Задания

Лабораторная работа №1. Нечеткие экспертные системы

Вариант №1. Управление светофором

Построить в Matlab нечеткую экспертную систему контроля светофора:

На перекрестке стоят датчики машин по четырем направлениям. Программа по этим данным должна регулировать время переключения светофора. Воспринимающие воздействия – датчики по двум направлениям движения. Регулирующее воздействие – изменение интервала переключения светофора. Пример воздействия: датчики (очень много машин, много машин, мало машин, очень мало машин, нет машин). Регулятор (не изменять время, увеличить время на 5 сек., уменьшить время на 5 сек., увеличить время на 10 сек., уменьшить время на 10 сек.)

Вариант	Тип перекрестка	Количество линий	Количество направлений движения
	Крестообразный
	Крестообразный
	Т-образный
	Т-образный

Вариант №2. Управление паровым двигателем на паровозе

Построить в Matlab нечеткую экспертную систему контроля давления пара в паровом двигателе:

Паровоз имеет котел, в котором под действием давления пара приводит в движение состав. При изменении скорости поезда, скорость вращение вала изменяется. Воспринимающие воздействия – изменение скорости поезда и вращение вала. Регулирующее воздействие – клапан контроля давления пара. Пример воздействия: скорость поезда (очень быстро, быстро, средне, медленно, очень медленно, стоит на месте), скорость вала (очень быстрая, быстрая, средняя, медленная, очень медленная, не вращается). Регулятор (открыть клапан сильно, открыть клапан не очень сильно, открыть клапан немного, открыть клапан чуть-чуть, закрыть клапан).

Вариант	Движение поезда	Скорость вращения вала
	0-40 км/ч	-1000 / 2000 об/мин
	0-50 км/ч	-1500 / 1500 об/мин
	0-60 км/ч	-2000 / 2000 об/мин
	0-70 км/ч	-1500 / 1000 об/мин

Теоретические сведения

Структура микроконтроллера, использующего нечеткую логику:

Блок фаззификации преобразует четкие величины, измеренные на выходе объекта управления, в нечеткие величины, которые описаны лингвистическими переменными в базе знаний.

Блок решений использует нечеткие условные ( if - then ) правила, заложенные в базу знаний, для преобразования нечетких входных данных в необходимые управляющие влияния, которые также носят нечеткий характер.

Блок дефаззификации превращает нечеткие данные с выхода блока решений в четкую величину, которая используется для управления объектом.

Все системы с нечеткой логикой функционируют по одному принципу: показания измерительных приборов: фаззифицируются (превращаются в нечеткий формат), обрабатываются, дефаззифицируются и в виде обычных сигналов подаются на исполнительные устройства.

Рассмотрим принципы построения программы для обхода препятствий роботом на основе нечеткого множества. Задача формулируется следующим образом: при движении робота в каком-нибудь направлении возникает препятствие, в несколько раз превышающее площадь робота. Робот воспринимает сигнал как дальность до центра препятствия и угол к этому центру. Регулирующее воздействие – это направление обхода препятствия.