Федеральное агентство морского и речного транспорта

Федеральное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Морской государственный университет им. адм. Г.И. Невельского»

Кафедра автоматических и информационных систем

Разработка интеллектуальных систем

НА БАЗЕ НЕЧЁТКОЙ ЛОГИКИ В MATLAB

Лабораторная работа по дисциплине

«Системы искусственного интеллекта»

Тема: «Разработать нечёткий авторулевой»

Выполнил студент группы 14.51: Белогривая К.С.

Проверил преподаватель: Седова Н. А.

Владивосток

2012

Оглавление

Список обозначений 3

Введение 4

Постановка решаемой задачи 5

Анализ задачи 7

Описание входных и выходных лингвистических переменных 8

Система правил нечёткой продукции 10

Разработка интеллектуальной системы 12

Заключение 18

Список используемой литературы 19

Список обозначений

АР – авторулевой;

БПМ – блок программ маневров авторулевого;

ДП – диаметральная плоскость судна;

ДСП – датчик скорости поворота;

ИСНЛ – интеллектуальная система нечёткой логики;

ЛП – лингвистические переменные;

РМ – рулевая машина;

РП – рулевой привод;

САУ – система автоматического управления;

NB - Negative big(Большая со знаком «-»);

NM - Negative medium(Средняя со знаком «-»);

NS - Negative small(Малая со знаком «-»);

ZE - Zero(Нулевая);

PS - Positive small(Малая со знаком «+»);

PS - Positive medium(Средняя со знаком «+»);

PS - Positive big(Большая со знаком «+»);

β – угол перекладки руля;

ψ – отклонение текущего курса судна от заданного;

ω – скорость поворота судна относительно вертикальной оси;

ε – боковое смещение.

Введение

Авторулевой - прибор, предназначенный для автоматического управления судовым рулевым приводом и, следовательно, автоматически, без участия рулевого матроса, удерживающий судно на заданном курсе. Авторулевой также производит повороты и изменения курса на заданную величину. В соответствии с полученным от датчика авторулевого сигналом рулевой привод совершает перекладку руля на определенный угол в сторону, противоположную уходу судна с курса. Как только судно начнет возвращаться на заданный курс, авторулевой отведёт руль, затем, удерживая его, переложит руль в противоположную сторону. Основной режим работы авторулевого - автоматический.[№1]

Постановка решаемой задачи

Необходимо разработать интеллектуальную систему на базе нечёткой логики авторулевого.

Стабилизация курса заключается в поддержании текущих значений угловой скорости и курса равными этим значениям путем компенсации рулем отклонений от них, вызванных случайными воздействиями. при решении этой задачи должна:

• измерять и поддерживать с требуемой точностью заданное значение курса на маневренных скоростях;

• производить минимально возможное количество включений РМ;

• обеспечивать минимальное отклонение руля по амплитуде;

• работать устойчиво без автоколебаний.

При стабилизации курса используется принцип управления по отклонению, который состоит в формировании величины перекладки руля для удержания судна на курсе в зависимости от ошибок управления ε и ψ. [№2]

Масштабирование

Фазификатор

БПМ

Масштабирование

Дефазификатор

(t),(t)

Нечеткий логический вывод

Постановка задачи.

РП

Судно

Ѱ, ε

,

β

К

ГК,

ДСП

Схема №1. Блок-схема САУК с нечетким АР

При использовании такой схемы оператором масштабирования ошибки управления ψ и ε приводятся к диапазону [-3, 3]. Затем фазификатор преобразует масштабированные значения в логические переменные с 7 термами. - выходная величина. По с помощью масштабного коэффициентанаходится величина перекладки руля:=*.[№2]