Тапсырманың мазмұны. Контейнерлік жүккөтергіштер теңіз порттарында жүктеу-жүктемелеу жұмыстарын орындау үшін қолданылады

Контейнерлік жүккөтергіштер теңіз порттарында жүктеу-жүктемелеу жұмыстарын орындау үшін қолданылады. Олар көпшығыршықты контейнермен иілгіш сым арқылы байланысады және контейнерлерді жүккөтергіш кабинасына көтереді. Жүккөтергіш кабинасына контейнермен бірге рельс түріндегі бағыттаушы бойынша көлденең бағытта орын ауыстыра алады. Контейнер кабинаға көтерілгенде, ол жүккөтергіш қозғалысқа келгенде контейнер шайқалып, жүккөтергіш кабинасы астындағы қатаң тік жағдайдан ауытқи бастайды. Бұл жағдай 6.1 суретте көрсетілген.

Контейнер өзінің тасымалдау жолында шайқалып, тігінен ауытқығанда, ол теміржол негіздері мен басқа көлік әдістері ретінде қолданылатын орын ауыстыру мақсатының түбіне түсіңкіремейді. Басқаруды жүккөтергіш арқылы орындайтын жүккөтергіш оператолардың әрекет талдаулары олар өздерінің жұмыстарында келесі эвристикалық ережелерді қолданатындығын көрсетеді:

1 Қозғалысты орташа қуатпен бастау керек.

2 Егер қозғалыс басталып кетсе және кабина нысанадан алыс тұрса, қозғалтқыштың қуатын контейнер жүккөтергіш кабинаның алдында болатындай етіп реттеу керек.

3 Егер кабина нысанаға жақын орналасса, жылдамдықты контейнер жүккөтергіш кабинаның алдында тұратындай етіп төмендету керек.

4 Контейнер нысана тұрғысына өте жақын орналасса, онда қозғалтқыш қуатын өшіру керек.

5 Контейнер нысана тұрғысының дәл үстінде болса, онда қозғалтқышты тоқтату керек.

6.1-сурет Контейнерлік жүккөтергішті қалыптастыру нысаны.

6.2 Айқын емес шығыс жүйелерінің ережелер орталығын қалыптастыру.

Үлгіні құрудың келесі сатысы болып ережелер орталығын құру болып табылады. Осы мақсатпен жоғарыда қарастырылған 5 эвристикалық ережелерді айқын емес өнімнің 6 ережесіне түрлендіреміз:

1-ЕРЕЖЕ: ЕГЕР "қашықтық алыс " ЖӘНЕ "бұрыш нөлге тең" болса, ОНДА "қуат орташа оң"

2- ЕРЕЖЕ: ЕГЕР "қашықтық алыс " ЖӘНЕ "бұрыш кіші теріс " болса, ОНДА "қуат үлкен оң"

3- ЕРЕЖЕ: ЕГЕР "қашықтық алыс " ЖӘНЕ "бұрыш терңс үлкен" болса, ОНДА "қуат орташа оң"

4- ЕРЕЖЕ: ЕГЕР "қашықтық орташа " ЖӘНЕ "бұрыш кіші теріс" болса, ОНДА "қуат орташа теріс"

5- ЕРЕЖЕ: ЕГЕР "қашықтық жақын " ЖӘНЕ "бұрыш кіші оң" болса, ОНДА "қуат орташа оң"

6- ЕРЕЖЕ: ЕГЕР "қашықтық нөлге тең ЖӘНЕ "бұрыш нөлге тең" болса, ОНДА "қуат нөлге тең"

Бұл есепті шешу үшін келесі түрдегі айқын емес өнімның 6 ережесінен тұратын айқын емес шығыстың сәйкес жүйесінің ережелер орталығы құрылған болатын:

1- ЕРЕЖЕ: ЕГЕР "β₁ PВ болса " ЖӘНЕ "β₂ Z болса", ОНДА "β₃ PМ болғаны "

2- ЕРЕЖЕ: ЕГЕР "β₁ PВ болса " ЖӘНЕ "β₂ NS болса", ОНДА "β₃ PB болғаны "

