مطالعه روشهای كنترلی در سیستمهای دورعملیات

توضیحات

مطالعه روشهای كنترلی در سیستمهای دورعملیاتفرمت فایل:PDF تعداد صفحه:127 فهرست مطالب : چكيده ------------------------------------------------------------------ 1 مقدمه ------------------------------------------------------------------ 2 فصل ۱ : کليات -1-1 مقدمه ------------------------------------------------------------- 4 -2-1 تعريف سيستم دورعمليات -------------------------------------- 5 -3-1 ساختار كلي سيستم دورعمليات ------------------------------- 7 -4-1 تأخير در سيستم دورعمليات ------------------------------------ 8 فصل ۲ : کاربردهای سيستم دورعمليات -1-2 تاريخچه پيدايش سيستمهاي دورعمليات ---------------------- 11 -2-2 كاربردهاي سيستمهاي دورعمليات ---------------------------- 12 -1-2-2 كاربردهاي هسته اي ----------------------------------------- 12 -2-2-2 كاربردها در زير آب --------------------------------------------- 13 -3-2-2 كاربردها در فضا ----------------------------------------------- 14 -4-2-2 كاربردهاي پزشكي ------------------------------------------- 16 -5-2-2 كاربردهاي صنعتي -------------------------------------------- 19 -6-2-2 كاربردها در امنيت و مسائل حقوقي ------------------------- 19 -7-2-2 كاربردها در جلسات راه دور ----------------------------------- 20 -8-2-2 كاربردها در بازي راه دور --------------------------------------- 21 -9-2-2 كاربردها در يادگيري راه دور ------------------------------------ 21 -10-2-2 حضور از راه دور ----------------------------------------------- 22 -11-2-2 كاربردها در كتابخانه ديجيتال ---------------------------------- 23 -12-2- كاربردها در آزمايشگاه مجازي --------------------------------- 24 -13-2-2 كاربرد در محيط هاي خطرناك --------------------------------- 24 -14-2-2 كاربردها در توليد از راه دور ------------------------------------ 25 -15-2-2 كاربرد در تله سرويس ----------------------------------------- 25 -16-2-2 كاربرد در تجارت راه دور ---------------------------------------- 25 -17-2-2 كاربرد در كنترل فرآيند ------------------------------------------25 -18-2-2 كاربرد در اتوماسيون منزل ------------------------------------- 26 -19-2-2 كاربرد در باغباني از راه دور ------------------------------------ 26 -20-2-2 كاربرد در سيستم اسكادا -------------------------------------- 27 فصل ۳ : مدل اينترنتدر ارتباط با سيستم های دورعمليات از طريق اينترنت 29 ----- (QOS) -1-3 سيستم هاي دورعمليات در شبكه هاي كيفيت سرويس 30 ------------------------------------------------------ QOS -2-3 پارامترهاي -1-2-3 تأخير زماني -------------------------------------------------------- 30 -2-2-3 جيتر ---------------------------------------------------------------- 32 -3-2-3 پهناي باند ---------------------------------------------------------- 34 -4-2-3 گم شدن بسته ---------------------------------------------------- 35 -2-3 نتيجه گيري ----------------------------------------------------------- 36 فصل ۴ : بررسی تئوريها و مفاهيم اوليه در طراحی سيستم دورعمليات -1-4 مقدمه ---------------------------------------------------------------- 38 -2-4 ساختار سيستم دورعمليات ----------------------------------------- 38 -1-2-4 مدل اپراتور --------------------------------------------------------- 39 -2-2-4 مدل فرمانده -------------------------------------------------------- 39 -3-2-4 كانال انتقال --------------------------------------------------------- 40 -4-2-4 مدل محيط ---------------------------------------------------------- 40 -5-2-4 مدل فرمانبر --------------------------------------------------------- 40 -3-4 ترانسپارنسي در سيستمهاي دورعمليات -------------------------- 41 -4-4 ساختار دورعمليات دوكاناله ------------------------------------------- 42 -5-4 ساختاركنترلي چهاركاناله --------------------------------------------- 43 -6-4 اثر تأخير زماني بر عملكرد سيستم ---------------------------------- 44 -7-4 تئوري پسيويتي ------------------------------------------------------- 46 -1-7-4 سيستم پسيو ------------------------------------------------------ 46 -2-7-4 اتصال شبكه هاي پسيو به يكديگر --------------------------------- 47 -3-7-4 اتصال سري شبكه هاي پسيو ------------------------------------- 48 مثبت -------------------------------------------------- 49 LTI -4-7-4 سيستم -1-4-7-4 تعريف تابع تبديل حقيقي مثبت ----------------------------------- 49 -1-4-7-4 خواص سيستمهاي حقيقي مثبت ------------------------------- 49 -5-7-4 اپراتورهاي پراكندگي ------------------------------------------------ 50 -1-5-7-4 قضيه --------------------------------------------------------------- 50 -8-4 تئوري متغيرهاي موج -------------------------------------------------- 51 -9-4 اثر متغيرهاي موج بر پسيويتي ---------------------------------------- 53 -10-4 تئوري فيلتر كالمن ---------------------------------------------------- 54 55 ------------------------------------------------- H -11-4 تئوري كنترل بهينه 2 56 ------------------------------------------------- H∞ -12-4 تئوري كنترل بهينه فصل ۵ : بررسی روشهای کنترلی سيستم های دورعمليات از طريق اينترنت -1-5 مقدمه ------------------------------------------------------------------- 58 -2-5 كنترل كننده انعكاس دهنده نيرو ---------------------------------------- 58 -3-5 كنترل وقفي توزيع شده ------------------------------------------------- 62 -4-5 روش خطاي موقعيت ---------------------------------------------------- 63 -5-5 روش انعكاس نيرو با پسيويتي ----------------------------------------- 64 -6-5 كنترل كننده چهاركاناله -------------------------------------------------- 67 -7-5 كنترل كننده مد لغزشي ------------------------------------------------- 69 -8-5 روش كنترل تطبيقي ----------------------------------------------------- 71 -9-5 روش كنترل بهينه -------------------------------------------------------- 76 82 ------------------------------------------------------ LQG -10-5 كنترل كننده -11-5 كنترل كننده پايداري از طريق رويتگر كاهش مرتبه ------------------- 84 -12-5 كنترل كننده فازي ------------------------------------------------------ 84 -13-5 روش كنترل نظارتي --------------------------------------------------- 86 -14-5 روش كنترل رويداد-گرا ------------------------------------------------ 88 89 -------------------------------------------------------------- PID -15-5 روش -16-5 روش كنترل امپدانس -------------------------------------------------- 89 -17-5 روش متغيرهاي موج --------------------------------------------------- 91 -18-5 روش كنترل پايداري هايبريد -------------------------------------------- 94 -19-5 روش كنترل پيشگو ----------------------------------------------------- 95 -20-5 روش كنترل پيشگو از طريق شبكه هاي عصبي---------------------- 100 فصل ۶ : نتيجه گيری و پيشنهادات -1-6 نتيجه گيري -------------------------------------------------------------- 104 -2-6 پيشنهادات --------------------------------------------------------------- 104 - منابع و مأخذ فهرست منابع لاتين ------------------------------------------------------------ 106 چکیده : سيستمهاي دورعمليات در حوزه وسيعي از تكنولوژي رباتيك با كاربردهاي بسيار متنوعي ازقبيل : اكتشافات فضايي، عمليات زير آب ، كاربردهاي پزشكي و... مورد استفاده قرار مي گيرد. اخيراً محققان تمايل بسيار زيادي به استفاده از اينترنت براي سيستمهاي دورعمليات بدليل پايين بودن هزينه و دسترس پذيري آسان ، نشان مي دهند . اگر چه ، در حال حاضر ارتباط از طريق اينترنت توسط عوامل غير قابل پيش بيني از طريق اينترنت مانند از دست دادن اطلاعات ، محدوديت هاي پهناي باند ، پديده جيتر و خصوصاً تأخير زماني مشخص شده است ولي با وجود اين همه مسائل و مشكلاتي كه بر سر راه استفاده از سيستم دور عمليات از طريق اينترنت و جود دارد ، همچنان بكارگيري از اين روش مورد توجه محققين قرار دارد. هدف اصلي ما از ارائه اين سمينار، مطالعه و بررسي روشهاي كنترلي سيستمهاي دورعمليات مي باشد .