редактор Fuzzy Interface System.

В таблице 1 представлен усечённый вариант переменных нечёткого регулирования.

Таблица 1. Усечённый вариант нечёткого регулятора.

Переменная	Термы
Distance	Close; mid; far
Speed	low; high
Sensor_2	Suxo; rain; snow; ice
Braking_f	No; medium; critical

На рисунке 2 представлены правила FIS (В скобках указан удельный вес).

Рис. 2 – Правила усечённого варианта регулятора.

На рисунке 3 представлены Диаграммы нечеткого вывода для усеченного варианта регулятора. На рисунке 4 представлен график рабочей поверхности.

Рис. 3 – Диаграммы нечеткого вывода для усеченного варианта регулятора.

Рис. 4 – График рабочей поверхности усечённого варианта регулятора.

Перейдём к уточнённой нечёткой модели. В таблице 2 представлены переменные нечёткого регулятора уточнённого варианта.

Таблица 2. Уточнённый вариант нечёткого регулятора.

Переменная	Термы
Distance	Close; close_mid; mid; far_mid; far
Speed	Low; average; high
Sensor_2	Suxo; rain; snow; ice
Braking_f	No; medium; critical

На рисунке 5 представлены правила FIS (В скобках указан удельный вес).

Рис. 5 – Правила уточнённого варианта регулятора.

На рисунке 6 представлены Диаграммы нечеткого вывода для усеченного варианта регулятора. На рисунке 7 представлен график рабочей поверхности.

Рис. 6 – Диаграммы нечеткого вывода для усеченного варианта регулятора.

Рис. 7 – График рабочей поверхности усечённого варианта регулятора.

Рисунок 8 показывает функции термов FIS.

Рис. 8 – функции термов

На рисунке 9 представлена модель в Simulink. В ней мы использовали наш нечёткий регулятор, для получения результата, представленного на рисунке 10.

Рис. 9 – Модель управления силой торможения движущегося автомобиля.

Рис. 10 – График изменения скорости и расстояния.

Вывод: В данной работе мы познакомились с возможностями Fuzzy Logic Toolbox. Построили нечёткий регулятор в FIS Editor. Данная библиотека упрощает работу с большим количеством условий и наглядно (в виде графика рабочей поверхности, регулируемых двухмерных характеристик термов) работать с ними.