Быковцев Юрий Алексеевич, к.т.н., доцент, кафедра проблем управления 119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д 78 Scopus Author ID 57302607300ResearcherID KRQ-5339-2024
Yuri A. Bykovtsev, Cand. Sci. (Eng.), Assistant Professor, Department of Management Problems 78, Vernadskogo pr., Moscow, 119454 RussiaScopus Author ID 57302607300 ResearcherID KRQ-5339-2024
Лохин Валерий Михайлович, д.т.н., профессор, кафедра проблем управления. Лауреат государственной премии РФ в области науки и техники. Лауреат премии Правительства РФ в области образования. Член научного Совета РАН по робототехнике и мехатронике. Заслуженный деятель науки РФ. 119454, Россия, Москва, пр-т Вернадского, д. 78 Scopus Author ID 6602931640
Valery M. Lokhin, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Department of Management Problems. Laureate of the State Prize of the Russian Federation in Science and Technology. Laureate of the State Prize of the Russian Federationin Education. Member of the Scientific Council on Robotics and Mechatronics of the Russian Academy of Sciences. Honored Worker of Science of the Russian Federation. 78, Vernadskogopr., Moscow, 119454 Russia Scopus Author ID 6602931640
Цели. Активное развитие интеллектуальных систем автоматического управления, связанное с повышением требований к качеству и точности систем управления современных технических систем, требует разработки новых подходов к их анализу и синтезу. Одним из перспективных классов интеллектуальных управляющих устройств выступают регуляторы, построенные на базе технологии нечеткого логического вывода. Целью настоящей работы является разработка методики комплексного синтеза параметров нечеткого регулятора I рода на основе кругового критерия Якубовича.Методы. В основу предлагаемой методики положено рассмотрение нечеткого регулятора с позиции соответствующего нелинейного преобразования, что позволяет использовать методы теории нелинейных систем автоматического управления. В качестве показателей качества в работе используются аналоги понятий «степень устойчивости» и «степень колебательности». Синтез параметров нелинейного преобразования сводится к определению достаточных областей абсолютной устойчивости системы со смещенной и расширенной амплитудно-фазовыми частотными характеристиками, полученных с помощью кругового критерия устойчивости Якубовича.Результаты. В соответствии с теорией нечетких множеств и алгоритмом нечеткого логического вывода Такаги – Сугено показана возможность взаимно-однозначного соответствия нелинейного преобразования и параметров базы знаний нечеткого регулятора при соответствующей организации последней. В работе предложена процедура синтеза параметров нечеткого регулятора I рода, нацеленная на обеспечение комплексных требований к качеству системы управления по «степени устойчивости», «степени колебательности» и точности в установившемся режиме. Предложенная методика также гарантирует абсолютную устойчивость не только положения равновесия, но и процессов, а ее эффективность подтверждена результатами модельных экспериментов.Выводы. В работе предложена удобная инженерная методика настройки параметров интеллектуального регулятора, построенная по технологии нечеткого логического вывода на основе методов теории автоматического управления. Показано удобство применения таких косвенных показателей качества, как «степень устойчивости», «степень колебательности» и точность в установившемся режиме.
Objectives. The active development of intelligent automatic control systems, which is associated with increasing requirements to the quality and accuracy of control systems of modern technical systems, requires the development of new approaches to their analysis and synthesis. A promising class of intelligent control devices is based on regulators that use fuzzy-logic inference technology. The purpose of this work is to develop a method for the complex synthesis of type-1 fuzzy regulator parameters on the basis of the Yakubovich circle criterion.Methods. The proposed methodology is based on a consideration of fuzzy regulators in terms of the corresponding nonlinear transformation that support the use of methods derived from the theory of nonlinear automatic control systems. Analogs of the degrees of stability and oscillation are used as quality indicators. The synthesis of the parameters of the nonlinear transformation can be reduced to determining sufficient regions of absolute stability of the system with the shifted and extended Nyquist plot obtained using the Yakubovich circle stability criterion.Results. In accordance with the theory of fuzzy sets and algorithms of fuzzy logical inference described by Takagi–Sugeno, the possibility of one-to-one correspondence of the nonlinear transformation and the parameters of an appropriately arranged knowledge base of the fuzzy controller is shown. A procedure proposed for synthesizing the parameters of the type-1 fuzzy regulator is aimed at ensuring complex requirements for the quality of the control system according to the degree of stability, the degree of oscillation, and steady-state mode accuracy. The effectiveness of the proposed technique, which guarantees the absolute stability not only of the equilibrium position but also of the processes, is confirmed by the results of model experiments.Conclusions. The paper proposes a convenient engineering technique for determining the parameters of an intelligent controller constructed using fuzzy logic inference technology based on methods informed by automatic control theory. The convenience of using such indirect quality indicators as the degree of stability, the degree of oscillation, and accuracy in steady-state mode, is demonstrated. These indicators are explicable for developers of applied control systems.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.