متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق

با عنوان : طراحی یک کنترل کننده پیش بین برای یک فرآیند صنعتی

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

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشكده تحصیلات تكمیلی
“M.Sc” پایان نامه برای دریافت درجه كارشناسی ارشد
گرایش: مهندسی برق-كنترل
عنوان:
طراحی یك كنترل كننده پیش بین برای یك فرآیند صنعتی

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

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

(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)

چكیده
كنترل پیش بین یكی از كنترل كننده های بسیار رایج در تئوری و عمل می باشد . گزارشهای متعددی از عملكرد موفقیت آمیز این روش در كاربردهای مختلف كنترلی ارائه شده است. این كنترل كننده در واقع مجموعه ای از روش هایی است كه با بهره گرفتن از مدلی از فرآیند و با
داشتن اطلاعات مربوط به ورودی ها و خروجی های فرآیند، سیگنال مناسب كنترلی جهت بهینه سازی تابع هدف را محاسبه مینماید. در كنترل پیشبین دو بخش اصلی وجود دارد:
1- استفاده از مدلی برای پیشبینی رفتار آینده خروجی سیستم
2- بكاربردن روشی برای كمینه كردن تابع هدف برای بدست آوردن سیگنال ورودی مطلوب.

از مشخصه های بسیار مهم كنترل پیش بین پیادهسازی آن در حوزه زمان است و می توان قیدهایی را بصورت نامساوی ها بر سیستم اعمال نمود . از این خاصیت به خصوص در تعریف تابع هدف استفاده بسیاری می نماییم زیرا در بسیاری از مواقع هدف تنها دنبال كردن یك سیگنال خاص نیست كه به عنوان مثال می توان از حفظ كیفیت با حداقل هزینه نام برد . در این رساله به بررسی مفاهیم و مبانی كنترل پیش بین خواهیم پرداخت و به اهمیت و انواع قیود نیز اشاره ای می نماییم و نیز انواعی از كنترل كننده های پیش بین خطی را مورد بررسی قرار می دهیم وجهت نشان دادن قابلیت های آن، به ذكردو مثال با شبیه سازی خواهیم پرداخت.

چنانچه می دانیم اكثر سیستم هایی كه با آنها مواجه هستیم، سیستم های غیر خطی هستند و اگر چنانچه از روش های كنترل پیش بین خطی برای آنها استفاده نماییم، خطای بسیار زیادی ایجاد میگردد بطوریكه ممكن است حتی سیستم حلقه بسته ناپایدار گردد . بدین دلیل ناگزیر از استفاده از روش های كنترل پی شبین غیر خطی هستیم . از نظر مفاهیم اصلی كنترلی تفاوتی بین كنترل پیشبین با بهره گرفتن از مدلهای خطی و غیر خطی موجود نیست . با این حال اگر از مدلهای غیرخطی استفاده كنیم، نیاز به شناسایی سیستم های غیر خطی برای دستیابی به مدلهای غیر خطی دقیق برای پروسه داریم و نیز حل مسأله كنترل پیش بین مشكل خواهد بود و در بهینه سازی تابع
هدف برای محاسبه سیگنال كنترل هم به دلیل عدم وجود قانونهای موثر برای بررسی پایداری سیستم مشكل خواهیم داشت . با توجه به موارد فوق استفاده از روش های هوشمند می تواند موثر باشد و ما در این رساله از ر وشهای هوشمند براساس شبكه های عصبی و فازی – عصبی برای مدلسازی برای پیش بینی رفتار آینده سیستم استفاده می نماییم . در این رساله به اصول طراحی كنترل كننده های پیش بین براساس شبكه های عصبی MLP و شبكه های فازی – عصبی خطی محلی LOLIMOT و نیز كنترل پیشبین غیر خطی براساس تئوری خطی سازی با پسخور می پردازیم و برای بررسی عملكرد كنترل كننده های طراحی شده، سه پروسه را مدنظر قرار می دهیم . پروسه اول یك مدل گسسته غیر خطی است كه برای آن به طراحی كنترل كننده پیش بین به روش LOLIMOT  و روش MLP می پردازیم و در پروسه دوم هم كه مربو ط به یك مبدل حرارتی، براساس اطلاعات ورودی و خروجی است، كنترل كننده پیشبین براساس MLP و LOLIMOT  نسبت به MLP خواهیم شد. در پروسه سوم یك روبات را در نظر می گیریم و طراحی كنترل كننده پیش بین برای آن را طبق روش خطی سازی با فیدبك و روش MLP انجام می دهیم و به این مساله پی خواهیم برد كه كنترل كننده پیش بین بر اساس روش خطی سازی با پسخور بهتر از روش MLP عمل می نماید.

