Керування тепличним комплексом з використанням синергетичного підходу та нейронних мереж

Autor: Dudnyk, Alla, Hachkovska, Maryna, Zaiets, Nataliia, Lendiel, Taras, Yakymenko, Inna
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 4, № 2 (100) (2019): Information technology. Industry control systems; 72-78
Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 4, № 2 (100) (2019): Информационные технологии. Системы управления в промышленности; 72-78
Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 4, № 2 (100) (2019): Інформаційні технології. Системи управління в промисловості; 72-78
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: The paper considers the use of artificial neural networks in order to synthesize intelligent systems governed by a synergetic control law. It has been shown that so far all the studied objects and, therefore, control laws, have been considered linear, or have been treated to reduce them to such, thereby compromising their certain features. However, as evidenced by practice, actual objects are mostly nonlinear. Consideration of such objects with an attempt of their linearization leads to that the important characteristics of the entire process are lost. A greenhouse complex is mostly composed of such nonlinear objects of control. A greenhouse, as well as each process separately, are not exception.We have proposed basic provisions to the synergistic approach related to the systems synthesis task. The synergistic synthesis of control law has been shown for a greenhouse complex under conditions of non-controlling changes in the technological parameters and external disturbances. The applied mathematical apparatus of fuzzy logic enables the implementation of fuzzy control. It manifests itself particularly positively under conditions when the processes are difficult to analyze by using conventional quantitative methods. As well as when the acquired information about the object is substandard, inaccurate, or ambiguous. This is exactly the type of information received for analysis and its subsequent use when growing vegetables at greenhouse complexes. We have proposed an algorithm to synthesize a neuro-network controller for a greenhouse complex based on the predefined synergetic control law. The algorithm is based on the performance of the synergistic controller that simulates values for temperature and humidity from an artificial neural network following our training it. A feature of the proposed integrated approach to the synthesis of an intelligent control system for a greenhouse complex is a combination of the principle of unification of the processes of self-organization and training a neural network at a preliminary stage. Such a combination ensures further stable functioning of the system aimed to intelligently control the cultivation of vegetable produce.
Рассматривается использование искусственных нейронных сетей к синтезу интеллектуальных систем с синергетическим законом управления. Показано, что до сих пор все объекты исследования, а соответственно и законы управления, считали линейными, или пытались свести их к таким, теряя в определенных особенностях. Однако, как показали большинство экспериментов, реальные объекты, в своем большинстве, являются нелинейными. Рассмотрение таких объектов с попыткой их линеаризации приводит к тому, что теряются важные характеристики всего процесса. Основная часть тепличного комплекса состоит именно из нелинейных объектов управления. Не исключением стала и теплица и каждый технологический процесс отдельно.Предложены основные положения синергетического подхода к проблеме системного синтеза. Показан синергетический синтез закона управления тепличным комплексом в условиях не контролируемых изменений технологических параметров и внешних возмущений. Использован математический аппарат нечеткой логики, который дает возможность реализации нечеткого управления. Особенно положительно это проявляется в условиях, когда процессы являются сложными для анализа на основе использования традиционных количественных методов. А также когда информация об объекте поступает некачественная, неточная или неопределенная. Именно такая информация поступает для анализа и дальнейшего использования, при выращивании овощной продукции в тепличных комплексах. Предложенный алгоритм синтеза нейросетевого регулятора для тепличного комплекса на основе заданного синергетического закона управления. Алгоритм базируется на поведении синергетического регулятора, моделирующем значения температуры и влажности искусственной нейронной сетью в результате ее обучения. Особенность предложенного комплексного подхода к синтезу интеллектуальной системы управления тепличным комплексом заключается в сочетании принципа единства процессов самоорганизации и обучения нейронной сети на предыдущем этапе. Благодаря такому сочетанию обеспечивается дальнейшее устойчивое функционирование системы интеллектуального управления выращивания овощной продукции
Розглядається використання штучних нейронних мереж до синтезу інтелектуальних систем з синергетичним законом керування. Показано, що досі всі об’єкти дослідження, а відповідно і закони керування, вважали лінійними, або намагались звести їх до таких, втрачаючи в певних особливостях. Проте, як свідчить практика, реальні об’єкти у своїй більшості, є нелінійними. Розгляд таких об’єктів із спробою їх лінеаризації призводить до того, що втрачаються важливі характеристики всього процесу. Основна частина тепличного комплексу складається саме із нелінійних об’єктів керування. Не винятком стала і теплиця та кожен технологічний процес окремо.Запропоновано основні положення синергетичного підходу до проблеми системного синтезу. Показано синергетичний синтез закону керування тепличним комплексом в умовах не контролюючих змін технологічних параметрів та зовнішніх збурень. Використаний математичний апарат нечіткої логіки дає можливість реалізації нечіткого керування. Особливо позитивно це проявляється за умов, коли процеси є складними для аналізу на основі використання традиційних кількісних методів. А також, коли інформація, що поступає про об’єкт, неякісна, неточна або невизначена. Саме така інформація надходить для аналізу та її подальшого використання, при вирощуванні овочевої продукції у тепличних комплексах,. Запропонований алгоритм синтезу нейромережевого регулятора для тепличного комплексу на основі заданого синергетичного закону керування. Алгоритм базується на поведінці синергетичного регулятора, що моделює значення температури та вологості штучною нейронною мережею в результаті її навчання. Особливість запропонованого комплексного підходу до синтезу інтелектуальної системи керування тепличним комплексом полягає в комбінації принципу єдності процесів самоорганізації та навчання нейронної мережі на попередньому етапі. Завдяки такому поєднанню, забезпечується подальше стійке функціонування системи інтелектуального керування вирощування овочевої продукції
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: