3.6.3. МЕТОД НЕЧЕТКОГО УПРАВЛЕНИЯ С ПРОГНОЗИРОВАНИЕМ

Данный метод предусматривает применение компьютера, в котором органически объединены три средства (рис. 3.47):

1) нечеткая логика для нечеткой оценки многочисленных целей управления, свойственных данной системе;

2) искусственный интеллект, формализующий эмпирические правила типа «при условии... осуществляется...» в виде правил «если... то»;

3) моделирование в реальном времени, обеспечивающее предсказание результата управления.

Рис. 3.47. Место метода нечеткого управления с прогнозированием среди других методов.

Структура метода управления показана на рис. 3.48. Метод состоит в следующем: на основе наблюдаемых значений состояния системы моделируется результат управления для всех предполагаемых команд управления, прогнозируются оцениваемые величины, которые представляют наибольший интерес как цель управления; на основе этого прогноза с помощью нечеткой функции осуществляется многоцелевая оценка; с помощью нечеткого вывода ведется обработка полученных значений оценки и знаний об управлении; наконец, определяется оптимальная команда управления. Ниже в сокращенном виде дано описание этого метода [18].

Формализация правил управления

В общем виде правила управления при нечетком управлении с прогнозированием можно представить следующим

(см. скан)

Рис. 3.48. Метод нечеткого управления с прогнозированием.

образом:

Существенное отличие от нечеткого управления, используемого ранее Мамдани [3], при котором оцениваются только состояния объектной системы, заключается в том, что значения х и у являются показателями оценки, прогнозирующими достижение целей управления, для случая, когда в текущий момент времени выдается команда управления Естественно, что возможны случаи, когда показатели оценки не зависят от этой команды. Тогда, если зависимость отсутствует для всех показателей, оцениваются только текущие показатели, и управление будет совпадать с нечетким управлением, при котором оцениваются только состояния.

Формулу (3.29) можно записать следующим образом: «если в данный момент времени команда управления и есть и при этом показатели оценки - соответственно то применяется правило управления а в качестве команды управления выдается

Пусть - предпосылка (часть «если,..») правила управления Если есть функция принадлежности, то нечеткое множество Р, можно представить следующим образом:

Это прямое произведение функций принадлежностей для

Метод определения команды управления

Рассмотрим правило управления для момента времени t. Если в этот момент выполняется команда управления «и есть то на основе локальных знаний (нечеткой модели) об объектной системе предсказывается, в какие нечеткие множества превратятся оцениваемые величины и как результат управления определяются нечеткие множества

Предпосылка правила управления для момента времени t находится следующим образом:

По максимальному значению функций принадлежности всех правил управления , для момента t можно определить степень достижения цели командой управления

Исходя из определенных таким образом степеней достижения целей всеми командами, можно определить оптимальную команду для текущего момента времени t. Для вычислений выходной команды управления используется несколько методов: метод выбора команды управления - по правилу управления с самой высокой степенью достижения цели, метод центра тяжести всех команд управления и др. Обычно выбирают метод в зависимости от объекта управления.

В описываемом методе нечеткого управления правила управления определяются с помощью нечетких множеств и используется модель объектной системы, поэтому вождение осуществляется на основе небольшого числа типовых правил управления, определяющих ключевые моменты вождения.