• Головна
  • Статті та випуски
    • Поточний випуск
    • Архів
  • Про журнал
    • Цілі та проблематика
    • Редакційна колегія
    • Індексація журналу
    • Джерела фінансування
  • Для авторів
    • Подання статті
    • Умови публікації
    • Загальні вимоги до оформлення рукописів
    • Процес рецензування
    • Редакційні збори
    • Договір про передачу прав від автора до видавця
  • Етика та політики
    • Публікаційна етика
    • Конфлікт інтересів
    • Політика відкритого доступу
    • Політика архівування матеріалів
    • Політика скарг
    • Положення про конфіденційність
    • Положення про відкликання публікацій
    • Політика антиплагіату
    • Політика використання генеративного ШІ
  • Контакти
uk Українська
  • English English

Транспортні системи та технології

  • Подати статтю
  • Головна
  • Статті та випуски
    • Поточний випуск
    • Архів
  • Про журнал
    • Цілі та проблематика
    • Редакційна колегія
    • Індексація журналу
    • Джерела фінансування
  • Для авторів
    • Подання статті
    • Умови публікації
    • Загальні вимоги до оформлення рукописів
    • Процес рецензування
    • Редакційні збори
    • Договір про передачу прав від автора до видавця
  • Етика та політики
    • Публікаційна етика
    • Конфлікт інтересів
    • Політика відкритого доступу
    • Політика архівування матеріалів
    • Політика скарг
    • Положення про конфіденційність
    • Положення про відкликання публікацій
    • Політика антиплагіату
    • Політика використання генеративного ШІ
  • Пошук
  • Контакти

Стаття

  • Читати статтю
  • Завантажити статтю

Отримано 28.07.2025

Доопрацьовано 25.11.2025

Прийнято 29.12.2025

Взято з Том 28, № 2, 2025

Сторінки 128 -139

  • 182 Перегляди

ЦИТУВАТИ

Zalata, A. (2025). Methodology for training a neuro-fuzzy control system for a diesel-generator unit under variableoperating conditions. The National Transport University Bulletin: A Scientific and Technical Journal, 28(2), 128-139. https://doi.org/10.32703/2617-9040-2025-46-9

Методологія навчання нейронечіткої системи керування дизельним генератором у змінних умовах експлуатації

Андрій Залата

Анотація

This paper presents a methodology for constructing and training a neuro-fuzzy control system for a diesel-generator  unit  operating  under  variable  railway  conditions.  Modern  traction  power  units encounter significant fluctuations in operational factors such as train mass, track profile, and section length, which necessitate adaptive regulation of power output. Traditional control systems are limited in  their  ability  to  respond  to  complex  multifactor  dynamics,  motivating  the  use  of  hybrid  intelligent systems. The proposed approach integrates Fuzzy C-Means (FCM) clustering to determine the initial structure of the fuzzy rule base and to form Gaussian membership functions based on cluster centers. A hybrid learning strategy is implemented, combining backpropagation and stochastic gradient descent to  adjust  both  the  fuzzy  and  neural  components  of the  model.  This  enables  the  system  to  refine membership parameters, optimize rule interactions, and adapt to nonlinearities in the operational data.The developed neuro-fuzzy model is validated using test samples not included in the training dataset. The  results  demonstrate  high  approximation  accuracy  and  strong  generalization  capability,  with prediction errors remaining within acceptable limits. The model effectively reproduces optimal control actions across diverse operating scenarios. The proposed methodology is suitable for integration into traction energy control systems and provides a foundation for future enhancements through expanded datasets, improved optimization algorithms, and full-scale simulation or field testing

Ключові слова:

дизель-генераторна установка; інтелектуальне керування; нейро-нечіткі системи; машинне навчання; автономний рухомий склад

