Modernization of the Model of Ship Refrigeration Units Using Fuzzy Logic for Temperature Control

Abstract

Рассматривается модернизация цифровых регуляторов температур судовых рефрижера-торных установок. Приведена сравнительная характеристика существующих регуляторов температуры, определены их преимущества и недостатки. Предложено использование нечеткой логики для определения температурного режима холодильной установки и управ-ления работой компрессоров переменной производительности. Разработан блок регулирова-ния температуры на нечеткой логике в среде математического моделирования MATLAB/Simulink. Блок регулирования обрабатывает входные сигналы, которыми являют-ся значение рассогласования температур и дифференциал рассогласования температур. На основе набора логических правил блок регулирования формирует управляющий сигнал и отправляет его на компрессор переменной производительности. С помощью модели холо-дильной установки, представленной в среде математического моделирования Simulink, про-ведено сравнение работы установки в двух режимах: с применением управления температу-рой на нечеткой логике и с применением релейного управления температурой холодильной установки. Установлено, что регулятор на нечеткой логике более эффективен для примене-ния в холодильной установке благодаря высокой чувствительности к изменениям темпера-туры, логическому прогнозу изменения температуры, а также отсутствию большого заброса между требуемой и действительной температурой установки. В режиме использования не-четкой логики регулирование происходит плавно, с небольшой задержкой во времени. Сде-лан вывод о существенных отличиях между логиками температуры, применяемыми для управления температурой судовой холодильной установки, оценены преимущества нечеткой логики в сравнении релейной.Ключевые слова: нечеткая логика, холодильная установка, моделирование систем управления, регуляторы температуры. ВведениеВ настоящее время происходит интенсивное развитие флота, при котором в системы ав-томатического управления внедряется цифровое оборудование, которое позволяет упростить управление различными судовыми системами.Регуляторы на нечеткой логике. В большинстве устройств автоматизации технологиче-ских процессов, используемых в настоящее время, нечеткая логика позволяет применить опыт операторов для управления процессами.Целью базовых правил нечеткой логики является формализация и применение человече-ского умозаключения. Таким образом, нечеткая логика является частью искусственного интел-лекта. Базы правил нечеткой логики являются наиболее часто используемыми инструментами в приложениях с нечеткой логикой и представляют собой набор правил, которые обычно ис-пользуются параллельно, но в некоторых приложениях могут быть объединены.Применяются правила следующего типа: IF «утверждение» THEN «результат». Базы пра-вил нечеткой логики, подобно традиционным экспертным системам, основываются на базе зна-ний, построенной на основе человеческого опыта. Обзор литературы по вопросам использования нечеткой логикиОсновной задачей применения нечеткой логики является увеличение точности работы системы путем принятия решений непосредственно самой автоматической систе...