2020-01-14
389
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Исследование системы с нечетким управлением
Цель работы: получение практических навыков работы с нечетким регулятором.
Задание на лабораторную работу: разработать систему нечетких правил и функций принадлежности для управления автомобилем на перекрестке [12].
При этом:
1. Автомобиль должен двигаться со скоростью не ниже 60 км/ч по улице вдали от светофора.
2. Автомобиль должен останавливаться на перекрестке на красный сигнал светофора.
3. Режим работы светофора в зависимости от варианта:
Вариант Режим работы светофора
1 "красный", "красный и желтый", "зеленый", "желтый"...
2 "красный", "красный и желтый", "зеленый", "желтый"...
А также светофор может не работать.
3 "красный", "желтый", "зеленый", "желтый"...
4 "красный", "красный и желтый", "зеленый", "желтый"...
А также светофор может мелькать желтым.
5 "красный", "красный и желтый", "зеленый", "желтый"...
|
|
|
А также светофор может не работать и мелькать желтым.
6 "красный", "красный и желтый", "зеленый", "желтый"...
Сигнала с системы технического зрения не всегда на 100%
достоверен.
7 "красный", "красный и желтый", "зеленый", "желтый"...
А также светофор может не работать. Сигнал с системы
технического зрения не всегда на 100% достоверен.
Если светофор мелькает желтым (варианты 5 и 6), то автомобиль должен проезжать перекресток со скоростью ниже 40 км/ч.
При нарушении правил автомобиль попадает в аварию. При этом Вы можете увидеть соответствующую анимацию.
Ниже приведена таблица состояния флагов опций для каждого варианта:
Таблица 1.
Состояние флагов опций для различных вариантов.
1 2 3 4 5 6 7
Светофор | Может не работать * * *
Светофор | Может мелькать желтым * *
Светофор | Красный и желтый * * * * * *
Автомобиль | 100% дост-сть датчиков * * * * *
Описание функциональной схемы автомобиля
Система управления автомобилем состоит из следующих блоков (Рис.1): телекамера, система технического зрения, нечеткий регулятор, система управления скоростью, исполнительная часть автомобиля. При этом все блоки, кроме нечеткого регулятора, мы будем рассматривать, как "черный ящик".
Система технического зрения обрабатывает видеоизображения, получаемые с телекамеры. При обработке изображения распознается образ светофора. На выходе системы формируется сигнал расстояния до светофора (X) и сигнал света светофора (С).
|
|
|
Система управления автомобилем
Рис.1
Эти сигналы совместно с сигналом спидометра автомобиля (V) поступают в нечеткий регулятор. В данной работе Вам предложено "научить" нечеткий регулятор обрабатывать эти сигналы. На выходе нечеткого регулятора нужно сформировать сигнал уставки на скорость (Y).
Сигнал уставки поступает на систему управления скоростью, а оттуда на исполнительную часть автомобиля.
В упрощенном варианте система технического зрения выдает достоверную информацию о сигнале светофора. Эта информация поступает в нечеткий регулятор в виде входной переменной С. Причем при красном сигнале светофора значение переменной С равно 0. При сигнале "красный и желтый" значение С=1. При "зеленом" С=2. И т.д. (см. таблицу 2).
Таблица 2.
Значение переменной С при различном состоянии светофора.
Состояние светофора Значение С
Красный О
Красный и желтый 1
Зеленый 2
Желтый 3
Желтый мерцает 4
Не работает 5
В вариантах 6 и 7 система технического зрения выдает недостоверный сигнал. В этом случае значение переменной С принимает не дискретное, а непрерывное значение. Т.е. при зеленом сигнале светофора значение С может составлять, например, 2.25. Это значит, что система технического зрения "видит" на светофоре зеленый свет с определенной долей вероятности. По умолчанию функции принадлежности по переменной С составлены так, что значение 2.25 к понятию "зеленый" будет относиться с достоверностью 0.5.
Сигнал расстояния до светофора (X) измеряется в метрах. Если светофор не найден или расстояние до него свыше 140 м., то значение этого сигнала равно 140 м. Сигнал со спидометра (V) и сигнал уставки (Y) измеряются в км/ч.
