دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

“M.Sc”

مهندسی برق-کنترل

عنوان :

مطالعه روشهای کنترل سیستمهای کنترل غیر خطی چند متغیره

استاد راهنما :

دکترمحمدرضاجاهدمطلق

 
برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

فهرست مطالب  
عنوان شماره صفحه
   
چکیده ۱
مقدمه ۲
فصل اول :آشنائی با سیستمهای کنترل غیر خطی چند متغیره  
۱-۱مقدمه ۴
۱-۲روشهای تحلیل سیستمهای کنترل غیر خطی ۴
۱-۲-۱-تحلیل صفحه فازی ۴
۱-۲-۲-نظریه لیاپانوف ۴
۱-۲-۳-توابع توصیف کننده ۴
۱-۳-روشهای طراحی سیستمهای کنترل غیر خطی ۵
۱-۳-۱-روش آزمون و خطا ۶
۱-۳-۲-روش خطی سازی فیدبک ۶
۱-۳-۳-روش کنترل مقاوم ۶
۱-۳-۴-روش کنترل تطبیقی ۶
۱-۳-۴-روش زمانبندی بهره ۷
۱-۴تحلیل و طراحی سیستمهای چند متغیره ۷
۱-۴-۱-روشهای فضای حالت ۷
۱-۴-۲- روشهای پاسخ فرکانسی و مکان ریشه ۸
۱-۴-۳-روشهای جایابی قطب ۸
۱-۴-۴-کنترل کننده های PID چند متغیره ۸
۱-۴-۵-سایر روشهای طراحی سیستمهای کنترل چند متغیره ۹
فصل دوم :انواع روشهای کنترل سیستمهای غیر خطی چند متغیره  
۲-۱-کنترل پیش بین مدل ۱۱
۲-۱-۱-ویژگیهای مهم ومختلف ۱۱
۲-۱-۲-معایب این روش ۱۱
۲-۱-۲-مراحل طراحی ۲۱
۲-۱-۳-انواع روشهای کنترل پیش بین ۲۱
۲-۱-۳-۱-LMPC (کنترل پیش بین خطی) ۲۱
۲-۱-۳-۲NMPC (کنترل پیش بین غیر خطی) ۲۱

 

عنوان شماره صفحه
     
     
۲-۱-۳-۳-مدلهای فضای حالت   ۳۱
۲-۱-۴- تابع هزینه   ۴۱
۲-۱-۵-الگوریتمهای کنترل پیش بین غیر خطی   ۴۱
۲-۱-۶-مسأله مدلسازی   ۵۱
۲-۱-۷مدلهای غیر خطی   ۶۱
۲-۱-۸-مثال عملی در کنترل پیش بین در فر آیند های صنعتی   ۷۱
۲-۲کنترل پیش بین تعمیم یافته   ۰۲
۲-۳-کنترل سیستمهای دینامیکی غیر خطی با بهره گیری از شبکه های عصبی .. ۱۲
۲-۳-۱مزایای بهره گیری از شبکه های عصبی   ۱۲
۲-۳-۲-شبکه های عصبی پیش سو   ۲۲
۲-۳-۳-شبکه های عصبی پرسپترون چندلایه   ۳۲
۲-۳-۴-آموزش یک شبکه عصبی   ۳۲
۲-۳-۵-کاربردهای شبکه های عصبی   ۴۲
۲-۴تلفیق کنترل پیش بین و مدلهای عصبی   ۵۲
۲-۵کنترل تطبیقی   ۶۲
۲-۵-۱مفاهیم اسا سی در کنترل تطبیقی   ۶۲
۲-۵-۲-موردها کاربرد کنترل تطبیقی   ۷۲
۲-۵-۳-کنترل تطبیقی مدل مرجع((MRAC   ۹۲
۲-۵-۴-کنترل کننده های خود-تنظیم((STC   ۰۳
۲-۵-۵-چگونه کنترل کننده های تطبیقی طراحی کنیم؟   ۱۳
۲-۵-۶-کنترل تطبیقی سیستمهای غیر خطی   ۲۳
۲-۵-۷-مقاوم بودن سیستمهای کنترل تطبیقی   ۲۳
۲-۵-۸-کنترل سیستمهای فیزیکی چند-ورودی   ۳۳
۲-۶-کنترل فازی   ۴۳
۲-۶-۱طراحی کنترل کننده های فازی   ۶۳
۲-۶-۲-مراحل طراحی   ۷۳
۲-۶-۳-کنترل فازی سیستمهای چند متغیره   ۸۳
۲-۷-کنترل مقاوم   ۹۳
۳ مثالی از کنترل کننده های چند ورودی چند خروجی    
٣-١روباتیک به عنوان نمونه اولیه   ۴٣

 

عنوان شماره صفحه
   
   
جمع بندی و نتیجه گیری ۷۴
منابع و مآخذ  
فهرست منابع فارسی ۰۵
فهرست منابع لاتین ۱۵

 
فهرست اشکال
 

عنوان شماره صفحه
   
   
شکل۲-۱عملکرد ردیابی تحت کنترل GPCغیر خطی ۰۲
شکل۲-۲-ساختار کنترل کننده پیش بین عصبی ۵۲
شکل۲-۳-مدل NARMAX عصبی ۵۲
شکل ۲-۴-ساختار شبکه عصبی تأخیرزمان ۵۲
شکل۲-۵-یک سیستم کنترل تطبیقی مدل مرجع ۹۲
شکل ۲-۶-یک کنترل کننده خود تنظیم ۰۳
شکل۲-۷-پاندول معکوس ۸۳
شکل ۳-۱-خطاهای ردیابی وگشتاورهای کنترل تحت کنترل تطبیقی ۴۴
شکل ۳-۲-تخمین پارامترها تحت کنترل تطبیقی ۵۴
شکل ۳-۳-خطاهای ردیابی وگشتاوری کنترل تحت کنترل P.D. ۶۴

 
فهرست جداول
 

عنوان شماره صفحه
   
جدول ۲-۱:پایداری GPC غیرخطی بهینه ۷۱
جدول۲-۲:درجه آزادی نسبی ۷۱

 
چکیده
 
امروزه لزوم کنترل بهینه سیستمهای غیر خطی چند متغیره به مقصود رسیدن به پایداری و پاسخ مطلوب بیـشتر احساس می گردد . در این بین روشهای متنوعی جهت کنتـرل ایـن گونـه سیـستمها وجـود دارد ، از جملـه کنتـرل هوشمند و کنترل کلاسیک که هر یک دارای مزایا و معایب جداگانه ای هستند .
 
روشهای هوشمند از شبکه های عصبی و منطق فازی بهره می جویند که قابلیت مانور آنها به دلیل نرم افـزاری بودن بیشتر می باشد .در حالیکه در روشهای کنترل کلاسیک به دلیل تئوریهـای بـسیار قـوی موجـود و الگوریتمهـای مبتنی بر این تئوریها ، از نظر بعضی محققین از قابلیت اعتماد بیشتر بر خوردار ند و در نتیجه عده زیادی از آنهـا در این زمینه کار کرده اند . مانند کنترل بهینه پیش بین ، کنترل مقاوم ، کنترل فـازی ، کنتـرل فیـد بـک غیـر خطـی ، کنترل عصبی ، کنترل تطبیقی ، کنترل فازی پیش بین و کنترل پیش بین عصبی و کنترل تطبیقی فازی و…
 
در این سمینار آغاز روشهای تحلیل و طراحی سیستمهای کنترل غیر خطی مطالعه می گردد . سـپس روشـهای تحلیل و طراحی سیستمهای چند متغیره به گونه جدا گانه اظهار می گردد و در ادامه انواع روشهای کنترل سیـستمهای غیر خطی چنـد متغیـره مـورد بحـث و بررسـی قـرار مـی گیـرد . در بخـش ابتـدا کنتـرل پـیش بـین مـدل ، سـپس الگوریتمهای کنترل پیش بین غیر خطی معرفی می گردد . در ادامه کنترل پیش بین تعمیم یافته ، کنترل سیـستمهای غیر خطی با بهره گیری از شبکه های عصبی و کابرد آنها ، تلفیق کنترل پیش بین و عـصبی ، کنتـرل تطبیقـی و نحـوه طراحی کنترلر تطبیقی ، کنترل فازی و چگونگی طراحی کنترل کننده های فازی ، و در ادامه کنتـرل مقـاوم ، بررسـی خواهند گردید . در پایان مثالی از روباتیک به عنوان نمونه آورده خواهد گردید . مزایا و معایب هر کدام از این روشها و مقایسه آنها با یکدیگر در پایان ذکر خواهد گردید .
 
مقدمه
 
امروزه با در نظر داشتن گسترش روز افزون و پیشرفت تکنولوﮊی در زمینه پیاده سازی محاسبات حجیم و پیچیده,امکان بهره گیری از الگوریتمهای غیر خطی مربوط به سیستمهای چندورودی/چند خروجی ایجاد شده می باشد.این امر باعث شده می باشد که در سالهای اخیر محققین بسیاری در این زمینه تحقیقات زیادی انجام داده و الگوریتمهای مناسب تری ارائه دهند.پس لزوم کنترل بهینه این سیستمها بطوریکه به پایداری و پاسخ مطلوب دست یابیم ,بیشتر احساس می گردد.در این بین روشهای متنوعی جهت کنترل این گونه سیستمها
,مانند کنترل هوشمند و کلاسیک هست که هر یک دارای مزایا و معایب جداگانه ای هستند.روشهای هوشمند,از شبکه های عصبی و منطق فازی و……..بهره می جویند که قابلیت مانور آنها به دلیل نرم افزاری بودن بیشتر می باشد.
 
در حالیکه در روشهای کنترل کلاسیک به دلیل تئوریهای بسیار قوی موجود,و الگوریتهای مبتنی بر این تئوریها ,از نظر بعضی از محققین,از قابلیت اعتماد بالاتری برخوردارند ودر نتیجه عده زیادی از آنها در این زمینه کار کرده اند.مانند:کنترل بهینه پیش بین,کنترل مقاوم,کنترل فیدبک غیر خطی,کنترل تطبیقی ,کنترل . CNF 1
 
البته گروهی از محققین ,تلفیقی از روشهای هوشمند و کلاسیک را بهره گیری کرده اند که به عنوان نمونه از
 
:کنترل IMC2 سیستمهای غیر خطی چند متغیره]۹,[کنترل فیدبک غیر خطی]۰۱,[کنترل پیش بین فازی
 
]۱۱,[کنترل پیش بین عصبی]۲۱,[کنترل فازی مقاوم سیستمهای غیر خطی]۳۱[می توان نام برد.در این سمینار ما برآنیم ضمن مطالعه روشهای مختلف و به دست آوردن یک دسته بندی مناسب از این روشها , آنها را از لحاظ معیارهای مختلف مانند پایداری ,مقاوم بودن,عملکرد بهتر,کاربردی بودن,و………….مقایسه کنیم و مزایا و معایب هر یک را در حد امکان مشخص کنیم.
 
فصل اول:
 
آشنایی با سیستمهای کنترل غیر خطی چند
 
متغیره
 
۱۱-مقدمه
 
در این بخش آغاز ابزارهای موجود برای تحلیل سیستمهای کنترل غیرخطی معرفی می گردد و سپس به بحث درمورد بعضی از نکات کلی می پردازیم که به طراحی سیستم کنترل غیر خطی مربوط می گردد.مطالعه روشهای تحلیل غیر خطی به چند دلیل مهم می باشد]۱:[۱-ارزانترین راه درک مشخصات یک سیستم, تحلیل نظری می باشد.۲-گرچه شبیه سازی در کنترل غیر خطی بسیار مهم می باشد,اما بایستی از لحاظ نظری جهت گرفته باشد.شبیه سازی چشم بسته سیستمهای غیر خطی ممکن می باشد نتایج گمراه کننده و محدود داشته باشد.۳-
 
طراحی کنترل کننده های غیر خطی همیشه مبتنی بر روشهای تحلیل می باشد. زیرا کسب مهارت در روشهای طراحی بدون مطالعه اولیه ابزار تحلیل غیر ممکن می باشد ونیزتحلیل, امکان ارزیابی را برای بعد از انجام, فراهم و در صورت نبود عملکرد مطلوب راههایی برای اصلاح طراحیهای کنترل فراهم می کند.
 
تاکنون هیچ روشی کلی برای تحلیل تمام سیستمهای کنترل غیر خطی ارائه نشده می باشد.درکنترل خطی می توان یک سیستم را درحوزه زمان یا فرکانس تحلیل نمود ,امادر سیستمهای غیر خطی,هیچ یک از رهیافتهای استاندارد را نمی توان به کار گرفت.زیرا حل مستقیم معادلات دیفرانسیل غیر خطی در حالت کلی ممکن نیست و تبدیلهای حوزه فرکانس قابل اعمال نیستند.
۱۲-روشهای تحلیل سیستمهای کنترل غیر خطی:
 
۱۲۱-تحلیل صفحه فازی]۱[
 
یک روش ترسیمی در مطالعه سیستمهای کنترل غیر خطی مرتبه دوم می باشد و ایده اصلی آن حل معادله دیفرانسیل به گونه ترسیمی به جای جستجوی یک راه حل تحلیلی می باشد.عیب اساسی این روش این می باشد که تنها در سیستمهایی قابل به کار گیری می باشد که بتوان آنها را به خوبی با دینامیک مرتبه دوم تقریب نمود.
۱۲۲-نظریه لیاپانوف
 
این نظریه شامل ۲ روش مستقیم و غیر مستقیم می باشد.در روش مستقیم برای تحلیل پایداری یک سیستم غیر خطی ,ایده ایجاد یک تابع شبه انرﮊی اسکالر(تابع لیاپانوف)می باشد و اینکه آیا کاهش می یابد؟توانایی این روش در عمومی بودن آن و اینکه در تمام سیستمهای کنترل قابل بهره گیری می باشد(متغیر با زمان,نامتغیر با زمان,ابعاد محدود یا غیر محدود) و در عوض محدودیت این روش دراین می باشد که یافتن یک تابع لیاپانوف در یک سیستم مفروض کار مشکلی می باشد.
(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)
تعداد صفحه : 71
قیمت : چهارده هزار تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد مهندسی برق: بررسی مولدهای سرعت بالای شارمحوری

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

دسته‌ها: مهندسی برق