مقدمه
كنترل پیشبین در دهه های گذشته بسیار موفق بوده است . روش كنترل پیش بین مبتنی بر مدل سیستم است كه در آن مدلی از سیستم بطور صریح برای طراحی كنترل كننده مورد استفاده قرار می گیرد . در كنترل پیش بین به علت احتیاج به پیش بینی سیگنال به یك مدل خوب احتیاج داریم اما انتخاب مدل پیچیده هم باعث دقیق شدن پیش بینی سیگنال آینده می شود و هم باعث پیچیده شدن كمینه كردن تابع هزینه می گردد ، بنابراین باید بین این دو یك مصالحه ای برقرار شود.

مشخصه بسیار جالب آن در پیاده سازی آن در حوزه زمان می باشد و نیز می توان قیدهایی را بصورت نامساویها به سیستم كنترلی اعمال نمود . در طراحی كنترل كننده پیش بین نمی توان سیگنالها را نامحدود در نظر گرفت چرا كه بطور مثال عمل كننده ها تا یك حد مشخصی می توانند دامنه سیگنال كنترل و یا تغییرات آنرا تحمل نمایند بطور مثال شیرهای كنترلی حد كاملاً باز یا بسته خواهند داشت و نیز نرخ افزایش جریان در آنها دارای محدودیت است و به این ترتیب هدف كنترلی عبارت خواهد بود از نگاه داشتن خروجی فرآیند در نزدیكی نقطه مورد نظر در شرایطی كه متغیرهای جانبی دیگر از محدوده های تعریف شده خارج نشوند . از جمله محدودیتهای موجود در سیستم های كنترل می توان علاوه بر موارد فوق از اشباع ورودی، محدودیت درسرعت و جهت چرخش موتورها و مشخصات عملكردی و ایمنی نام برد . در مورد اخیر بطور مثال ممكن است هدف، جابه جایی قطعه ای از یك نقطه به نقطه ای دیگر در حداقل زمان باشد به گونه ای كه در بین راه به مانع خاصی برخورد ننماید و یا اینكه بخواهیم خروجی یك برج تقطیر را به حداكثر برسانیم بدون آنكه دما یا فشار گاز از حد مجازی بیشتر گردد به این ترتیب ممكن است قیدها برخروجی و یا حتی به متغیرهای وابسته دیگری اعمال شود . این نوع كنترل كه در آن مقصود به صورت چند هدف متمایز است كه باید بین آنها حد میانه ای انتخاب شود را نمی توان بص ورت یك سیستم خطی بیان نمود . در حالیكه كنترل پیش بین با یك قالب غیر خطی به ما این امكان را میدهد كه با این سیستمها به راحتی برخورد نماییم . بسیاری از سیستم هایی كه با آنها سروكار داریم سیستم هایی غیر خطی هستند با وجود این در خیلی اوقات سیستم غیر خطی حول نق طه ای پایدار در حال عملكرد است و بنابراین برای آن می توان یك مدل خطی در نظر گرفت امااین موضوع همیشگی
نیست یعنی همیشه نمی توان برای سیستم غیر خطی، مدلی خطی در نظر گرفت . مثلا بعضی از سیستمها عموماً در حالت گذرا عمل می نمایند و دارای نقطه كار پایدار نمی باشن د و بنابراین نمی توان مدل خطی برای آن در نظر گرفت . بنابراین استفاده از كنترل كننده های غیر خطی به منظور بهبود عملكرد سیستم اجتناب ناپذیر است كه البته این كار با مشكلاتی رو به رو است كه ازآ ن جمله می توان به ضعف روش های شناسایی سیستم های غیر خطی، پیچیدگی و ح جم محاسبات در حل مساله كنترل پیش بین غیر خطی، عدم پایداری و مقاومت نتایج حاصله از سیستم های خطی جهت سیستم های غیر خطی و اینكه در بهینه سازی تابع هدف ممكن است پاسخ، پاسخ بهینه محلی باشد، اشاره نمود.

تعداد صفحه : 141

قیمت : 14700 تومان

 

—-

پشتیبانی سایت :       

*         asa.goharii@gmail.com


2 دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید