Реферат: Построение информационно-управляющей системы с элементами искусственного интеллекта - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Построение информационно-управляющей системы с элементами искусственного интеллекта

Банк рефератов / Информатика, информационные технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 2549 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра автоматики и промышленной электроники ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К курсовому проекту на тему: “ Построение информационно-управляющей системы с элементами искусственного интеллекта.” По дисциплине: “Элементы систем автоматического контроля и управления.” Проектировал:студент группы ПЭЗ-51 Симоненко А.В. Проверил: Володченко Г.С. СОДЕРЖАНИЕ. ВВЕДЕНИЕ. 1.СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫМ ОБЪЕКТОМ. 1.1 Построение информационной управляющей системы с элементами самонастройки. 1.2 Построение логарифмических АЧХ и ФЧХ и нескорректированной системы 1.3. Построение желаемых ЛАЧХ и ФЧХ скорректированной квазистационарной системы. 1.4. Построение ЛАЧХ корректирующего звена системы. 2.СИНТЕЗ ИНФОРМАЦИОННО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕСТАЦИОНАРНОГО ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ. 2.1. Выбор метода синтеза системы. 2.2. Поиск минимизированного функционала качества. 3.ПОСТРОЕНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ ОБЪЕКТОМ. 3.1. Синтез адаптивной системы управления нестационарным объектом с элементами искусственного интеллекта. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. ВВЕДЕНИЕ. При современном уровне развития науки и техники все большее распространение получают информационно-управляющие системы с элементами искусственного интеллекта на производстве, в быту, военной технике, а также там , где присутствие человека невозможно.Их особенностью является наличие в самой системе подсистем анализа и контроля состояния как самой системы управления так и состояния объекта управления с целью своевременного принятия решения и реагирования на внешние воздействия и изменения в самой системе. Системы автоматического контроля и управления должны обеспечить требуемую точность регулирования и устойчивость работы в широком диапазоне изменения параметров. Если раньше теория автоматического управления носила в основном линейный и детерминированный характер, решаемость теоретических задач определялась простотой решения, которое стремились получить в виде замкнутой конечной формы, то в настоящее время решающее значение приобретает четкая аналитическая формулировка алгоритма решения задачи и реализация его с помощью ЭВМ. 1.СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫМ ОБЪЕКТОМ 1.1Построение информационной управляющей системы с элементами самонастройки. Для нестационарного динамического объекта управления, поведение которого описывается нестационарными дифференциальными уравнениями вида (1.1): введем условие квазистационарности на интервале (1.2) (1.3) Для решения задачи представим объект управления в пространстве состояний, разрешив систему (1.1) относительно старшей производной: (1.4) Полученная система уравнений описывает структуру объекта управления в пространстве состояний. Соответствующая структурная схема представлена на рисунке 1. Рис.1 Представим схему переменных состояний в форме Коши. Для этого введем переобозначение через z . Пусть (1.5) : Система (1.5)-математическая модель объекта управления в форме Коши. Представим (1.5) в векторной форме: (1.6) где вектор состояний (1.7) производная вектора состояний (1.8) динамическая матрица о/у (1.9) матрица управления о/у (1.10) вектор управляющих воздействий (1.11) матрица измерений (1.12) Определяем переходную матрицу состояний в виде: Находим передаточные функции звеньев системы управления, для чего представляем систему дифференциальных уравнений (1.1) в операторной форме: (1.13) (1.14) Вынесем общий множитель за скобки (1.15) Передаточная функция первого звена где тогда (1.16) Подставляем численные значения (см.