Використані джерела

  1. Al-Hadithi, B. M., & Gómez, J. (2025). Fuzzy control and modeling techniques based on multidimensional membership functions defined by fuzzy clustering algorithms. Applied Sciences, 15(8), 4479. https://doi.org/10.3390/app15084479
  2. Chen, T., & Chen, J. C.-Y. (2020). Decentralized fuzzy C-means robust algorithm for continuous systems. Aircraft Engineering and Aerospace Technology, 92(2), 222–228.
  3. Cheng, Y., Zhang, J., Al Shurafa, M., Liu, D., Zhao, Y., Ding, C., & Niu, J. (2025). An improved multiple adaptive neuro-fuzzy inference system based on genetic algorithm for energy management system of island microgrid. Scientific Reports, 15, 17988. https://doi.org/10.1038/s41598-025-98665-x
  4. Elborlsy, M. S., Hamad, S. A., El-Sousy, F. F. M., Mostafa, R. M., Keshta, H. E., & Ghalib, M. A. (2025). Neuro-fuzzy controller based adaptive control for enhancing the frequency response of two-area power system. Heliyon, 11(4), e42547. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2025.e42547
  5. Ferdaus, M. M., Anavatti, S. G., Garratt, M. A., & Pratama, M. (2019). Development of C-means clustering based adaptive fuzzy controller for a flapping wing micro air vehicle. Journal of Artificial Intelligence and Soft Computing Research, 9(2), 99–109. https://doi.org/10.2478/jaiscr-2018-0027
  6. Fekry, H. M., ElDesouky, A. A., Kassem, A. M., & Abdelaziz, A. Y. (2020). Power management strategy based on adaptive neuro-fuzzy inference system for AC microgrid. IEEE Access, 8, 192087–192100. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3032705
  7. Fu, J., Li, J., Li, Y., Dai, X., Sun, J., & Xiao, J. (2025). Research on optimization of diesel engine speed control based on UKF-filtered data and PSO fuzzy PID control. Processes, 13(3), 777. https://doi.org/10.3390/pr13030777
  8. Gorobchenko, O., Holub, H., & Zaika, D. (2024). Theoretical basics of the self-learning system of intelligent locomotive decision support systems. Archives of Transport, 71(3), 169–186. https://doi.org/10.61089/aot2024.gaevsp41
  9. Gorobchenko, O., Zaika, D., Maliuk, S., Arkhypov, O., & Nevedrov, O. (2025). Research of theoretical basis of implementation of intelligent control systems for locomotive traction transmission. Transport Systems and Technologies, (45), 145–160. https://doi.org/10.32703/2617-9040-2025-45-11
  10. Hussein, H., Aloui, A., & AlShammari, B. (2018). ANFIS-based PI controller for maximum power point tracking in PV systems. International Journal of Advanced and Applied Sciences, 5(2), 90–96.
  11. Kumar, K., Das, M., & Karn, A. K. (2024). ANFIS robust control application and analysis for load frequency control with nonlinearity. Journal of Electrical Systems and Information Technology, 11, 65. https://doi.org/10.1186/s43067-024-00175-9
  12. Mantalas, E.-M., Sagias, V. D., Zacharia, P., & Stergiou, C. I. (2025). Neuro-fuzzy model evaluation for enhanced prediction of mechanical properties in AM specimens. Applied Sciences, 15(1), 7. https://doi.org/10.3390/app15010007
  13. Nasim, F., Khatoon, S., Ibraheem, Urooj, S., Shahid, M., Ali, A., & Nasser, N. (2025). Hybrid ANFIS–PI-based optimization for improved power conversion in DFIG wind turbine. Sustainability, 17(6), 2454. https://doi.org/10.3390/su17062454
  14. Oladipo, S., Sun, Y., & Adegoke, S. A. (2025). Application of soft computing techniques to load frequency control system of electric power systems: A brief survey. Cogent Engineering, 12(1), 2572297. https://doi.org/10.1080/23311916.2025.2572297
  15. Panoiu, M., Panoiu, C., & Mezinescu, S. (2023). Modelling and prediction of reactive power at railway stations using adaptive neuro-fuzzy inference systems. Applied Sciences, 13(1), 212. https://doi.org/10.3390/app13010212
  16. Rahmani, M., Arabi Nowdeh, S., et al. (2018). Frequency control of islanded microgrids based on fuzzy controller equipped with STATCOM. Journal of Renewable Energy and Environment.
  17. Selvaraju, R. K., & Somaskandan, G. (2017). ACS algorithm tuned ANFIS-based controller for LFC in deregulated environment. Journal of Applied Research and Technology, 15(2), 152–166. https://doi.org/10.1016/j.jart.2017.01.010
  18. Sharma, K., Menaka, C., Saraswat, N., & Kulhar, K. S. (2024). Neuro-fuzzy controllers for power quality improvement of grid-connected PV–battery–diesel based hybrid supply system. E3S Web of Conferences, 540, 10002. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202454010002
  19. Shynkarenko, V. I., Sablin, O. I., & Ivanov, O. P. (2016). Constructive modelling for zone of recovery energy distribution of DC traction. Science and Transport Progress, 5(65), 125–135. https://doi.org/10.15802/stp2016/84036
  20. Wang, D., & Dang, G. (2024). Fuzzy recurrent stochastic configuration networks for industrial data analytics. IEEE Transactions on Fuzzy Systems. Advance online publication. https://doi.org/10.1109/TFUZZ.2024.3511695
Поділитися
Facebook
Twitter
LinkedIn
Email
Telegram
Viber
WhatsApp

https://doi.org/10.32703/2617-9040-2025-46-9

Адреса
03049, Україна, г. Київ,
вул. Івана Огієнка, 19


Email
ntu@tstjournal.org.ua

Основна інформація
  • Цілі та проблематика
  • Індексація журналу
  • Умови публікації
  • Редакційна колегія
  • Публікаційна етика
Додаткова інформація
  • Політика скарг
  • Процес рецензування
  • Політика відкритого доступу
  • Політика антиплагіату
  • Політика використання генеративного ШІ
  • Політика архівування матеріалів