شبكه‌هاي موجك فازي بازگشتي خودسازمانده براي كنترل سيستم‌هاي چند‌ورودي - چند‌خروجي غيرخطي نامعين و كاربرد آن دركنترل سيستم كوادراتور

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

در سال‌هاي اخير، سيستم‌هاي چند‌ورودي - چند‌خروجي غيرخطي نامعين به طور عمده مورد مطالعه قرارگرفته‌اند. در ديناميك اين سيستم‌ها عدم‌قطعيت‌هاي مختلف، ازجمله اصطكاك و اختلالات خارجي وجود دارد و ايجاد يك مدل دقيق رياضي براي تقريب ديناميك‌هاي ناشناخته‌ي اين سيستم‌ها، كار سختي مي‌باشد؛ بنابراين طراحي كنترل‌كننده‌ي قابل قبول، براي اين سيستم‌ها دچار مشكل مي‌شود. در واقع لازم است عدم‌قطعيت‌هاي پارامتري در سيستم‌هاي عملي مورد توجه قرار‌گيرند؛ زيرا اين سيستم‌ها مي‌توانند نسبت به پارامتر‌ها بسيار حساس باشند. به‌منظور غلبه بر اين مشكلات مي‌توان از روش‌هاي كنترل كلاسيك، مانند كنترل مد لغزشي استفاده نمود؛ اما علي‌رغم مزاياي چشمگير كنترل مد لغزشي، اين روش به‌منظور دستيابي به مشخصات مقاوم بر كنترل چترينگ ورودي، نيازمند به مدل واقعي سيستم و اطلاع از محدوده‌ي عدم‌قطعيت است. به همين دليل در سال‌هاي گذشته علاوه بر سيستم‌هاي كنترل كلاسيك، سيستم‌هاي كنترل هوشمند در زمينه‌هاي مختلف به‌كارگرفته شده‌است. بر اين اساس دراين تحقيق الگوريتم شبكه‌هاي موجك فازي بازگشتي خودسازمانده به‌منظوركنترل سيستم‌هاي چند‌ورودي، چند‌خروجي نامعين غيرخطي پيشنهاد مي‌گردد. الگوريتم پيشنهاد شده براساس تركيب تكنيك‌هاي مختلفي از جمله كنترل مد لغزشي، كنترل تطبيقي، شبكه‌ي موجك فازي بازگشتي و تكنيك اولويت با شباهت به راه‌حل ايده‌آل طراحي مي‌شود. در روش پيشنهادي شبكه‌ي موجك فازي بازگشتي مبتني برساختار يك شبكه‌ي موجك فازي با حداقل تعداد پارامتر وزن در قسمت مؤخر فازي، با الگوريتم خودسازمانده اولويت با شباهت به راه‌حل ايده‌آل، تركيب شده‌است؛ بنابراين كنترل‌كننده‌ي طراحي شده، نسبت به ساختار كنترل‌كننده‌هاي گذشته داراي ساختاري با تعداد پارامتر يادگيري كمتر است و علاوه بر داشتن قدرت انتخاب حداكثر قوانين فازي اوليه، با استفاده از اين روش مي‌توان نسبت به روش‌هاي گذشته با انتخاب حداكثر تعداد قوانين فازي اوليه‌ي كمتري سيستم را به‌گونه‌اي كنترل نمود كه خطاي رديابي كوچكتر شود. در روش پيشنهادي شبكه داراي حداكثر قوانين فازي اوليه مي‌باشد و در طول فرآيند كنترل ممكن است بسته به شرايط، تعداد قوانين فازي نسبت به مقدار اوليه‌ي تنظيم شده كمتر شود. همچنين شبكه داراي دو آستانه‌ي ديناميكي است كه يكي جهت حفظ يا حذف قوانين فازي موجود و ديگري براي ايجاد يك قانون جديد استفاده مي‌شود. براساس مزاياي تكنيك‌هاي فوق، سيستم كنترل شبكه‌ي موجك فازي بازگشتي خودسازمانده طراحي شده است؛ كه شامل يك كنترل‌كننده و يك جبران‌كننده‌ي مقاوم مي‌باشد. به‌منظور تنظيم پارامترها به صورت آنلاين براي كنترل‌كننده‌ي اصلي از روش گراديان نزولي و جهت تضمين پايداري سيستم از قضيه‌ي پايداري لياپانوف استفاده مي‌شود. به‌منظور بررسي اثربخشي طرح كنترل پيشنهادي، سيستم كنترل پيشنهادي به سيستم آشوب غيرخطي، پاندول معكوس دوتايي و هواپيماي بدون سرنشين اعمال و با روش‌هاي قبلي مقايسه شده‌است. در‌نهايت روش پيشنهادي جهت كنترل حركت خطي و چرخشي سيستم كوادراتور، مبتني بر يك شبكه‌ي موجك فازي بازگشتي خودسازمانده طراحي مي‌شود. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه طرح كنترل پيشنهادي مي‌تواند عملكرد كنترل مطلوبي را بدست آورد؛ به‌صورتي‌كه كوادراتور مسير مطلوب همراه با تغييرات زوايا نسبت به محور‌هاي x و y را با دقت بالا رديابي مي‌كند.

218720

كنترل

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان