Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Илюхин Алексей Николаевич. Применение нечеткой логики в автоматизированной системе испытаний дизельных двигателей с использованием метода Саати : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06 / Илюхин Алексей Николаевич; [Место защиты: Кам. гос. инж.-экон. акад.].- Набережные Челны, 2009.- 122 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/665

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:
  1. Математические модели АСИ ДВС на основе дифференциальных

уравнений 16

ГЛАВА 4. РАНЖИРОВАНИЕ УПРАВЛЯЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ НА

ОСНОВЕ МЕТОДА ПАРНЫХ СРАВНЕНИЙ 81

4.1 Формирование вектора приоритетов лингвистических переменных

Введение к работе:

Актуальность темы. Неотъемлемой частью сложного процесса создания, совершенствования и производства двигателей внутреннего сгорания (ДВС) являются их испытания. Объясняется это тем, что только при испытаниях можно определить общую технико-экономическую эффективность созданного или модернизированного двигателя, действительные нагрузки на его детали и узлы, а также правильность технологии производства серийных двигателей.

Работа базируется на основе достижений в области двигателестроения и нечеткой логики. Основы данных направлений науки заложено и развито в работах Адгамова Р.И., Берхеева М.М., Дмитриева С.В., Заде Л.А., Заляева И.А., Кожевникова Ю.В., Красных В.Л., Мамдани Е.Н., Моисеева В.С., Суджено, Хайруллина А.Х., Цукамото, Ярушкиной Н.Г. и др.

В связи с ужесточением экологических норм и требований к снижению расхода топлива и вследствие применения режимов форсирования двигателей, сложность систем управления ДВС в последние годы значительно возросла. Основных параметров регулирования всего два: подача топлива и внешняя нагрузка, однако система управления работает в режиме реального времени, поэтому управление целесообразно проводить на основе математической модели. Полная математическая модель ДВС слишком сложна, и до сих пор не создана. Из-за этого большинство систем управления ДВС используют модель, построенную на основе дифференциальных уравнений. Серьезный недостаток такой модели - сложность ее создания и высокая погрешность.

Применение нечеткой логики в автоматизированной системе испытаний (АСИ) ДВС позволяет управлять требуемой точностью на основе количества управляющих правил: чем их больше, тем выше точность, но при этом требуется больше вычислительных ресурсов АСИ.

Актуальность темы обусловлена необходимостью автоматизации функции управления двигателем в процессе стендовых испытаний – массовой технологической операции на этапе выпуска изделия в эксплуатацию.

Объект исследования. В качестве объекта исследования выбрана автоматизированная система испытаний двигателей внутреннего сгорания.

Предмет исследования. Предметом исследования является алгоритм управления двигателем внутреннего сгорания в составе автоматизированной системы испытаний.

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является повышение эффективности АСИ дизельных двигателей на станциях испытаний ДВС путем разработки методики оперативной настройки системы на основе нечеткой логики и ранжирования влияния задающих параметров методом парных сравнений.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие научные задачи:

  1. Исследование методов построения математической модели двигателя внутреннего сгорания как динамического объекта, управляемого по частоте вращения коленчатого вала.

  2. Разработка структурной схемы АСИ, позволяющей реализовать процесс испытаний дизельных двигателей на основе нечеткой логики.

  3. Получение математической модели в виде базы знаний нечетких правил управления АСИ двигателей путем использования перемещения рычага регулятора топливного насоса высокого давления (ТНВД) и изменения нагрузки, описывающих состояние ДВС в любой момент времени, по заданным параметрам испытаний.

  4. Разработка системы направленности испытаний в зависимости от степени влияния входных параметров на управляющее воздействие.

  5. Разработка устройства управления частотой вращения коленчатого вала двигателя.

Положения, выносимые на защиту и обладающие научной новизной:

  1. Получение вектора управления АСИ ДВС описывающего состояние ДВС в любой момент времени, на основе модели в виде базы знаний нечетких правил, учитывающей экспериментальные данные испытаний.

