Формалізація вологопереносу в ненасиченій зоні модульної ділянки ґрунту як об’єкту керування на основі нео-фаззі мереж

Abstract

Метою статті є дослідження модульної ділянки ґрунту як об’єкту керування, яка є складною розподіленою у просторі системою. Однією з характерних ознак складності об’єкта керування є невизначеність у представленні його структури та поведінки. У рамках сучасної методології системного моделювання невизначеність може характеризувати наступні аспекти модельних уявлень: неясність або нечіткість границі системи; неоднозначність семантики окремих термінів; неповнота модельних уявлень щодо певної складної системи; наявність протиріч між окремими компонентами модельних уявлень або вимог, які повинна задовольняти модель складної системи; невизначеність настання певних подій, які належать до можливості знаходження системи ‒ оригіналу в певному стані в майбутньому; лінгвістична невизначеність. На модульну ділянку ґрунту як об’єкт керування здійснюють вплив змінні збурення − погодні умови (температура й вологість повітря, швидкість вітру, сонячна радіація, опади). Від них залежить вихідний параметр − всмоктуючий тиск (вологість) ґрунту. Цьому об՚єкту керування притаманна стохастична невизначеність, оскільки його властивості змінюються випадково. На сьогодні, крім класичних нейронних мереж, розвиваються гібридні, зокрема, нечіткі нейронні мережі. Вони об’єднують у собі переваги нейронних мереж і систем нечіткого виведення. Тому для моделювання ненасиченої зони модульної ділянки ґрунту як об’єкту керування ґрунту застосовано саме гібридну нейро-нечітку мережу на основі нео-фаззі нейрона. Розроблені нео-фаззі моделі ненасиченої зони модульної ділянки ґрунту як об’єкта керування для прогнозування всмоктуючого тиску ґрунту забезпечують вищу точність роботи, ніж багатошарові мережі прямого поширення. Водночас вони мають простішу архітектуру, що забезпечує легшу практичну реалізацію та більшу швидкість навчання. Розроблені нео-фаззі моделі можуть бути використані у складі автоматизованого робочого місця диспетчера зрошувальної системи і слугувати зручним інструментом для планування й керування режимами зволоження сільськогосподарських культур.