بررسی كنترل فازی تطبیقی

توضیحات

بررسی كنترل فازی تطبیقیفرمت فایل:PDF تعداد صفحه:147 فهرست مطالب : چكيده: ................................................................................... 1 مقدمه: ......................................................................... 2 فصل اول: تئوري فازي ............................................................. 4 -1-1 مقدمه .................................................................... 5 -2-1 سيستم هاي فازي ............................................... 6 1-2-1 - فازي سازها ........................................ ١٥ 2-2-1 - پايگاه قواعد فازي ........................................................ ١٨ 3-2-1 -موتور استنتاج فازي .................................................... ٢٠ -4-2-1 غيرفازي ساز ..................................................... ٢٤ -3-1 بررسي پايداري ................................................ 26 1-3-1 - بررسي پايداري در حوزه زمان: ................................................. ٢٩ 2-3-1 -بررسي پايداري در حوزه فركانس ................................................. ٣١ -4-1 بررسي انواع كنترل كننده هاي فازي ....................................................... 32 ٣٢ ......................................... Hybrid Fuzzy Controller -1-4-1 روش -2-4-1 كنترل كننده فازي تطبيقي ...................................................... ٣٣ -3-4-1 روش كنترل كننده فازي مدلغزشي: .................................................... ٣٤ 4-4-1 -روش كنترل كننده فازي مدل پيرو: ................................................. ٣٥ -5-4-1 روش كنترل فازي سلسله مراتبي: ......................................................... ٣٦ فصل دوم: روش كنترل تطبيقي ................................................................ 37 -1-2 مقدمه ........................................................... 38 2-2 - تاريخچه ............................................................................... 41 -3-2 سيستم هاي تطبيقي ............................................................ 43 1-3-2 -تعاريف توصيفي .............................................................. ٤٤ 4-2 – شرايط استفاده از كنترل تطبيقي .................................................. 45 5 - ساختار كنترل كننده هاي تطبيقي ......................................................... 46 -2 -1-5-2 مراحل طراحي يك سيستم كنترلي ........................................................ ٤٦ 6-2 ‐ انواع كنترل تطبيقي : ............................................................................. 50 1-6-2 -كنترل تطبيقي غير مستقيم ........................................... ٥٠ -2-6-2 كنترل تطبيقي مستقيم ........................................................... ٥٢ 7-2 - تخمين گرهاي پارامتر روي -خط .............................................................. 54 8-2 - ساختارهاي كنترل تطبيقي ....................................................... 56 1-8-2 - جدول بندي بهره ............................................................... ٥٧ 2-8-2 - كنترل كننده هاي تطبيقي مدل مرجع ................................................ ٥٨ 3-8-2 -رگولاتورهاي خود تنظيم .................................................. ٦٠ 9-2 ‐ مراحل ساختن يك كنترل كننده تطبيقي: ............................................... 62 1- ‐يك مشكل كنترل تطبيقي ويك مزيت آن .................................................. ٦٢ 9-2 10-2 -كاربردهاي كنترل تطبيقي در كنترل كننده هاي صنعتي ................................ 63 -1- معرفي محصولات تجاري در زمينه كنترل تطبيقي عمومي .................... ٦٥ 10-2 فصل سوم: كنترلرهاي فازي تطبيقي ................................................ 72 -1-3 مقدمه ................................................................................... 73 -2-3 دلايل نظري استفاده از كنترل فازي ................................... 74 -3-3 دلايل عملي استفاده از كنترل فازي ..................................................... 75 -4-3 كنترل فازي تطبيقي گسسته در زمان براي سيستمهاي غيرخطي پيوسته در زمان: ......79 -5-3 چند اشكال كنترلرهاي تطبيقي كلاسيك: .................................................. 81 -6-3 بررسي روش هاي مختلف فازي تطبيقي ............................... 83 ٨٤ ................................................................ FMRLC 1-6-3 -روش ٨٦ ............................................... :FMRLC 1- - مراحل طراحي و پياده سازي 1-6-3 ٨٦ ....................................................... : FMRLC 2- -مزاياي استفاده از روش 1-6-3 ٨٧ ............................ : FMRLC 3- -معايب استفاده از روش 1-6-3 2-6-3 - كنترلرهاي تطبيقي مستقيم و غيرمستقيم: ......................... ٨٨ ٩٠ ............................................... : Fuzzy Gain-Scheduling(FGS) -3-6-3 روش ٩٤ ...................................................... :(Model Free Adaptive)MFA -4-6-3 روش -1-4-6-3 ويژگي هاي سيستمهاي غير خطي: ................................................ ٩٤ -2-4-6-3 دلايل مشكل بودن كنترل غيرخطي: ..................................................... ٩٥ 7-3 - برخي كاربردهاي كنترل فازي تطبيقي: ....................................................... 97 1- - استفاده در ترمزهاي ضد قفل: .............................................. ٩٧ 7-3 2- - كنترل دما: ............................................................... ٩٨ 7-3 3- - كنترل سيستمهاي انتقال قدرت ..................................... ١٠٠ 7-3 ١٠٠ ........................................................ : AC و DC -4- كنترل موتورهاي 7-3 فصل چهارم: روش كنترل لغزشي ...................................... 102 -1-4 نامعيني: ........................................................... 103 -2-4 معرفي كنترل كننده مود لغزشي: ............................... 106 3- - سطحهاي لغزشي: ................................................... 108 4 -4- طراحي كنترلكننده مود لغزشي : ..................................................... 112 4 -5- تقريب پيوسته از قانون كنترلي : .................................................... 115 4 -6-4 كنترل فازي مود لغزشي: ....................................................... 117 7- - كنترل فازي مود لغزشي با استفاده از روش تاكاگي - ساجينو: ..................... 119 4 فصل پنجم: نتيجه گيري و پيشنهادات .................................................. 122 نتيجه گيري: ................................................................................. 123 پيشنهادات: ....................................................................... 123 فهرست منابع فارسي: .............................................................. 125 فهرست منابع لاتين: ......................................................... 126 چكيده لاتين: ........................................................................ 135 چکیده : در اين سمينار، ابتدا به بررسي اصول اوليه تئوري فازي و اجزا سازنده يك سيستم فازي پرداخته و اصول اوليه طراحي كنترلرهاي فازي را مورد بررسي قرار داد هايم و نحوه تركيب آن با روشهاي ديگر كنترلي را تشريح نموده ايم. در ادامه انواع رو شهاي كنترل تطبيقي را مورد بررسي قرار داده و اصول اوليه طراحي كنترلرهاي تطبيقي را مورد بررسي قرار داديم. ساختارهاي مختلف كنترلرهاي تطبيقي را تشريح نموده و انواع كاربرد آ نها را در صنعت بيان نموده ايم و به بررسي انواع روشهاي تركيب اصول تئوري فازي و كنترلرهاي تطبيقي پرداخته و انواع كنترلرهاي فازي تطبيقي و همچنين تطبيقي فازي را مورد بررسي قرار داديم. در ادامه به بررسي عوامل نامعيني در سيستم ها پرداخته و انواع روش هاي كنترل مود لغزشي را معرفي كرده و روند طراحي اين نوع كنترلرها را تشريح نموده و نهايتاً نحوه تركيب آن با كنترلرهاي فازي را بيان كرديم. همانگونه كه مي دانيم، سيستم هاي فيزيكي پيچيده را يا اصلاً نمي توان مدل نمود و يا مدل سازي نادقيقي از سيستم خواهيم داشت و به عبارتي با مدل هاي رياضي نادقيق مواجه خواهيم بود چرا كه مجبور به بسياري ساده سازي ها و ايده آل سازي ها خواهيم بود. اين ساده سازي ها ما را منتهي مي كند به اينكه يك مقدار عدم دقت، ابهام و نايقيني را در فاز مدلسازي رياضي بپذيريم و اين ها را نمي توان از دنياي مدل سازي سيست مهاي فيزيكي حذف نمود، همانگونه كه اصطكاك و خاصيت غيرخطي بودن را نم يتوان حذف نمود. در اين گونه مواقع تكنيك هاي آناليز و كنترل مبتني بر مدل، چه ساده مثل كنترل كننده هاي كلاسيك و چه پيچيده مثل كنترل كننده هاي غيرخطي، جهت كنترل موثر اين سيستم ها كارايي ندارند. جهت غلبه بر اين مشكل مجبور به استفاده از روش هاي غيركلاسيك مانند كنترلرهاي فازي هستيم. بدين منظور در اين سمينار به بررسي كامل كنترلرهاي فازي و همچنين نحوه تركيب آ نها با روشهاي كنترل تطبيقي خواهيم پرداخت. مطالب ارائه شده در اين سمينار به شرح زير مي باشند: در فصل اول، به بررسي تئوري فازي پرداخته و اجزاي سازنده يك سيستم فازي را مورد بررسي قرار مي دهيم. اصول اوليه طراحي كنترلرهاي فازي را مورد بررسي قرار داده و نحوه تركيب آن با روش هاي ديگر كنترلي را تشريح خواهيم كرد و نهايتاً پايداري آن را مورد بررسي قرار مي دهيم. در فصل دوم به بررسي انواع روش هاي تطبيقي خواهيم پرداخت و اصول اوليه طراحي كنترلرهاي تطبيقي را مورد بررسي قرار مي دهيم. ساختارهاي مختلف كنترلرهاي تطبيقي را تشريح نموده و انواع كاربرد آن ها را در صنعت بيان خواهيم كرد. در فصل سوم به تشريح انواع روش هاي تركيب تئوري فازي با اصول كنترلرهاي تطبيقي پرداخته و روند طراحي كنترلرهاي تطبيقي فازي و همچنين فازي تطبيقي را به تفصيل مورد بررسي قرار مي دهيم و نمونه هايي از كاربرد اين رو شها را در صنعت بيان خواهيم نمود. نهايتاً در فصل چهارم به بررسي كنترلرهاي مود لغزشي پرداخته و سطوح لغزشي را مورد بررسي قرار داده و نحوه تركيب آن با كنترلرهاي فازي را مورد بررسي قرار مي دهيم. فصل اول: تئوری فازی 1-1- مقدمه واژه فازی در فرهنگ لغت آكسفورد به معناي “مبهم، گنگ، نادقيق، گيج، مغشوش، درهم و نامشخص” تعريف شده است. تئوري فازي به وسيله پروفسور لطفي زاده در سال 1965 در مقاله اي به نام “مجموعه هاي فازي” معرفي گرديد. قبل از كار بر روي تئوري فازي، لطفي زاده يك شخص برجسته در تئوري كنترل بود. او مفهوم “حالت” كه اساس تئوري كنترل مدرن را شكل مي دهد، توسعه داد. در اوائل دهه 60 او فكر كرد كه تئوري كنترل كلاسيك بيش از حد بر روي دقت تاكيد داشته و از اين رو با سيستم هاي پيچيده نمي تواند كار كند. در سال 1962 چيزي را بدين مضمون براي سيستم هاي بيولوژيك نوشت: “ما اساساً به نوع جديدي رياضيات نيازمنديم، رياضيات مقادير مبهم يا فازي كه توسط توزيع هاي احتمالات قابل توصيف نيستند.” پس از آن وي ايده اش را در مقاله “مجموعه هاي فازي” تجسم بخشيد. منطق فازي معتقد است كه ابهام در ماهيت علم است. برخلاف ديگران كه معتقدند كه بايد تقريب ها را دقيق تر كرد تا بهره وري افزايش يابد. لطفي زاده معتقد است كه بايد به دنبال ساختن مدل هايي بود كه ابهام را به عنوان بخشي از سيستم مدل كند. منطق فازي يك سيستم منطقي بي نهايت مقداره است با هدف فراهم آوردن مدلي براي استدلالات و استنتاجات انساني كه بيشتر داراي طبيعتي تقريبي اند تا دقيق و به عبارتي شاخه اي از رياضيات است كه به كامپيوترهاي متداول اين امكان را مي دهد تا بتوان انواع مختلف ابهامات و عدم قطعيت هايي كه در زندگي روزمره با آن مواجهيم را شبيه سازي كند. همانگونه كه مي دانيم هر چيزي در دنياي واقعي را نمي توان در طبقات بسيار جدا از هم، آن گونه كه تئوري مجموعه هاي كلاسيك قرار مي دهد، تقسيم نمود، به همين دليل در دنياي فازي مرزهاي اختصاص يافته به اعداد، گسترده تر گرديده اند، به گونه اي كه مثلاً عدد 0/5 را می توان تا حدي عدد صفر محسوب كرد (در حالي كه در دنياي كلاسيك فقط عدد صفر مي تواند معرف صفر بودن باشد) و اين كمك مي كند كه بتوانيم بهتر خطاي اندازه گيري (عدم قطعيت حاصل از اندازه گيري) را مدل كنيم و سيستم تصميم گير مثل كنترل كننده، بتواند هموارتر رفتار نمايد و به خطاي مشاهده كمتر حساس شود. لازم به ذكر است كه اين تئوري، داراي روش هاي محاسباتي خاص خود مي باشد كه تا حدي با محاسبات معمول دنياي كلاسيك متفاوت بوده كه در متن حاضر به اختصار مورد بررسي قرار خواهد گرفت. و...