3- ЕРЕЖЕ: ЕГЕР"β₁ PВ болса " ЖӘНЕ "β₂ NB болса", ОНДА "β₃ PМ болғаны "

4- ЕРЕЖЕ: ЕГЕР "β₁ PM болса " ЖӘНЕ "β₂ NS болса", ОНДА "β₃ NМ болғаны "

5- ЕРЕЖЕ: ЕГЕР"β₁ PS болса " ЖӘНЕ "β₂ PS болса", ОНДА "β₃ PМ болғаны "

6- ЕРЕЖЕ: ЕГЕР "β₁ Z болса " ЖӘНЕ "β₂ Z болса", ОНДА "β₃ Z болғаны "

Ережелердің қысқартылып жазылуы үшін келесі белгіленулер қолданылады: β₁- "қашықтық " атына ие. Алғашқы кіріс лингвистикалық айнымалысы β₂-"бұрыш " атына ие, екінші кіріс лингвистикалық айнымалысы β₃-"қуат " атына ие, шығыс лингвистикалық айнымалысы.

Бірінші лингвистикалық айнымалысының термо- жиыны ретінде келесі символдық түрде жазылатын Т1={"нөл", "жақын " "орташа" "алыс"} жиыны қолданылады: Т1={ Z,PS, PM,PB}. Екінші лингвистикалық айнымалысының термо- көпшілігі ретінде келесі символдық түрде жазылатын Т2={"үлкен теріс", "кіші теріс " "нөл" "кіші оң"} көпшілігі қолданылады: T2={ NB,NS, Z,PS }. Шығыс лингвистикалық айнымалысының термо-көпшілігі ретінде келесі символдық түрде жазылатын Т3={"орташа теріс", "нөл " "орташа оң" "үлкен оң"} көпшілігі қолданылады: Т3={ NM, Z, PM,PB} айқын емес үлгі өңделуін(оны сrane деп атаймыз) Сонымен қатар MATLAB жүйесінің графикалық әдістерін қолданылуымен орындайтын боламыз. Осы мақсатпен FIS редактор ашып "қашықтық "(β₁) және "бұрыш "(β₂) аттарына ие.2 кіріс айнымалыларын және "қуат "(β₃) атына ие бір шығыс айнымалысын айқынтаймыз. Осы айнымалылар үшін FIS редакторының графикалық интерфейсінің түрі 6.2 суретте келтірілген

6.2 – сурет. Crane айқын емес шығыс жүйесі үшін шығыс және кіріс айнымалыларын айқынталғаннан кейін FIS редакторының графикалық интерфейсі.

Біз Мамдани түріндегі айқын емес шығыс жүйесін қолданатынымыздықтан, MATLAB жүйесімен ұсынылған айқын емес шығыс жүйесінің түрін өзгертусіз қалыпты түрде қалдырамыз. MATLAB жүйесі ұсынған өңделетін айқын емес үлгінің басқа параметрлерінің өзгертудің қажеттілігі жоқ: логикалық амалдар (min – және айқын емес логика үшін, max – немесе айқын емес логтка үшін) импликация әдістері (min), агрегаттау (max) және дефаззификациялау (centroid) әдістері.

Ары қарай айқын емес шығыстың жүйесінің әр айнымалысы үшін термоның меншік функцияларын айқынтауға тура келеді.Бұл мақсат үшін MATLAB жүйесінің меншік функциясының редакторын қолданамыз. Алғашқы кірііс айнымалысы үшін қалыпты бір қосымша термоны үлесуіне қосып, сәйкес меншік функцияның параметрлерін айқынтауға тура келеді. Осы параметрлердің сандық мәндерін 6.3 суреттен көруге болады.

6.3 – сурет. "Қашықтық " айнымалысы үшін меншік функциясы.

Меншіктік функция редакторының бірінші кіріс айнымалысы берілгеннен кейін графикалық интерфейс бейнесі 6.4-суретте көрсетілген.

6.4-сурет. Меншіктік функция редакторының графикалық интерфейс бейнесі

Екінші "бұрыш" кіріс айнымалысы үшін айнымалы диапазон мәнін және меншіктік функцияның үшбұрышты терм параметрлерін өзгертіп сонымен қатар, 4 терм анықтау керек (6.5-сурет).