т/з): Передаточная функция второго звена: где тогда (1.17) Подставляем численные значения: Используя заданный коэффициент ошибки по скорости, находим требуемый коэффициент усиления на низких частотах: (1.18) Для обеспечения требуемого коэффициента усиления вводим пропорциональное звено с коэффициентом усиления , равным Передаточная функция системы численно равна: (1.19) 1.2 Построение логарифмических АЧХ и ФЧХ нескорректированной системы. Заменив в выражении (1.19) , получим комплексную амплитудно-фазочастотную функцию разомкнутой системы: (1.20) Представим (1.20) в экспоненциальной форме: (1.21) Здесь (1.22) (1.23) Логарифмируем выражение (1.22): (1.24) Слагаемые на частотах равны нулю, а на частотах принимают значения . Соответственно, тогда логарифмическая амплитудно-частотная характеристика определяется выражением: (1.25) Определим частоты сопряжения: (1.26) Для построения логарифмических частотных характеристик выбираем следующие масштабы: -одна декада по оси абсцисс-10 см; -10 дб по оси ординат-2 см; -90° по оси ординат-4.5 см. В этих масштабах откладываем: -по оси частот-сопрягающие частоты; -по оси ординат-значение Через точку проводим прямую с наклоном -40 дб/дек, до частоты сопряжения на частоте сопрягается следующая прямая с наклоном -20 дб/дек по отношению к предыдущей прямой .Эта прямая проводится до частоты сопряжения на частоте сопрягается третья прямая с наклоном -20 дб/дек по отношению ко второй прямой. Третья прямая проводится до частоты сопряжения Полученная таким образом ломаная кривая представляет собой ЛАЧХ разомкнутой нескорректированной квазистационарной системы, первая прямая проходит с наклоном к оси частот-40 дб/дек;вторая-20 дб/дек;третья0 дб/дек; четвертая -20 дб/дек. Фазочастотная характеристика нескорректированной разомкнутой системы строится в тех же координатах согласно выражения (1.24) , где -первое слагаемое -это прямая, проходящая параллельно оси частот на расстоянии ; -второе-четвертое слагаемые-тангенсоиды с точками перегиба на частотах сопряжения; в области высоких частот асимптотически приближаются к , а при Алгебраическая сумма ординат всех четырех характеристик дает фазочастотную характеристику нескорректированной разомкнутой системы.. Для определения запасов устойчивости не скорректированной системы по амплитуде и по фазе необходимо: -точку пересечения суммарной ФЧХ с линией спроектировать на ЛАЧХ, тогда расстояние проекции этой точки до оси частот будет величиной запаса устойчивости по амплитуде в дб. Если же проекция этой точки окажется выше оси частот, то запаса устойчивости по амплитуде нет. -проекция частоты среза на суммарную ФЧХ относительно линии определяет величину запаса устойчивости по фазе в градусах, если проекция точки находится выше линии . Произведенные построения показывают, что рассматриваемая система неустойчива как по амплитуде, так и по фазе. С целью достижения заданных показателей качества строим корректирующее звено. 1.3. Построение желаемых ЛАЧХ и ФЧХ скорректированной квазистационарной системы. 1.3.1. Определяется частота среза. (1.27) где -время регулирования квазистационарной системы, т.е. один из заданных в условии показателей качества; -коэффициент, зависящий от величины перерегулирования , определяемый по графику зависимости [1], 1.3.2. Через точку проводится участок ЛАЧХ на средних частотах с наклоном – 20дб/дек. 1.3.3. Определяются сопрягающие частоты (1.28) (1.29) 1.3.4. По частоте графически находится величина амплитуды в децибелах на низких частотах и через точку проводится участок ЛАЧХ с наклоном -40 или – 60 дб/дек. до ее пересечения на сопрягающей частоте с участком ЛАЧХ на низких частотах с наклоном дб/дек. 1.3.5. По частоте графически определяется величина амплитуды в децибелах и через точку проводится прямая с наклоном – 40 или – 60 дб/дек, которая определяет характер желаемой ЛАЧХ в области высоких частот. По виду желаемой ЛАЧХ построена желаемая ФЧХ и определены запасы устойчивости по амплитуде и по фазе. Произведенные построения показывают, что запасы устойчивости удовлетворяют заданным в техническом задании на проект. 