251
На компьютере рассчитываются переходные процессы и дина-
мические показатели рассматриваемой электромеханической систе-
мы для каждого из наборов
ij
α ,
j
β и
i
ϕ , соответствующих каждой из
хромосом, после чего отбирается некоторое число сочетаний, обеспе-
чивших лучшие значения динамических показателей, а часть
«худших» хромосом отбрасывается.
Далее
методом случайных чисел отбираются хромосомные
пары и производится их «скрещивание» по законам, которые имеют
место в природе. Например, есть два отобранных родителя. Напри-
мер, №3 и №7. Генератор стохастических чисел выбрасывает место
пересечения хромосом, например, 6 (шестая ячейка).
Если при скрещивании используется метод кроссовера (рис. 7.30),
то это
означает, что потомок будет иметь
хромосому, в которой
шесть первых ячеек будут иметь значение 1-го родителя, а остальные
ячейки 2-го. Подобным образом создается первоначальное число
новых «особей» – «родителей». Синтез новых хромосом предусмат-
ривает не только кроссоверное скрещивание, но и мутации, двойные
кроссоверы. Число последних видов скрещивания существенно
меньше кроссовера, как это имеет место в природе.
Рис. 7.30. Кроссовер в
методе генетических алгоритмов
С полученными значениями «хромосом» также производятся
расчет переходного процесса, и вновь отбираются лучшие «особи» –
то есть сочетания значений коэффициентов и сдвигов, обеспечива-
ющие лучшие по сравнению с другими «особями» показатели качест-
ва регулирования (перерегулирование, быстродействие, среднеквад-
252
ратичную ошибку). Процесс повторяется до тех пор, пока синте-
зируется хромосома, обеспечивающая требуемое качество динами-
ческих показателей.
В данном методе, как и в природе, работает принцип: «От хоро-
ших родителей обычно рождаются хорошие дети», хотя и требует
большого количества расчетов. Например, при синтезе нейронной
сети для электромеханической системы с нелинейной нагрузкой типа
«пара трения» было перебрано 20 000 «хромосом». В 1995 году
расчет на Pentium 3 занял 30 часов, после чего были получены
значения, обеспечившие устранение фрикционных автоколебаний.
Современные персональные компьютеры в состоянии решать анало-
гичную задачу в пределах одного часа и быстрее.
Нейронные сети, применяемые в качестве нелинейных регуля-
торов электромеханических систем, реализуемые в нейроконтрол-
лерах (НК), могут иметь различные, довольно сложные, структуры,
определяемые большим числом параметров. Кроме весовых коэффи-
циентов, к таким параметрам относятся число слоев, число нейронов
в
различных слоях искусственной нейронной сети, количество и
величина задержек (сдвигов), поступающих на вход искусственной
нейронной сети, вид активационной функции нейронов скрытого
слоя и некоторые другие. Очевидно, что при различном сочетании
вышеперечисленных параметров НК, у
замкнутой электромеха-
нической системы будут проявляться и различные динамические
свойства. Для синтеза нейронной сети могут быть использованы
пакеты в среде MATLAB 2013 (Neural Network Toolbox и Genetic
Algoritms Toolbox).
Достарыңызбен бөлісу: