بررسی روش های کنترل سیستم های کنترل غیر خطی چند متغیره

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 سیستم های دینامیکی غیر خطی با بهره گرفتن از شبکه های عصبی		۱۲
۲-۳-۱مزایای استفاده 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-موارد 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 سیستم های غیر خطی		۲۳
۲-۵-۷-مقاوم بودن سیستم های کنترل تطبیقی		۲۳
۲-۵-۸-کنترل سیستم های 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 سیستم های 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 سیستم های غیر خطی چند متغیره به منظور رسیدن به پایداری و پاسخ مطلوب بیـشتر احساس می شود . در این میان روش های 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 .
روش های هوشمند از شبکه های عصبی و منطق فازی بهره می جویند که قابلیت مانور آنها به دلیل نرم افـزاری بودن بیشتر است .در حالیکه در روش های 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 ابتدا روش های تحلیل و طراحی سیستم های کنترل غیر خطی بررسی می شود . سـپس روشـهای تحلیل و طراحی سیستم های چند متغیره به طور جدا گانه بیان می شود و در ادامه انواع روش های 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 شود . در ادامه کنترل پیش بین تعمیم یافته ، کنترل سیـستمهای غیر خطی با بهره گرفتن از شبکه های عصبی و کابرد آنها ، تلفیق کنترل پیش بین و عـصبی ، کنتـرل تطبیقـی و نحـوه طراحی کنترلر تطبیقی ، کنترل فازی و نحوه طراحی کنترل کننده های فازی ، و در ادامه کنتـرل مقـاوم ، بررسـی خواهند شد . در پایان مثالی از روباتیک به عنوان نمونه آورده خواهد شد . مزایا و معایب هر کدام از این روشها و مقایسه آنها با یکدیگر در پایان ذکر خواهد شد .
مقدمه
امروزه با توجه به گسترش روز افزون و پیشرفت تکنولوﮊی در زمینه پیاده سازی محاسبات حجیم و پیچیده,امکان استفاده از الگوریتمهای غیر خطی مربوط به سیستم های چندورودی/چند خروجی ایجاد شده است.این امر باعث شده است که در سالهای اخیر محققین بسیاری در این زمینه تحقیقات زیادی انجام داده و الگوریتمهای مناسب تری ارائه دهند.بنابراین لزوم کنترل بهینه این سیستم ها بطوریکه به پایداری و پاسخ مطلوب دست یابیم ,بیشتر احساس می شود.در این میان روش های متنوعی جهت کنترل این گونه سیستم ها
,از جمله کنترل هوشمند و کلاسیک وجود دارد که هر یک دارای مزایا و معایب جداگانه ای هستند.روش های هوشمند,از شبکه های عصبی و منطق فازی وبهره می جویند که قابلیت مانور آنها به دلیل نرم افزاری بودن بیشتر است.

مطلب دیگر :

اهمیت شستن دست در افزایش ایمنی غذا | بیماری - سایت فروش فایل

در حالیکه در روش های 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 روش های هوشمند و کلاسیک را استفاده کرده اند که به عنوان نمونه از
:کنترل IMC² سیستم های غیر خطی چند متغیره]۹,[کنترل فیدبک غیر خطی]۰۱,[کنترل پیش بین فازی
]۱۱,[کنترل پیش بین عصبی]۲۱,[کنترل فازی مقاوم سیستم های غیر خطی]۳۱[می توان نام برد.در این سمینار ما برآنیم ضمن مطالعه روش های مختلف و به دست آوردن یک دسته بندی مناسب از این روشها , آنها را از لحاظ معیارهای مختلف از جمله 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 سیستم های کنترل غیر خطی چند
متغیره
۱–۱-مقدمه
در این بخش ابتدا ابزارهای موجود برای تحلیل سیستم های کنترل غیرخطی معرفی می شود و سپس به بحث درباره بعضی از نکات کلی می پردازیم که به طراحی سیستم کنترل غیر خطی مربوط می شود.مطالعه روش های تحلیل غیر خطی به چند دلیل مهم است]۱:[۱-ارزانترین راه درک مشخصات یک سیستم, تحلیل نظری است.۲-گرچه شبیه سازی در کنترل غیر خطی بسیار مهم است,اما بایستی از لحاظ نظری جهت گرفته باشد.شبیه سازی چشم بسته سیستم های غیر خطی ممکن است نتایج گمراه کننده و محدود داشته باشد.۳-
طراحی کنترل کننده های غیر خطی همیشه مبتنی بر روش های تحلیل است. زیرا کسب مهارت در روش های طراحی بدون مطالعه اولیه ابزار تحلیل غیر ممکن است ونیزتحلیل, امکان ارزیابی را برای بعد از انجام, فراهم و در صورت نبود عملکرد مطلوب راه هایی برای اصلاح طراحیهای کنترل فراهم می کند.
تاکنون هیچ روشی کلی برای تحلیل تمام سیستم های کنترل غیر خطی ارائه نشده است.درکنترل خطی می توان یک سیستم را درحوزه زمان یا فرکانس تحلیل کرد ,امادر سیستم های 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.
۱–۲-روش های تحلیل سیستم های کنترل غیر خطی:
۱–۲–۱-تحلیل صفحه فازی]۱[<br
/>
یک روش ترسیمی در مطالعه سیستم های کنترل غیر خطی مرتبه دوم است و ایده اصلی آن حل معادله دیفرانسیل به طور ترسیم
ی به جای جستجوی یک راه حل تحلیلی است.عیب اساسی این روش این است که تنها در سیستمهایی قابل به کار گیری است که بتوان آنها را به خوبی با دینامیک مرتبه دوم تقریب نمود.
۱–۲–۲-نظریه لیاپانوف
این نظریه شامل ۲ روش مستقیم و غیر مستقیم است.در روش مستقیم برای تحلیل پایداری یک سیستم غیر خطی ,ایده ایجاد یک تابع شبه انرﮊی اسکالر(تابع لیاپانوف)است و اینکه آیا کاهش می یابد؟توانایی این روش در عمومی بودن آن و اینکه در تمام سیستم های کنترل قابل استفاده است(متغیر با زمان,نامتغیر با زمان,ابعاد محدود یا غیر محدود) و در عوض محدودیت این روش دراین است که پیدا کردن یک تابع لیاپانوف در یک سیستم مفروض کار مشکلی است.
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)