СТА 3/2018

На рис. 3 показана примерная иллюстрация формирования нечёткого вывода по алгоритму Мамдани [1]. В данном при- мере использована типовая форма функции принадлеж- ности – гауссовская (gaussmf), причём каждая из вход- ных величин ( δ к , δ к ) представлена набором функций при- надлежности, перекрывающих их возможный диапазон изменений (рис. 4). По конкретному значению ошибки δ к , измеренной в цик- ле, сделаны два частных вывода (см. графики 3 и 6 на рис. 3), по которым сформирован окончательный нечёткий вывод для данного момента времени. Вывод получен по ранее упомяну- тому в [1] принципу MIN-MAX: выход на нечёткое множество каждого правила «обрезается», затем «обрезанные» выходные функции (графики 3 и 6 на рис. 3) объединяются операцией максимума (график 7 на рис. 3). Операция дефаззификации (получение конкретного значения) управляющего напряже- ния для компенсационного источника определяется НСУ любым из известных методов [2], например, центроидным или наибольшего максимума (LOM – Largest of Maximums). Очевидно, что требования к аппаратным ресурсам НСУ для управления источником компенсационного напряжения в ос- новном сосредоточены в измерительных возможностях мик- роконтроллера и в наличии сравнительно небольшой энерго- независимой памяти, необходимой для хранения дискретно- го представления функций принадлежности с определённым шагом квантования. У ВЕЛИЧЕНИЕ КПД ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ЗА СЧЁТ НЕЧЁТКОГО УПРАВЛЕНИЯ В настоящее время существуют комплексные системы экс- тремального управления, позволяющие производить в реаль- ном времени поиск рабочей точки с максимальным КПД на- соса при минимуме суммарных потерь энергии в электропри- воде и поддержании требуемой постоянной производительно- сти. При их реализации часто не учитывалось то обстоятель- ство, что работа при максимальном КПД насоса не всегда со- провождается минимальными потерями в электроприводе. Кроме этого, важной особенностью таких систем является то, что для обеспечения их работоспособности необходи- мо постоянное согласование шагов и амплитуд поиска минимальных потерь в двигателе ( Δ t , Δ U – шаг времени и вы- ходного напряжения источника питания соответственно) и максимума КПД ( Δ h , Δƒ c – шаг изменения напора и частоты напряжения сети соответственно). При этом контур поиска максимума КПД должен адаптироваться к колебаниям часто- ты вращения электродвигателя в окрестностях точки мини- мальных потерь при условии непрерывного изменения. В этом случае техническая реализация такого двухконтурного регуля- тора не может быть простой и по стоимости будет составлять достаточно весомую часть в общем балансе затрат на создание технических средств управления насосными агрегатами. В качестве альтернативы рассмотрим вариант системы на базе нечёткого алгоритма оптимизации, в основе которо- го сочетание возможностей встроенной в преобразователь частоты (ПЧ) функции оптимизации потерь в приводном асинхронном двигателе (АД) и нечёткого регулятора КПД на- соса (рис. 5). В ЗАПИСНУЮ КНИЖК У ИНЖЕ Н Е РА СТА 3/2018 78 www.cta.ru Условные обозначения: u y – управляющий сигнал; δ к – ошибка компенсации; δ к ' – производная ошибки компенсации; к ( δ к ) – относительное значение функции принадлежности ошибки компенсации; к ( δ к ) – относительное значение функции принадлежности производной ошибки компенсации; к ( u y ) – относительное значение функции принадлежности управляющего напряжения u y . Рис. 3. Иллюстрация формирования нечёткого вывода: 1…7 – фазы формирования вывода Рис. 4. Набор функций принадлежности к ( δ к ) в допустимом диапазоне измерений: δ к – ошибка компенсации 1 0 0 2 3 5 6 7 к ( δ к ) δ к 1 δ к 1 δ к 1 к ( δ к ) ' ' к ( u y ) u y δ к 1 ' δ к 1 ' 1 0 1 к ( u y ) к ( u y ) u y u y 0 1 к ( δ к ) 0 к ( δ к ) δ к 1 4 0 1 к ( δ к ) + δ к – δ к Допустимый диапазон измерения 1 0