1.4. Построение ЛАЧХ корректирующего звена системы. Учитывая то, что передаточная функция разомкнутой скорректированной системы определяется выражением или где - передаточная амплитудно-фазочастотная функция корректирующего звена, имеем Логарифмируя, получим (1.31) Из выражения (1.31) следует, что ЛАЧХ корректирующего устройства квазистационарной системы равна разности ЛАЧХ скорректированной и нескорректированной ЛАЧХ соответственно. Таким образом, вычитая ординаты ЛАЧХ нескорректированной системы из ординат желаемой ЛАЧХ на частотах сопряжения, получим ординаты ЛАЧХ корректирующего устройства, к-рая построена на той же схеме путем соединения частот сопряжения прямымыи с наклонами, соответствующими разностям. Согласно выполненных построений передаточная функция корректирующего устройства : (1.32) (1.33) Разомкнутая система управления квазистационарным объектом, состоящая из трех звеньев, представлена на рис.2. рис.2 2.СИНТЕЗ ИНФОРМАЦИОННО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕСТАЦИОНАРНОГО ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ. 2.1. Выбор метода синтеза системы. При снятии наложенных ограничений квазистационарности параметры объекта управления становятся функциями времени. Для выработки управляющих воздействий, близких к оптимальным, необходима информация о параметрическом состоянии объекта управления. Для этого необходимо решение задачи синтеза информационно-параметрической системы идентификации, т.е. нахождение ее структуры и алгоритма функционирования. Для решения поставленной задачи выбирается метод подстраиваемой модели объекта управления с параллельным включением. А в качестве процесса функционирования-итерационный процесс поиска минимизируемого функционала качества , т.е. отделение процесса определения величины и направления изменения параметра от процесса перестройки параметра. Такой процесс позволяет производить оценку параметра при нулевых начальных условиях на каждом итеративном шаге, что сводит ошибку оценки параметра к и независящей от переходных процессов системы, вызванных перестройкой параметров модели. 2.2. Поиск минимизированного функционала качества. В качестве минимизированного функционала целесообразно выбрать интегральный среднеквадратический критерий качества вида: (2 .1) сводящий к рассогласования между выходными сигналами объекта и его модели к параметрам объекта управления. где -изменение вектора параметров модели, равное -реакция объекта управления на управляющее воздействие -реакция модели объекта управления на управляющее воздействие . Тогда и функционал качества приобретает вид (2.2) Для нахождения структуры информационно-параметрической системы идентификации и ее алгоритма функционирования необходимо осуществить минимизацию функционала качества (2.2) по настраиваемым параметрам модели объекта управления. Взяв частную производную от минимизируемого функционала по настраиваемым параметрам на интервале времени , получим (2.3) где тогда (2.4) Полученная система интегро-дифференциальных уравнений (2.3,2.4) описывает структуру контура самонастройки информационно-параметрической системы идентификации по параметру и его алгоритм функционирования. Поступая аналогично, найдем структуру и алгоритм функционирования контура самонастройки информационно-параметрической системы идентификации по параметрам . (2.5) (2.6) Здесь - коэффициенты передачи контуров самонастройки по параметрам соответственно. Полученная система интегродифференциальных уравнений (2.5-2.6) описывают структуру контуров самонастройки информационно-параметрической системы по параметру . В целом система интегродифференциальных уравнений (2.3-2.6) описывает структуру информационно-параметрической системы идентификации и ее алгоритм функционирования. Циклограмма работоспособности информационно-параметрической системы идентификации, поясняющая принцип ее работы, приведена на рис.3 3.ПОСТРОЕНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ ОБЪЕКТОМ. Полученная структура системы управления квазистационарным объектом (рис.2) обеспечивает устойчивость и заданные показатели качества на интервале квазистационарности при условии постоянства параметров объекта управления на этом интервале времени. При наличии изменений параметров объекта управления управляющее воздействие , вырабатываемое регулятором (управляющим устройством) с жесткой отрицательной обратной связью, не обеспечивает устойчивости и заданных показателей качества квазистационарной системы. В работу вступает гибкая параметрическая обратная связь, т. к. управляющему устройству в этом случае необходима информация о параметрическом состоянии нестационарного объекта управления. Выработанное управляющим устройством воздействие с учетом информации о параметрическом состоянии нестационарного объекта управления будет сводить к ошибку рассогласования регулируемого процесса , где -изменение вектора параметров управляющего устройства. 