تأخيرهاي زماني ناشي از كانال انتقال در كليه سيستمهايي كه اطلاعات را در مسافتهاي راه دور انتقال ميدهند اجتناب ناپذير است . علاوه بر تأخيرها ، عدم قطعيتها در ديناميكها ممكن است سبب ناپايداري و كاهش قابل توجه ترانسپارنسي در سيستم دورعمليات گردد . جهت مطالعه پيامدهاي ناشي از تأخير، محققان روشهاي مختلفي برمبناي تئوري پسيويتي ، پراكندگي موج و ... را ارائه داده اند كه در اين سمينار ارايه شده است. بسياري از محققان گرايش زيادي به استفاده از اينترنت براي انتقال اطلاعات بين بخش هاي مختلف ربات در محيط دور با توجه به مزاياي آشكار آن دارند با اين وجود، استفاده از اينترنت به دلايلي مانند قطع اتصال شبكه، گم شدن بسته هاي اطلاعاتي، محدوديت پهناي باند و مخصوصاً تأخير زماني ممكن است سبب ناپايداري در سيستم دورعمليات گردد. امروزه مقالات بسياري وجود دارد كه انواع مختلفي از روشهاي كنترلي جهت غلبه بر ناپايداري ناشي از تأخير كنترل ، μ زماني كانال انتقال را پيشنهاد داده اند. اين روشهاي مبتني بر تئوري پراكندگي، متغيرهاي موج، پسيويتي، سنتز بهينه، كنترل پيشگو، كنترل تطبيقي و بسياري اصول ديگر مي باشند. در سال 1957 اسميت روشي را به نام پيش بيني كنندة اسميت براي كاهش زمان تأخير ارائه نمود . در سال 1966 فرل براي اولين بار ناپايداري يك سيستم دورعمليات با حضور زمان تاخير را نشان داد. در سال 1981 ورتوت نشان داد كه پايداري چنين سيستمهايي با وجود زمان تأخير در صورتي كه پهناي باند سيستم به مقدار قابل توجهي كاهش پيدا كند طراحي كنترلر دوطرفه جهت حداقل ساز ي H∞ امكان پذير مي باشد. در سال 1992 سالكودين با استفاده از تئوري خطاي رديابي و حداكث رسازي ترانسپارنسي استفاده نمود. در سال 1997 ناي مير و اسلاتين روش متغيرهاي موج را در ، ارسال سيگنال در سيستمهاي دورعمليات بكار برده و از تئوري انفعالي براي پايداري سيستم بهره برد . در سال 2003 هانگ و لوئيس جهت جبران تأخيرهاي طولاني ناشي از كانال انتقال از روش كنترل پيشگو برمبناي شبك ه هاي عصبي استفاده نموده اند. در سال 2005 ، كامراني و مومني رفتار يك كنترلر تطبيقي چندتايي را با استفاده از روش پيشگويي را براي LQG موج چند متغيره براي تأخيرهاي زماني اتفاقي را بررسي نمودند. در سال 2006 سيروس پور يك كنترلر كنترل سيستمهاي دورعمليات تأخير ثابت ارايه نمود. فصل اول يك آشنايي مختصري از تعاريف و ساختار سيستمهاي دورعمليات مي پردازد. فصل دوم به كاربردهاي سيستم دورعمليات پرداخته و فصل سوم هم به پارامترهاي كيفيت سرويس كه يك عامل اساسي در عملكرد سيستم دورعمليات محسوب مي شود مي پردازد. در فصل چهارم ، تئوريها و مفاهيم اوليه سيستم دورعمليات بحث و بررسي شده است. فصل پنجم ، به انواع روشهاي كنترلي ارائه شده در مقالات كه براي بهبود كارآيي ، ترانسپارنسي و همچنين پايداري سيستم دورعمليات و ساختارهاي جديدي را ارائه شده مي پردازد . در فصل ششم، نتيجه گيري و پيشنهادات ارايه شده است. با پيشرفتهاي روزافزون رباتها در صنعت و لزوم استفاده از آنها در محيط هاي با شرايط خاص كه امكان حضور 1« سيستم دورعمليات » انسان در آنها ممكن نيست بحث كنترل رباتها و استفاده مناسب آنها در فواصل دور تحت عنوان بعنوان يكي از دانشهاي روزمره ، مورد مطالعه و بررسي محققين قرار گرفته است. در اين سيستمها اپراتور انساني ميتواند در يك مكان مناسب مانند اتاق فرمان ، كنترل يك ربات را كه در يك محيط خاص قرار گرفته را برعهده گرفته و نمونه اي از يك سيستم دورعمليات را نشان ميدهد. - وظايف خاصي را به انجام برساند. بيش از دو دهه است كه كاربردهايي از تكنولوژي دورعمليات بطور پيوسته در اكتشافات فضايي ، پزشكي ، محيط هاي زير آب ، معادن ، حمل مواد هسته اي ، جابجايي مواد سمي ، صنايع ، سرگرمي و تفريحات و ... پيشرفت قابل توجهي داشته است. سيستم هاي تله رباتيك 2 ، قادر است تا انساني هوشمند ، بازوهاي مكانيكي ماهر و با دقت بالا و همچنين با قابليت تكرارپذيري زياد و توان غيرقابل دست يافتني در محيط هاي ريموت را تحويل دهد. و...