طراحي كنترل كننده PIDعصبي براي سيستم آونگ معكوس

كارشناسي ارشد

در اين تحقيق به طراحي يك سيستم كنترل هوشمند مبتني بر شبكه‌هاي عصبي به منظور كنترل موقعيت آونگ معكوس در يك زاويه دلخواه پرداخته شده است. براي رسيدن به اين هدف، ابتدا مدل‌سازي ديناميكي آونگ معكوس، كنترل‌كننده‌هاي PID معمولي و فازي طراحي شد و سپس شبيه‌سازي بر روي آن‌ها انجام گرفت. شبيه‌سازي مشخص كرد كه اين كنترل‌كننده‌ها كارايي لازم را فقط براي بازه‌ي كوچكي در اطراف نقطه تعادل سيستم دارند و نمي‌توانند زاويه آونگ را كنترل كنند. براي حل اين مشكل،در اين پروژه، دو نوع كنترل‌كننده PID عصبي ارائه شده است كه با استفاده از آن مي‌توان زاويه آونگ را در محدوده وسيعي كنترل‌ و پارامترهاي كنترل‌كننده PID را همواره به ‌صورت بهينه‌ تنظيم نمود. در نوع اول از روي زاويه ابتدايي آونگ و زاويه مرجع جديد بهترين PID براي طي‌كردن مسير انتخاب شده است. ابتدا به‌صورت آفلاين PIDهاي بهينه با درنظر گرفتن تعداد محدودي زواياي اوليه و مرجع طراحي شده و سپس با استفاده از شبكه‌هاي عصبي به حالت كلي تعميم داده شده است. در نوع دوم براي هر نقطه كار آونگ معكوس، كنترل‌كننده PID بهينه در اطراف همان نقطه كار طراحي شده و سپس با استفاده از شبكه‌هاي عصبي از روي نقاط كاري پارامترهاي كنترل‌كننده PID به‌صورت آنلاين تنظيم شده است. در نوع اول پارامترهاي PID فقط در زمان تغيير مرجع به‌روزرساني شدند ولي در نوع دوم در هر نمونه زماني تنظيم پارامترها به‌صورت آنلاين انجام شده است. در انتها نيز با مقايسه نتايج، نشان داده شد كه با استفاده از الگوريتم‌هاي پيشنهادي مي‌توان زاويه آونگ معكوس را در محدوده¬اي وسيع¬تر و به ‌شكل بهينه كنترل كرد.

211240

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي برق گرايش كنترل

دكتر علي اكبر جلالي- دكتر محمد فرخي