  2. Методика формирования направленности испытаний работы двигателя, позволяющая реализовать различные режимы в частности экономичный, экологичный, высокой мощности и т.д., путем ранжирования результатов нечеткого вывода на основе метода парных сравнений Саати,

  3. Способ электромеханического управления частотой вращения двигателя путем реализации нечеткого вывода АСИ ДВС на основе управляющих правил перемещения рычага регулятора ТНВД и изменения внешней нагрузки, описывающих состояние ДВС в любой момент времени, через шаговый двигатель и передачу винт–гайка, гибко соединенную с рычагом регулятором ТНВД.

Практическая полезность работы:

уменьшение времени настройки стендов на заданный режим испытаний на основе подготовки векторов управления регулятором ТНВД, используемых для получения необходимых входных параметров;

повышение точности управления процессом испытаний за счет использования решений, полученных в результате применения модели на основе нечеткой логики для перемещения рычага регулятора ТНВД и изменения нагрузки, описывающих состояние ДВС в любой момент времени;

механизм электромеханического управления частотой вращения двигателя на основе реализации полученных векторов управления АСИ ДВС путем использования математической модели перемещения регулятора ТНВД и изменения нагрузки, полученной на основе нечеткого контроллера, описывающих состояние ДВС в любой момент времени через шаговый двигатель и передачу винт–гайка, гибко соединенную с регулятором ТНВД.

Методы исследований. При нахождении методами нечеткой логики управляющих воздействий относительно входных параметров, описывающих состояние ДВС в любой момент времени, использовались треугольная функция принадлежности и распределения Гаусса, нечеткий вывод на основе алгоритма Суджено; для ранжирования результатов нечеткого вывода использовался метод парных сравнений Саати, для заполнения базы знаний - методы прямых измерений и экспертных оценок.

Реализация результатов. Разработана модель управления ДВС на основе правил нечеткой логики, описывающих состояние ДВС в любой момент времени, позволяющая получить параметры объекта испытаний. Разработан механизм электромеханического управления частотой вращения двигателя в результате использования модели перемещения рычага регулятора ТНВД и изменения нагрузки, полученной на основе нечеткой логики, описывающих состояние ДВС в любой момент времени, через шаговый двигатель и передачу винт–гайка, гибко соединенную с регулятором ТНВД. Внедрение на ОАО «КАМАЗ-ДИЗЕЛЬ» управляющей модели ДВС на базе нечеткого контроллера, позволяющей осуществлять управление испытаниями, при котором поведение управляемого объекта описывается нечеткими правилами.

Апробация работы. Основные положения и результаты, полученные в работе, опубликованы в 10 печатных работах, доложены и обсуждены на заседаниях кафедры АиИТ (ИНЭКА) в 2007-09 гг., а также международных научных и научно-практических конференциях: «Вузовская наука - России, 30 марта – 1 апреля 2005 г.» (Набережные Челны, КАМПИ, 2005 г.); «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании 2007»» (Одесса, Черноморье, 2007 г.); «Прогрессивные технологии в современном машиностроении» (Пенза, Приволжский дом знаний, 2008 г.), «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте 2008» (Одесса: Черноморье, 2008), являлся; исполнителем по гранту АН РТ № 05-5.2-209/2005 на тему «Разработка систем автоматизированной настройки испытательного комплекса ДВС с системой принятия решений на базе средств когнитивной и интерактивной графики», руководитель Хайруллин А.Х.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 10 работ, из них три статьи опубликованы в рецензируемых центральных журналах, входящих в перечень ВАК.

Структура и объем диссертации: Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, использованной литературы, включающего 110 наименований, 1 приложения, содержащего результаты испытаний. Работа изложена на 122 страницах машинописного текста, в том числе приложений на 7 страницах, содержит 28 рисунков и 9 таблиц.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net