Розробка, дослідження системи керування на основі нейронної мережі (стр. 4 из 21)
,де
- відповідно нечіткі значення вхідних змінних та управлінь, визначає нечіткі управління 
, які за допомогою блоку дефазифікації перетворюються на вектор чітких управлінь 
, який впливає на виконавчі пристрої об’єкта керування за метою компенсації зовнішніх впливів ME.Зазвичай нечіткі системи керування застосовуються у випадках, коли модель об’єкта невідома.
Системи керування на основі штучних нейронних мереж багатьма авторами розглядаються як альтернатива класичним системам керування. У наш час відомий цілий ряд можливих архітектур побудови нейромережевих систем керування [23-24]. Великий інтерес до нейромережевих систем керування пов’язаний з тим, що вони мають ряд корисних властивостей, яких складно досягти за допомогою інших методів. Зокрема, мова йде про робастість систем керування, про визначення управлінь в умовах, коли неточно відома модель об’єкта про більш гнучке реагування на мінливі зовнішні умови та можливість обробки даних різної природи. Можна також відмітити, що для нейромережевих моделей не існує обмежень, пов’язаних з лінійністю системи або видом застосовуваного функціонала. Важливою перевагою нейромережевих систем керування є також можливість їхнього навчання на прикладах.
До істотного недоліку нейромережевих систем управління слід віднести недоступність знань, накопичених в системі та розподілених між усіма нейронами, зовнішньому спостерігачеві. Частково цей недолік подоланий у нейронечітких системах управління, які, з одного боку, використовують нечіткі правила виробки рішень, а з іншого – володіють здатністю до навчання.
В результаті можна відмітити, що виходячи з особливостей розглянутого об’єкта та характеристик методів оптимізації, найбільш доцільно використовувати для розробки системи управління методи нечіткої логіки та методи на основі нейромережевих технологій.
2. РОЗРОБКА МОДЕЛІ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧІ ДИЗЕЛЬ-ПОТЯГУ
2.1. Моделювання тягових двигунів дизель-потягу
Даний розділ присвячено питанням розробки математичної моделі системи керування енергетичної системи дизель-потягу з тяговими асинхронними двигунами та їхній технічній реалізації з використанням комп’ютерних та інформаційних технологій. Серед розглянутих моделей приведені результати розробки моделей тягових двигунів з урахуванням їхнього використання для рішення задач синтезу регуляторів та дослідження об’єкту в цілому, моделей пристроїв формування керуючих впливів для випадків представлення ТАД у нерухомій двохфазній та трифазній системі координат, моделей регуляторів САК, системи керування та їхніх функціональних схем із врахуванням технічної реалізації, результати дослідження моделей та визначення адекватності.
У якості тягового асинхронного двигуна в системі, що моделюється, приймається ідеалізована машина з симетричною системою обмоток статора і ротора, гладким повітряним зазором, синусоїдальним розподілом магнітного потоку уздовж окружності статора і ротора, при роздільному обліку насичення по головному шляху магнітного потоку та по шляхам розсіювання, без урахування ефекту витіснення струму в обмотках ротора та втрат сталі [25].
Об’єкт дослідження в загальному вигляді може бути представлений системою диференційних рівнянь, що описують електромагнітні процеси ТАД як у прямокутній системі координат α, β, так і в природній (в осях a,b,0) [26].
Математична модель електроприводу у нерухомій прямокутній системі координат у осях α і β описується системою диференціальних рівнянь (2.1), що приведені нижче [26, 27].
(2.1)де
, 
, 
, 
, 
, 
- відповідно проекції на вісі координат α і β потокозчеплення, напруги та струму обмоток статора; 
, 
, 
, 
- відповідно проекції на вісі координат α і β потокозчеплення та струми обмоток ротора; 
, 
, 
, 
, 
, 
, 
; 
, 
, 
, 
, 
, 
- постійні коефіцієнти для даного типу ТАД.Струми
, , , визначаються через потокозчеплення 
, 
, 
, 
наступним чином: 
; 
; 
; 
.Момент опору навантаження Мс у залежності від частоти
може бути представлений у вигляді лінійної залежності, що визначається виразом: 
(2.2)або нелінійної залежності:
, (2.3)де a0, b0, b1 – постійні величини.
Використання рівнянь у нерухомій системі координат та врахування несинусоїдальної форми напруги живлення ТАД призводить до надмірної громіздкості рівнянь та складності математичної моделі, однак дозволяє проводити дослідження з урахуванням миттєвих значень змінних станів, що в ряді випадків є необхідним при дослідженні явищ, що притікають в системах електропривода. Тому для якісних досліджень на ПЕОМ доцільно використовувати метод огинаючої, запропонований О.О.Булгаковим [27, 28]. При цьому для запису рівнянь використовується система ортогональних осей X, Y, що обертаються синхронно зі швидкістю результуючого вектора напруги (струму) статора. Цей метод годиться для обмеженої області частот, коли пульсаціями швидкості двигуна, які зумовлені несинусоїдальністю напруги, можна знехтувати.
Рівняння асинхронного двигуна в синхронній системі координат X, Y мають вигляд [27, 26]:
(2.4)де
- кутова частота напруги статора двигуна при p = 1; 
, 
, 
, 
, 
, 
- відповідно проекції на осі X1 та Y1, X2 та Y2 потокозчеплень статора і ротора та напруги живлення; всі інші змінні були описані вище.Напруги по осям X, Y (функції впливу) визначаються наступними рівняннями для випадку синусоїдальних напруг на статорі двигуна:
= UM cos [(W0 – WK)t + jK],