СТА 3/2018

При решении задач оптимизации потребления электро- энергии (ЗОПЭ) структурно-функциональное построение не- чётких систем управления (НСУ) исходит из конкретных условий потребления электроэнергии и принципов функцио- нирования определённой технической системы, будь то ком- прессорная или насосная станция, устройство преобразова- ния электроэнергии, система питания, мощное пусковое устройство или статический компенсатор реактивной мощ- ности. К основным аспектам работы при определении струк- туры и функций НСУ следует отнести: ● детальный анализ принципа функционирования техниче- ской системы, потребляющей электроэнергию; ● изучение технологической задачи, реализуемой с помощью данной технической системы; ● определение возможности реального снижения электропо- требления за счёт оптимизации режимов работы электро- оборудования без ухудшения выходных параметров; ● проведение сравнительной комплексной оценки реализации решения ЗОПЭ с помощью традиционных алгоритмов управ- ления, основанных на построении чётких структур: экстре- мальное или адаптивное управление, прямой поиск и т.д.; ● определение возможности решения ЗОПЭ на основе рас- полагаемых аппаратно-программных ресурсов управляю- щей системы, находящейся в эксплуатации; ● разработка структуры и функций встраиваемой или авто- номной НСУ в случае отсутствия возможности реализации в рамках существующей архитектуры аппаратно-программ- ных средств. Информационной базой для проведения последней рабо- ты должен послужить свод продукционных правил, разрабо- танных для конкретной задачи оптимизации потребления электроэнергии. На рис. 1 представлена обобщённая структурная схема не- чёткой системы управления, отдельные блоки которой, в за- висимости от характера взаимодействия с элементами техни- ческой системы, могут быть представлены многообразными вариантами исполнения. В плане реализации измерительный блок является устрой- ством сбора и согласования сигналов различных типов, вклю- чая термопары, аналоговые сигналы в диапазоне ±10 В с од- новременной оцифровкой. Примечательным и коренным от- личием от логического или вычислительного устройства, предназначенного для выполнения программы чёткого (де- терминированного) управления, является наличие в структу- ре НСУ блока нечётких выводов и дефаззификатора (от англ.”defuzzification” – формирователя управляющего воз- действия по конечному результату нечёткого вывода). С ТАТИЧЕСКИЕ КОМПЕНСАТОРЫ НЕАКТИВНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ Рассмотрим функционально-алгоритмическое построение средств оптимизации потребления электроэнергии на приме- ре нечёткого управления статическим компенсатором не- активных составляющих мощности с полной компенсацией гармонических составляющих тока нагрузки. Известно, что желаемой формой потребляемого тока для силовой трёхфаз- ной сети (ТС) переменного тока является синусоидальная, когда коэффициент мощности любой ТС будет максимально приближен к единице, что даст возможность сэкономить на эксплуатационных затратах и повысить энергетические пока- затели. В связи со стремительным развитием силовой элек- троники перспективными устройствами для решения данной В ЗАПИСНУЮ КНИЖКУ ИНЖЕНЕРА Основы структурно- функциональной организации встроенных и автономных нечётких систем управления Александр Клевцов, Данила Зимогляд СТА 3/2018 76 www.cta.ru Параметры К элементам управления ТС W Связь с ТС USB RS-232 Состояния Модуль связи с компьютером Нормализатор ввода знаний Блок нечётких выводов Дефаззификатор Формирователь управляющих воздействий Модуль сопряжения с элементами ТС Память характеристических функций Измерительный блок Признаки состояния ТС Условные обозначения: W – канал ввода знаний (нечёткой информации); ТС – техническая система. Рис. 1. Обобщённая структурная схема нечёткой системы управления