Skip Navigation Links
Modelovanie dynamického SISO systému dvoch guľových nádob v interakcii na báze neurónových sietí

Fyzikálno - matematický popis systému dvoch guľových nádob v interakcii:

Parametre simulačného modelu:

Q1m[kg/s] - maximálny hmotnostný prítok

h1(t)[m] - výška hladiny v prvej nádobe

h2(t)[m] - výška hladiny v druhej nádobe

R1[m] - polomer prvej nádoby

R2[m] - polomer druhej nádoby

S1[m^2] - plocha hladiny v prvej nádobe

S2[m^2] - plocha hladiny v druhej nádobe

da[m] - prierez výtoku z prvej nádoby

db[m] - prierez výtoku z prvej nádoby

k1[-] - konštanta pootvorenia ventilu

Vstupná veličina: otvorenie ventilu - k1(t)[-] v rozsahu <0, 1>

Výstupná veličina: výška hladiny v druhej nádobe - h2(t) [m]

Poruchové veličiny: Qz1[m^3/s], Qz2[m^3/s]

Dynamiku systému popisujú nelineárne diferenciálne rovnice:

Implementácia do jazyka MATLAB/Simulink:

Nelineárne diferneciálne rovnice sú narogramované v S-funkcii, ktorá predstavuje simulačný model systému dvoch guľových nádob v interakcii. - časť zdrojového kódu S-funkcie:

Postup experimentálnej identifikácie dynamických systémov na báze neurónových sietí typu MLP:

  1. Získanie trénovacích dát (realizácia experimentu)
  2. Voľba topológie neurónovej siete
  3. Trénovanie neurónovej siete
  4. Validácia dopredného neurónového modelu
  5. Ak model vyhovuje, skok na krok 6, ak nevyhovuje, skok na krok 3, 2 alebo 1
  6. Koniec (model vyhovujúcej kvality)

Principiálna bloková schéma pre trénovanie neurónového modelu:

Simulačná schéma pre získavanie trénovacích dát:

Uvedená simulačná schéma slúži na získanie trénovacích dát zo simulačného modelu dvoch guľových nádob v interakcii pre trénovanie neuróho modelu:

Dĺžka simulácie:

Simulačná schéma pre overenie natrénovaného neurónového modelu (validácia):

Dĺžka simulácie:
Dopredný model bude využitý v algoritme zovšeobecneného prediktívneho riadenia na nelinearny systém v cvičení 12.
2012 Katedra Kybernetiky a Umelej Inteligencie - KKUI