Адаптивний регулятор з динамічною Fuzzy-корекцією настройки для мехатронного привода мобільної машини

Abstract

Визначено, що тенденцією розвитку мобільних робочих машин є перехід на системи мехатронних приводів, що включають регульовані насоси, пропорційну апаратуру та контролери. Представлена система мехатронних приводів з адаптивним регулятором, розроблена в Вінницькому національному технічному університеті. Адаптивний регулятор забезпечує роботу мехатронного привода в трьох режимах. Мехатронний привод з розробленим адаптивним регулятором забезпечує можливість пропорційного керування та стабілізацію швидкості руху робочого органа, що суттєво покращує умови роботи оператора та підвищує продуктивність роботи машини. На основі розробленої математичної моделі визначена залежність коефіцієнта передачі корегуючої складової адаптивного регулятора від режимів роботи мехатронного привода. Залежність має нечіткий характер і для її реалізації в адаптивному регуляторі застосовано процедуру нечіткого висновку по типу Mamdani з функціями приналежності по типу подвійної гаусової кривої. Застосування адаптивного регулятора з нечіткою залежністю коефіцієнта передачі корегуючої складової адаптивного регулятора дозволяє зменшити коливальність, час регулювання та перерегулювання в мехатронному приводі.

Определенно, что тенденцией развития мобильных рабочих машин является переход на системы мехатронних приводов, которые включают регулируемые насосы, пропорциональную аппаратуру и контролеры. Представленная система мехатронних приводов с адаптивным регулятором, разработаная в Винницком национальном техническом университете. Адаптивный регулятор обеспечивает работу мехатронного привода в трех режимах. Мехатронний привод с разработанным адаптивным регулятором обеспечивает возможность пропорционального управления и стабилизацию скорости движения рабочего органа, что существенно улучшает условия работы оператора и повышает производительность работы машины. На основе разработанной математической модели определенна зависимость коэффициента передачи корректирующей составляющей адаптивного регулятора от режимов работы мехатронного привода. Зависимость имеет нечеткий характер и для ее реализации в адаптивном регуляторе применена процедура нечеткого вывода по типу Mamdani с функциями принадлежности по типу двойной Гаусової кривой. Применение адаптивного регулятора с нечеткой зависимостью коэффициента передачи корректирующей составляющей адаптивного регулятора позволяет уменшить колебательность, время регулирования и перерегулирования в мехатронном приводе.

It has been determined that one of the tendencies in the development of mobile working machines is transition to the systems of mechatronic drives that include variable pumps, proportional equipment and controllers. A system of mechatronic drives with an adaptive regulator is presented, which was developed in Vinnytsia National Technical University. The adaptive regulator provides mechatronic drive operation in three modes. Mechatronic drive with the developed adaptive regulator provides the possibility of proportional control and stabilization of the working member motion speed, which ensures significant improvement of the operator’s work and higher productivity of the machine operation. On the basis of the elaborated mathematical model the dependence of the transfer factor of the adaptive regulator adjusting component on the mechatronic drive operation modes has been determined. The dependence is of a fuzzy character and for its implementation in the adaptive regulator a Mamdani fuzzy inference procedure with membership functions of the Gaussian curve type is used. Application of the adaptive regulator with fuzzy dependence of the transfer factor of the adaptive regulator adjusting component makes it possible to reduce oscillation, regulation time and overshoot period in the mechatronic drive.