Применение нейронной сети в логическом управлении электромеханической системой
В некоторых системах управления и автоматики логические преобразования на базе уравнений алгебры логики выполняются на основе программного обеспечения или посредством электрических схем, собранных на логических элементах. В публикации представлен вариант программной реализации логического управления как результат работы нейронной сети. В качестве примера управление определяется как преобразование двоичного множества одной размерности во множество другой размерности согласно заданной логической функции. Преобразование основано на использовании искусственной нейронной сети прямого распространения сигнала. При обучении нейронной сети применяется алгоритм обратного распространения ошибки. В качестве обучающих данных используются множество двоичных чисел как входные и выходные векторы сети и логическая функция, устанавливающая взаимосвязь между ними. Нейронная сеть и алгоритм обучения созданы на языке программирования Python с применением стандартных математических пакетов. После обучения нейронной сети с заданной степенью точности выполнялось переключение в рабочее состояние и на вход сети подавался входной вектор, состоящий из данных множества двоичных чисел. В другом варианте координаты входного вектора из множества двоичных чисел случайно изменялись как по уровню сигнала, так и по длительности в течение периода работы. Представлены результаты работы нейронной сети в реализации управления при отсутствии и наличии помех во входном векторе сети. Разработанный программный код может применяться в стандартных промышленных контроллерах как для предложенного преобразования, так и для других логических преобразований при изменении структуры нейронной сети и применении новых данных обучения.
Авторы: Д. В. Чернышев
Направление: Информатика, вычислительная техника и управление
Ключевые слова: система управления, математическое моделирование, язык программирования Python, нейронная сеть, алгоритм обучения, логические переменные
Открыть полный текст статьи