Концептуальні основи створення мехатронних систем керування мікрокліматом музейних приміщень з використанням нечітких логічних контролерів (регуляторів)

Автор(и)

  • Yurii Chovniuk National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Ukraine
  • Mykhailo Dykteruk Kyiv National University of Construction and Architecture, Ukraine
  • Volodymyr Dovhaliuk Kyiv National University of Construction and Architecture, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-4836-5354
  • Oleh Skliarenko Kyiv National University of Construction and Architecture, Ukraine https://orcid.org/0000-0001-5891-8410

DOI:

https://doi.org/10.32347/2409-2606.2018.27.6-17

Ключові слова:

мехатронні системи керування, нечітка логіка, нечіткий логічний регулятор, нечіткий логічний контролер, комплексний індекс дискомфорту, мікроклімат

Анотація

Для систем керування мікрокліматом музейних приміщень на основі мехатронних засобів розглянутий алгоритм курування, який базується на підтримці бажаного індексу дискомфорту (що є перетином індексів для експонатів музейного приміщення та людського організму) з використання нечіткого логічного регулятора (fuzzy-controller). Для оцінки впливу середовища на експонати й людину в приміщенні музею потрібно визначити не тільки значення окремих параметрів мікроклімату, а й результат їхнього загального впливу. Досліджені існуючі методи комплексного керування мікрокліматом за допомогою мехатронних систем з позиції методів регулювання. Проаналізований підхід щодо визначення індексу дискомфорту. Його значення розбито на діапазони залежно від усереднених відчуттів комфортності умов музейного приміщення для людини (потоку людей) й експонатів. Розглянуті засади теорії нечітких множин (Заде-Сааті). Проведений синтез нечіткого логічного регулятора. Розроблена база даних правил на основі розрахованих значень індекса дискомфорту. Спроектована інтелектуальна система автоматичного підтримання комфортних мікрокліматичних умов у приміщеннях музеїв. На основі розрахованих значень комплексного індекса дискомфорту для всіх можливих варіантів значень температур сухого та зволоженого термометрів побудована база правил для fuzzy-контроллера. Керувальна дія мехатронної системи управління мікрокліматом конкретного музейного приміщення виробляється після обробки агрегованої інформації одразу від двох датчиків що зменшує кількість непотрібних увімкнень при малих коливаннях кожного окремо взятого параметра. Одночасно, спеціальні датчики фіксують кількість людей, що знаходяться у приміщенні музею в даний момент часу, й коригують за отриманою інформацією функціювання пристроїв комп’ютерного управління мікрокліматом музейного приміщення. За результатами моделювання відзначено відповідність вимогам отриманої мехатронної системи керування щодо отримання бажаного рівня комплексного індексу дискомфорту в музейному приміщенні, мінімальну кількість увімкнень виконавчого механізму, відсутність перерегулювання та економію електроенергії.

Біографії авторів

Yurii Chovniuk, National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine

Доцент

Mykhailo Dykteruk, Kyiv National University of Construction and Architecture

Доцент

Volodymyr Dovhaliuk, Kyiv National University of Construction and Architecture

Завідувач кафедри теплогазопостачання і вентиляції

Oleh Skliarenko, Kyiv National University of Construction and Architecture

Професор

Посилання

BondarE. S., GordienkoA. S., Mikhaіlov V. A., Nimich G. V. Avtomatizatsiya sistem ventilyatsii i konditsionirovaniіa vozdukhaі. Avanpost-Prim, 2005.

Grahame M.Budd. “Wet-bulb globe temperature (WBGT) - its history and its limitations/M.Budd Grahame.” Journal of Science and Medicine in Sport, 2008, рp. 20-32. http://doi.org/10.1016/j.jsams.2007.07.003

Thom E. C. “The discomfort index.” Weather wise, 1959, Vol.12, рр. 57-60. http://doi.org/10.1080/00431672.1959.9926960

Bova S., Codara P., Maccari D., Marra V. A. “Logical analysis of Madam-type fuzzy inference.” IEEE International Conference on Fuzzy Systems, Barcelona, 2010, рр.1-8. http://doi.org/10.1109/FUZZY.2010.5584830

Siham A. M. Almasani, Wadeea A. A.Qaid, Ahmed Khalid, Ibrahim A. A. Alqubati. “Almasani. Fuzzy Exspert System to Control the Heating, Ventilating and Air Conditioning (HVAC) Systems.” International Journal of Engineering Research Technology (IJERT), 2015, Vol.4, рр. 808-815.

Novikov S. I., Shakhnevich V. R., Safronov A. V. “Metody nechetkoy logiki v zadachakh avtomatizatsii teplovykh protsessov na energeticheskikh ustanovkakh.” Vestnik ISEU, GOUVPO «Ivanovskiy gosudarstvennyy energeticheskiy universitet imeni V.I. Lenina», no. 4 , 2010.

Golinko I. M., Galitskiy I. E. “Optimizatsiya bakhatovimnykh sistem keravannya dlya kompleksa shtuchnogo Míkroklímatu.” Prikarpatskiy visnik NTSh. Chislo, no. 1, 2016, рр. 61-73.

Golinko I. M., Trehub V. H. “Analiticheskaya sistema keruvannya dlya kusochnogo mikroklimita dlya metoda «tochki rosi».” Vostochno-yevropeyskiy zhurnal peredovykh tekhnologiy, no. 2, 2011, pp. 53-55.

Novikov P. V., Stepanets O. V., Sakov R. P. “Nechetkiy kontroller pídtrimannya míkroklímatu v primíshchenní za znachennikh índeksu diskomfortu.” Avtomatizatsiia tekhnologicheskikh i biznes-protsessov, vol. 9, vip. 4, 2017. http://doi.org/10.15673/atbp.v10i4.824

Dovhaliuk V. B., Chovniuk Yu. V. “Kontseptualnaia osnova dlia analiza protsessov teplomassoperenosa i deformatsii v polulineinom rasseivanii dlia formovaniia mikroklimata muzeev.” Ventyliatsiia, osvitlennia ta teplohazopostachannia: Naukovo-tekhnichnyi zbirnyk, Iss. 23, Kyiv National University of Construction and Architecture, 2017, pp. 6-23.

Lutsyk R.V., Mentkovskiy Yu. L., Kholod V. P. “Teoriya vyazkouprugosti dispersnykh sistem v usloviyakh teplo- i massoobmena.” Inzhenerno-fizicheskiy zhurnal. vol. 58, no. 4, 1990, pp. 655-660.

Shchepotiev O. I., Zhiltsov А. V. Teoríia optimízatsii. Comprint, 2017.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-10-08

Як цитувати

Chovniuk, Y., Dykteruk, M., Dovhaliuk, V., & Skliarenko, O. (2018). Концептуальні основи створення мехатронних систем керування мікрокліматом музейних приміщень з використанням нечітких логічних контролерів (регуляторів). Вентиляція, освітлення та теплогазопостачання, (27), 6–17. https://doi.org/10.32347/2409-2606.2018.27.6-17

Номер

Розділ

Статті