6.5-сурет. "бұрыш" кіріс айнымалысы үшін меншіктік функциясы

"қуат" шығыс айнымалысы үшін айнымалы диапазон мәнін өзгертіп және меншіктік функцияна сәйкес 4 терм параметрлерін анықталу керек. Өйткені шығыс айнымалыларының термдерінің меншіктік функциясы тұрақты мәнге тең (6.5-сурет), ал MATLAB жүйесіндегі қосымша меншіктік функциясында бір нүктелік меншіктік функция болмайды, олай болса меншіктік функция ретінде тиісті параметр мәнімен үшбұрышты меншіктік функциясын аламыз.

6.6-сурет. "Қуат" айнымалысы үшін меншіктік функциясы

Шығыс айнымалысы берілгеннен кейін меншіктік функция редакторының графикалық интерфейсі 6.7-суретте көрсетілген.

6.7-сурет. Crane айқын емес шығыс жүйесі үшін "Қуат" меншіктік функциясының графикалық интерфейсі

Ендігі кезекте өндіріліп жатқан айқын емес шығыс жүйесі үшін 6 ереже береміз. Осы мақсатта MATLAB жүйесінің ережелер редакторын қолданамыз. Айқын емес шығыста 6 ереженің барлығын бергеннен кейін графикалық редактор интерфейсінің бейнесі 6.8-суретте көрсетілген.

6.8-сурет. Crane айқын емес шығыс жүйесі үшін ережелер қорын орнатқаннан кейінгі графикалық интерфейс редакторы.

Ендігі кезекте портты кранды автоматты түрде есептеу үшін, жасалған айқын емес шығыс жүйесін бағалауға болады. Осы мақсатта MATLAB жүйесінің ережелерді бақылау бағдарламасын ашамыз және жеке жағдайлар үшін, нүктеге дейінгі қашықтықты 7,5 м-ге тең деп алған, ал контейнер мен кран кабинасына дейінгі бұрышты 10°-тең деп алған жағдайдағы, кіріс айнымалыларының мәнін береміз. Өндірілген айқын емес модель үшін, MATLAB жүйесімен орындалған айқын емес шығыс процедурасы, нәтижесінде «қуат» шығыс айнымалысының мәнін 12 киловаттқа тең деп шығарып береді (6.9-сурет).

6.9-сурет. [7,5 10] кіріс айнымалысы үшін,айқын емес шығыс процедурасының орындалуынан кейінгі ережелерді көру бағдарламасының графикалық интерфейсі.

Берілген мән кран қозғалтқышының оңға қарай қозғалуын қамтамасыз етеді, сонымен қатар қуат өзгермейді- 12 киловатт. Дәл осы жағдайда, есептеп және өндірілген MATLAB айқын емес моделінің көмегімен алынған, кіріс мәнімен айқын емес шығыс нәтижелерін салыстыру модельдердің келісімділігін және дұрыс істейтіндігін көрсетеді («қол» режиміндегі тексеру кезіндегі. Жасалынған айқын емес модельге жалпы талдау жасау үшін сәйкес айқын емес шығыстың беткі бөлігін визуалды қарау бағдарламасы пайдалы болуы мүмкін (6.10-сурет).

6.10-сурет. Сrane айқын емес шығыс жүйесінің беткі бөлігін визуалды қарау бағдарламасы

Осы айқын емес шығыстың беткі бөлігі шығыс айнымалысының мәнін, кранмен басқару жүйесінің айқын емес модельінің кіріс айнымалысының мәніне тәуелділігін орнатуды орындайды. Бұл тәуелділік контроллерді бағдарламалау үшін немесе сәйкес келетін шешу кестесі түрінде айқын емес басқару алгоритмінің аппаратты релизациясында негізгі болып табылуы мүмкін.

Қарастырылған мысалдар өндіру үшін орындауға қажетті және айқын емес шығыс жүйесінің түрі ретінде, айқын емес модельді қолданатын барлық тәжірибелік іс-әрекетті көрсетеді.

Сонымен қатар MATLAB жүйесінің сәйкес графикалық әдістері барлық айқын емес модельдеудің қолданушыға ыңғайлы формадағы барлық кезендерін қолдануға мүмкіндік береді.