3.1. Синтез адаптивной системы управления нестационарным объектом с элементами искусственного интеллекта. Для оценки качества регулируемого процесса нестационарного объекта управления выберем интегральный критерий минимума среднеквадратической ошибки регулируемого процесса, зависящего от изменения параметров объекта управления , изменения параметров управляющего устройства , и задающего воздействия . (3.1.1) где (3.1.2) (3.1.3) здесь Решив выражение (3.1.2) относительно с учетом (3.1.3), получим (3.1.4) где -вектор настраиваемых параметров регулятора (управляющего устройства), обеспечивающий качество регулируемого процесса. Учитывая то, что на состояние нестационарного объекта управления в каждом -том цикле может указать самонастраивающаяся модель объекта, положим в уравнении (3.1.4) (3.1.5) Тогда выражение сигнала ошибки регулируемого процесса для каждого -го цикла будет иметь вид (3.1.6) Подставляя значение выражения (3.1.6) в (3.1.1) имеем: (3.1.7) Минимизируя функционал качества (3.1.7) по вектору настраиваемых параметров регулятора на интервале ,получим (3 .1.8) где (3.1.9) (3.1.10) (3.1.11) Полученные выражения (3.1.8-3.1.11) описывают структуру и алгоритм функционирования системы анализа параметрического состояния нестационарного объекта управления в векторно-матричной форме. Подставляя значения в (3.1.7), получим (3.1.12) Взяв частные производные от минимизируемого функционала качества по настраиваемым параметрам регулятора , с учетом выражения (3.1.8) получим: (3.1.13) (3.1.14) Тогда (3.1.15) Полученные выражения (3.1.13-3.1.15) описывают контур самонастройки системы анализа параметрического состояния и принятия решения по параметру . Поступая аналогично тому, как это было выполнено по параметру , найдем структуру и алгоритм функционирования контура самонастройки анализа параметрического состояния и принятия решений по параметрам : (3.1.16) где (3.1.17) Тогда (3.1.18) Полученная система уравнений (3.1.16-3.1.18) описывает структуру и алгоритм функционирования системы анализа параметрического состояния и принятия решения по параметру . Аналогично (3.1.19) (3.1.20) где (3.1.21) Тогда (3.1.22) Полученная система интегродифференциальных уравнений (3.1.8-3.1.22) описывает структуру и алгоритм функционирования системы анализа параметрического состояния и принятия решений по параметрам . П ользуясь полученным алгоритмом функционирования, строим адаптивную систему оптимального управления нестационарным объектом управления с элементами искусственного интеллекта. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Построенная адаптивная система управления нестационарным объектом полностью соответствует заданной математической модели и удовлетворяет условиям технического задания. Соответствующие структурные схемы информационно-параметрической системы идентификации и адаптивной системы управления могут быть реализованы с помощью современной элементной базы и использоваться в промышленности, военно-промышленном комплексе и научных исследованиях. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. 1.Г.С.Володченко,А.И.Новгородцев. Методические указания к комплексной курсовой работе.С.:СГУ,1996г. 2. Александров А.Г. Оптимальные и адаптивные системы.М.:Высш.шк.,1989-263 с. 3. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. 3-е изд., испр. М.:Физматгиз, 1975.-768 с. 4. Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления / под ред. В.А. Бесекерского. М.:Наука,1978-512 с. 5.Ту Ю. Т. Цифровые и импульсные системы автоматического управления. М.: Машиностроение,1964.-703 с.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Если при наступлении конца света ничего не изменилось, значит мы изначально живём в аду.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по информатике и информационным технологиям "Построение информационно-управляющей системы с элементами искусственного интеллекта", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru