طراحی کنترل بهینۀ تطبیقی برای سیستم های با دینامیک پیچیده بر مبنای روش‌های محاسبات نرم
فرمت فایل دانلودی: .docxفرمت فایل اصلی: doc
تعداد صفحات: 208
طراحی کنترل بهینۀ تطبیقی برای سیستم های با دینامیک پیچیده بر مبنای روش‌های محاسبات نرم
نوع فایل: word (قابل ویرایش)
تعداد صفحات : 208 صفحه
چکیده
سیستم های دینامیکی غیرخطی با چالش های متعددی روبرو هستند که باید آنها را مورد بررسی قرار داد. از جملۀ این مشکلات می توان به مواردی همچون غیرخطی بودن شدید، تغییر شرایط عملیاتی، عدم قطعیت دینامیکی اعم از ساختار یافته و ساختار نیافته، و اغتشاشات و اختلالات خارجی اشاره کرد. به رغم پیشرفت های اخیر در زمینۀ سیستم های کنترل غیرخطی، طراحی یک کنترل کنندۀ مناسب و کارایی مطلوب آن شدیداً وابسته به استخراج یک مدل ریاضی بسیار دقیق از سیستم است. در سیستم های صنعتی به دلیل وجود خاصیت بالای غیرخطی بودن، مدل سازی دقیق امری بسیار دشوار است. به بیان دیگر در تعریف ریاضی و مدل سازی یک سیستم با عدم قطعیت بالایی روبرو هستیم. اگرچه روش های متعارف کنترل غیرخطی مانند کنترلرهای تطبیقی و لغزشی عدم قطعیت پارامتری را جبران می کنند، اما در مواجه با عدم قطعیت مدل سازی ساختار نیافته کاملاً آسیب پذیر می نمایند. در عوض و از طرف دیگر کنترل کننده های مبتنی بر هوش محاسباتی، به لطف ویژگی خاص خود در عدم وابستگی به مدل ریاضی چنین محدودیتی را ندارند. با وجود پیشرفت های اخیر، کنترل کننده های مبتنی بر شبکه های عصبی همچنان در به کار گیری تخصص های انسانی کم توان هستند. همچنین کنترل کننده های مبتنی بر منطق فازی نمی‌توانند آموزه ای از رفتار پویای سیستم را در بهبود کارایی خود به کار گیرند.
با توجه به مطالب فوق می توان گفت که در این پایان نامه در حقیقت ما می خواهیم طراحی جدیدی از ترکیب بهترین و آخرین روش های کنترلی گفته شده در بالا را با روش های کنترل بهینه و تطبیقی ارائه دهیم. کنترل کننده های مورد نظر ما با بررسی و استفاده از رفتار دینامیک ناشناختۀ سیستم ها مقاومت آنها را در برابر عدم قطعیت های شناخته شده و ناشناخته بالا می-برند. ساختارهای متعارف کنترلی در برابر این نوع از عدم قطعیت ها عملکرد ضعیفی از خود نشان می‌دهند. کنترل کنندۀ مورد نظر ما بر اساس اصول و ابزار محاسبات نرم طراحی می شود، و به همین دلیل دارای چنین محدودیت هایی نخواهد بود. لازم به ذکر است که در طراحی این نوع کنترل کننده باید ابتکار زیادی به خرج داد و در تنظیم پارامترها بسیار دقت کرد. با وجود این مزایا بسیاری از این نوع کنترل کننده ها در کاربردهایشان دچار مشکل عدم پایداری می شود. در این مقاله کنترل کننده هایی را پیشنهاد خواهیم کرد که برای رفع این نقیصه از تکنیک های کنترل بهینه و کنترل تطبیقی بر مبنای تئوری لیاپانوف به جای روش‌های معمولی و ابتکاری برای تنظیم استفاده می کنند. با این طراحی ها، پایداری کنترل کننده های ما برخلاف سایر کننده های هوشمند، تضمین خواهد شد. کلید واژه: بازوی رباتیک، مدیریت انرژی، کنترل تطبیقی، محاسبات نرم، PMSM.
فهرست مطالب
فصل ۱- مقدمه 2
۱-۱- پیشینۀ پژوهشی 3
۱-۲- رئوس مطالب 5
فصل ۲- مقدمهای بر کنترل غیرخطی 8
۲-۱- مقدمه 8
۲-۲- سیستم غیرخطی 9
۲-۳- تئوری پایداری لیاپانوف 9
۲-۳-۱- سیستم وابسته به زمان 9
۲-۳-۲- تفاوت اصلی بین سیستم‌های متغیر با زمان و نامتغیر با زمان 10
۲-۳-۳- مفهوم پایداری به بیان لیاپانوف 10
۲-۳-۳-۱- تعریف پایداری مجانبی 11
۲-۳-۳-۲- تعریف پایداری نمائی 11
۲-۳-۳-۳- تعریف پایداری مطلق 11
۲-۴- کنترل تطبیقی 11
۴-۲-۱- غیر مستقیم 12
۲-۴-۲- مستقیم 12
فصل ۳- مقدمهای بر محاسبات نرم 15
۳-۱- مقدمه 15
۳-۲- شبکۀ عصبی مصنوعی 16
۳-۲-۱- مقدمه 16
۳-۲-۲- الهام از بیولوژی 19
۳-۲-۳- مدل نرون 20
۳-۲-۴- معماری شبکۀ چند لایه 20
۳-۳- کنترل فازی 21
۳-۳-۱- مقدمه 21
۳-۳-۲- مفاهیم اولیه و تعاریف مقدماتی 22
۳-۳-۳- ساختار کلی کنترل کنندۀ فازی 24
۳-۳-۴- اجزای یک کنترل کنندۀ فازی 24
۳-۳-۵- انواع کنترل کنندههای فازی 25
۳-۳-۶- مقاسیۀ فازی نوع ۱ با نوع ۲ 26
۳-۳-۶-۱- نمایش عدم قطعیت سیستم‌های Type-1 بوسیله Type-2 26
۳-۳-۶-۲- توابع عضویت در فازی نوع ۲ 27
۳-۳-۷- طراحی کنترل کننده فازی 28
۳-۳-۷-۱- طراحی سیستم‌های ردیاب با فیدبک حالت 28
۳-۳-۸- دیاگرام روش طراحی کنترل کنددۀ فازی 29
فصل ۴- طراحی کنترل‌کننده برای بازوی رباتیک با هدف خنثی کردن اثرات اصطکاک، تداخل و ارتجاع 32
۴-۱- مقدمه 32
۴-۲- مدلسازی 33
۴-۲-۱- مدلسازی سیستم صلب: 33
۴-۲-۲- مدلسازی سیستم منعطف: 34
۴-۳- کنترل‌کننده تطبیقی برای سیستم صلب 37
۴-۳-۱- شبیه‌سازی 40
۴-۳-۲- نتایج 41
۴-۴- طراحی کنترل‌کننده تطبیقی با هدف خنثی کردن اصطکاک 42
۴-۴-۱- شبیه‌سازی 50
۴-۴-۲- نتایج 51
۴-۵- طراحی کنترل کنندۀ تطبیقی بر اساس شبکۀ عصبی برای خنثی کردن اغتشاش 53
۴-۵-۱- توضیح شماتیک کنترل کننده: 55
۴-۵-۲- شبیه‌سازی و نتایج 55
۴-۶- طراحی کنترل کننده فازی برای بازوی رباتیک 59
۴-۶-۱- شبیه‌سازی و نتایج 61
۴-۷- طراحی‌کننده فازی تطبیقی برای بازوی رباتیک 65
۴-۷-۱- شبیه‌سازی و نتایج 70
۴-۷-۲- نتیجه‌گیری 73
فصل ۵- طراحی سیستم کنترل هوشمند بر اساس تئوری لیپانوف برای ماشین‌های سنکرون با آهنربای دائم (PMSM) 77
۵-۱- مقدمه 77
۵-۲- مدلسازی سیستم: 80
۵-۳- بردار تطبیقی براساس رویتگر 81
۵-۳-۱- تئوری تطبیقی 85
۵-۴- طراحی کنترل تطبیقی براساس رویتگر 88
۵-۴-۱- شبیه‌سازی 93
۵-۴-۲- نتایج 94
۵-۵- طراحی سیستم کنترل تطبیقی برای سیستم با دینامیک نامعلوم 97
۵-۵-۱- نتایج 101
۵-۶- طراحی سیستم کنترل کنندۀ تطبیقی بدون سنسور براساس شبکه عصبی 104
۵-۶-۱- شبیه‌سازی و نتایج 111
۵-۷- کنترل فازی تطبیقی 115
۵-۷-۱- شبیه‌سازی و نتایج 121
۵-۸- نتیجه‌گیری 125
فصل ۶- مدیریت و کنترل سیستم‌های تولید انرژی هوشمند 129
۶-۱- مقدمه 129
۶-۱-۱- مدلسازی سیستم 131
۶-۱-۱-۱- مبدل DC-DC دوطرفه 131
۶-۱-۱-۲- باطری‌ها 133
۶-۲- طراحی کنترل تطبیقی فازی برای مبدل DC-DC 135
۶-۲-۱- شبیه‌سازی و نتایج: 138
۶-۳- کنترل تطبیقی باس DC: 144
۶-۳-۱- شبیه‌سازی و نتایج: 146
۶-۴- برآورد حالت شارژ (SOC) بر اساس رؤیتگر 149
۶-۴-۱- شبیه‌سازی و نتایج 151
۶-۵- برآورد حالت شارژ (SCC) با تئوری تطبیقی 155
۶-۵-۱- شبیه‌سازی و نتایج 158
۶-۶- طراحی سیستم نظارتی فازی برای مدیریت انرژی وسایل الکتریکی با چند منبع مختلف: 161
۶-۶-۱- شبیه‌سازی و نتایج 165
۶-۷- نتیجه‌گیری 168
فصل ۷- نتیجه گیری 172
فهرست مراجع 174
پرداخت با کلیه کارتهای عضو شتاب امکان پذیر است.
