در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – کنترل

عنوان:

کنترل بهینه فیدبک حالت نوعی از آونگ وارون بر پایه الگوریتم پرندگان و مقایسه آن با روش های بهینه سازی دیگر

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
چکیده:
در این پایان نامه، با در نظر گرفتن چند معیار مهم در طراحی کنترل کننده ها، از قبیل محل قرارگیری قطب های حلقه بسته و سرعت پاسخ دهی و بیشینه نیروی کنترلی و ادغام آن ها در قالب یک تابع هدف، مسأله یافتن ماتریس های وزنی برای کنترل کننده LQR، به صورت یک مسأله بهینه سازی فرمول بندی شده می باشد. سپس با بهره گیری از الگوریتم ژنتیک و بهینه سازی ازدحام ذرات یا PSO، الگوریتم تکامل تفاضلی، الگوریتم رقابت استعماری مقادیر بهینه ماتریس های وزنی محاسبه شده اند. روش مذکور بر روی سیستم پاندول معکوس دورانی اعمال شده می باشد. نتایج شبیه سازی برتری چشم گیر روش بهینه سازی ازدحام ذرات را بر سایر الگوریتم های بهینه سازی اظهار می دارد.
مقدمه:
کنترل بهینه شامل مجموعه ای از روش ها و ابزارهای ریاضی می باشد که برای طراحی کنترل کننده های سیستم های دینامیکی مورد بهره گیری قرار می گیرند و در این روش ها، معیاری برای بهینگی در نظر گرفته می گردد، و در طراحی کنترل کننده مورد نظر، این معیار بهینه می گردد. غالبا معیار بهینگی در ارتباط با عواملی همچون عملکرد، اندازه مصرف انرژی کنترلی، زمان پاسخگویی، و چگونگی حالت نهایی تعریف می گردد. به عنوان مثال، طراحی کنترل کننده ای که بتواند در کمترین زمان ممکن حالت یک سیستم دینامیکی را به یک حالت مطلوب برساند، مسأله ای می باشد که می تواند در قالب یک مسأله کنترل بهینه تعریف گردد.
تنظیم کننده درجه دوخطی یا LQR، رویکردی می باشد که در طراحی کنترل کننده خطی برای سیستم های خطی، به وفور مورد بهره گیری قرار می گیرد. کنترل کننده LQR دارای قوام مناسبی می باشد و دارای حداقل حد بهره 6- دسیبل، حداکثر حد بهره نامحدود، و حد فاز 60 درجه می باشد. گزینه های تنظیمی مربوط به کنترل کننده LQR شامل ماتریس های وزنی موجود در تعریف معیار بهینگی می باشد که تعیین این ماتریس ها بسته به سلیقه طراح می باشد. مقادیر این ماتریس ها به گونه مستقیم بر روی کنترل کننده بهینه به دست آمده در روش LQR تاثیر دارند. بر روی چگونگی تاثیر مقادیر ماتریس های وزنی بر کیفیت کنترل کننده LQR به دست آمده، بحث های فراوانی انجام شده می باشد که غالبا با نام اختصاصی ساختار ویژه در حوزه کنترل بهینه مطرح شده می باشد.
در کنار الگوریتم ها و روش های کلاسیک که برای حل مسأله وزن دهی بهینه و تعیین ساختار ویژه کنترل کننده LQR ارائه شده اند، الگوریتم های بهینه سازی هوشمند و روش های محاسبات نرم نیز به مرور در حل این مسأله، مورد بهره گیری قرار گرفته اند. به عنوان مثال، الگوریتم ژنتیک، ترکیب الگوریتم ژنتیک و شبیه سازی تبرید، و الگوریتم مورچه ها برای حل مسأله تخصیص ساختار ویژه مورد بهره گیری قرار گرفته اند.
فصل اول
کلیات
1-1- هدف و اهمیت مسأله
در طراحی بسیاری از سیستم ها و حل بسیاری از مسایل نیاز داریم که از بین مجموعه وسیعی از جواب های ممکن یک جواب را به عنوان پاسخ بهینه انتخاب نماییم. اما به علت وسعت زیاد مجموعه جواب ها عملاً نمی توان تمام پاسخ ها را آزمود و بایستی این آزمایش را به صورت تصادفی انجام داد. از طرف دیگر این طریقه تصادفی بایستی به گونه ای انجام گردد که به سمت بهترین جواب همگرا گردد. تئوری کنترل بهینه کوادرتیک خطی به این علت که به راحتی قابل پیاده سازی در مسائل مهندسی می باشد و مبنای سایر تئوری های کنترلی می باشد، دارای اهمیت ویژه می باشد. با این تفاصیل در مورد خاصی که تابع هزینه یک تابع کوادرتیک خطی می باشد، پاسخ بهینه به پاسخ رگولاتور کوادرتیک خطی همگرا می گردد. روش LQR به گونه گسترده در زمینه های مانند کنترل موتورهای القایی، کنترل میلنگ خودرو و غیره کاربرد دارد. سیستم مورد مطالعه در این پروژه، نوعی از آونگ وارون می باشد.
آونگ وارون به گونه وسیع به عنوان یک برنامه کنترلی جهت ارزیابی تئوری های کنترل مورد بهره گیری قرار می گیرد و یکی از سیستم های کلاسیک در دینامیک و کنترل می باشد که به واسطه خواصی از قبیل غیرخطی بودن و ناپایداری ذاتی به عنوان یکی از مشکل ترین مسایل در مهندسی کنترل شناخته شده و به صورت وسیعی به عنوان یک محک برای تست الگوریتم های کنترل متفاوت مانند کنترل کننده های کلاسیک PID، شبکه های عصبی، کنترل کننده های فازی و… به کار می رود. از این سیستم شکل های مختلفی هست که از بین آنها می توان به ارابه، آونگ و آونگ های چرخشی افقط و عمودی تصریح نمود. هریک از اشکال مختلف آونگ وارون می تواند به صورت آونگ تکی و یا چندگانه وجود داشته باشد. این سیستم به عنوان یکی از سیستم های پایه آزمایشگاه های کنترل شناخته می گردد.
در این پروژه به طراحی کنترلر LQR برای سیستم مورد نظر می پردازیم و با بهره گیری از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات ماتریس های وزنی مناسب به مقصود طراحی کنترلر LQR مطلوب انتخاب می نماییم. و آن را با دیگر روش های بهینه سازی معمول مقایسه می نماییم. مسئله اساسی اینست که بهترین ماتریس های وزنی را چنان تعیین کنیم که وضعیت مطلوب سیستم کنترلی را در کمترین زمان ممکن برآورده سازند. در این پروژه بهره گیری از روش الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات برای تعیین ماتریس های وزنی پیشنهاد می گردد و نشان خواهیم داد که نتایج به دست آمده نیازهای سیستم کنترلی و مشخصات مطلوب سیستم را برآورده می سازند و برتری های روش مذکور را بر الگوریتم های بهینه سازی دیگر مطالعه خواهیم نمود.
تعداد صفحه : 125
قیمت : 14700 تومان

 

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   سمینار کارشناسی ارشد رشته برق مخابرات: افزایش ظرفیت در سیستم های MIMO

***

دسته‌ها: مهندسی برق

دیدگاهتان را بنویسید