پایان نامه طراحی سیستم کنترل  تطبیقی اجسام پرنده برمبنای روش مدل مرجع و مبتنی بر تئوری لیاپانف

چکیده

روشهای کنترل تطبیقی بی شک یکی از پر کاربرد ترین روش های کنترل خطی و غیر خطی مورد استفاده در فرایند هایی با معادلات دینامیک نامعین و دارای عدم قطعیت های ساختاری و غیر ساختاری است. در این میان روش کنترل تطبیقی بر مبنای مدل مرجع و مبتنی بر تئوری لیاپانف ،که علاوه بر تضمین پایداری حلقه بسته، عملکرد مورد نظر بر اساس مدل مرجع م طلوب را نیز بر آورده می کند ، از جایگاه ویژهایی بر خوردار است . در این تحقیق به طراحی اتوپایلوت تطبیقی بر مبنای مدل مرجع با چند استراژی مختلف برای موشک پرداخته شده است ودر نهایت هر یک با هم مقایسه و مزایا و معایب آنها مشخص می گردد .بدین منظور از مدل موشک (Skid-to-Turn Missile) STT استفاده می گردد و سعی بر آن است از روش های متفاوت اعم از روش های تطبیقی غیر خطی و خطی و همچنین روش های تقریب مستقیم و غیر مستقیم نامعینی ها و قانون کنترل ،در طراحی اتوپایلوت استفاده و با هم مقایسه گردد. 

مقدمه 

ناوبری ,هدایت وکنترل حرکت اجسام پرنده یکی از زمینه های علمی بوده که همواره مورد توجه محققان قرار گرفته است. بی شک یکی از بخش های مهم اجسام پرنده سیستم کنترل یا اتوپایلوت آن است . وظیفه اتوپایلوت ایجاد پایداری ،تعادل و عملکرد مناسب سیستم حلقه بسته برای طی مسیر مورد  نظر تا رسیدن به مقصد است .اهمیت و حساسیت سیستم کنترل به عنوان بخشی از تمامی اجسام پرنده باعث ایجاد زمینه علمی وتحقیقاتی به عنوان کنترل پرواز گردیده است .در کنترل پرواز طراحی سیستم های کنترل اجسام پرنده شامل هواپیماها و فضاپیماها, هواپیما و بالگرد های بدون سرنشین و انواع موشک ها که سیستم هایی با معادلات دینامیک غیر خطی , متغیر با زمان ودارای عدم قطعیت های ساختاری و پارامتری اند مورد بررسی قرار می گیرند . دراین میان رویکردهای کنترلی بسیاری برای دستیابی به پایداری و عملکرد مطلوب با توجه به دقت , سرعت و قابلیت های مانور پذیری مورد نظر در جهت غلبه و کم اثر کردن عدم قطعیت ها ,خطای مدل سازی و…تحقق یافته است.از جمله این رویکردها می توان روش های تطبیقی و مقاوم و نیز روشهای هوشمند مبتنی بر سیستم های عصبی و فازی و یا ترکیبی از این روش ها اشاره کرد.

موشک ها از دسته ای از اجسام پرنده اند که به دلیل شرایط پرواز وکاهش جرم در طول پرواز و تغییر ارتفاع ضرایبی آیرودینامیکی معادلات آن نامعلوم و دارای عدم قطعیت است .بنابراین استفاده از روش های تطبیقی و مقاوم در طراحی اتوپایلوت بطوریکه پارامتر های نامعلوم دینامیک موشک را تخمین زده و متناسب با تغییر این پارامتر ها در دینامیک ،پارامتر های اتوپایلوت نیز تغییر کند ،ضروری به نظر می رسد.از طرفی موشک STT که در این تحقیق مورد بحث است به دلیل نداشتن دینامیک داخلی معادلات دینامیکی آن بصورت آفین قابل باز نویسی است .اگر توابع موجود در مدل آفین را نامعین (که به واسطه وابستگی به پارامتر های نا معلوم مانند عدد ماخ این فرض صحیح است ) فرض کنیم.می توان با استفاده از تئوری تطبیق این توابع را تقریب زد ( روش تقریب مستقیم ) و یا قانون کنترل که به سبب وابسته بودن به این توابع نیز نامعین است را تقریب زد . این روش ،تقریب مستقیم نامیده می شود .مشکل اصلی روش تقریب مستقیم آنست که علامت ضریب ورودی کنترل در مدل آفین ، در قواعد تطبیق بکار میرود بنابراین بایستی علامت آن همواره مشخص باشد.

اگر چه دینامیک موشک اساسا غیر خطی است اما اگر مسئله موشک به عنوان یک مسئله خطی در نظر گرفته شود واتوپایلوت آن از کنترل کنندهای کلاسیک مرسوم طراحی گردد با توجه به تغییر شرایط پرواز , نقطه کار تغییر کرده و سیستم حلقه بسته از عملکرد مناسبی برخوردار نخواهد بود .بنابراین اگر یک روش مقاوم مبتنی بر سیستم خطی ارائه گردد ، قانون کنترل مقاوم خطی د ر صورت برآورده شدن شرایط مورد نظر اثر عدم قطعیت ها و تفاوت بین سیستم غیر خطی و سیستم خطی سازی شده در موشک STT را حذف می کند و عملکرد مطلوب حاصل می گردد.

در این پایان نامه در فصل اول به کلیات تحقیق شامل هدف، پیشینه و روش کار تحقیق پرداخته می شود.در فصل د وم به طور مختصر مفهوم هدایت کنترل و جایگاه اتوپایلوت در دینامیک پر واز بررسی می گردد.

در فصل سوم روش های تطبیقی ، مقاوم و هوشمند در کنترل پرواز و قابلیت این روشها در تقابل با عدم قطعیت های ساختاری و پارامتری مورد بررسی قرار می گیرد. 

در فصل چهارم مدل سازی دینامیک موشک STT و رهیافت روش های کنترلی مورد بحث است. 

فصل پنجم که به طراحی و شبیه سازی و بررسی عملکرد کنترل کننده های طراحی شده اختصاص دارد و دارای دو بخش طراحی مجزاست.

در بخش اول که طراحی کنترل کننده مود لغزشی انتگرالی تطبیقی مدل مرجع است قانون کنترل ایدال طراحی شده به روش مود لغزشی با استفاده از تقریبگر RCMAC بطور مستقیم تقریب زده می شود. در این حالت علامت ضریب کنترل ورودی در مدل آفین موشک تعیین علامت وهرتغییر علامت به قواعد تطبیق اعمال می گردد.

پایان نامه طراحی فیلتر تطبیقی غیر خطی جهت  کنترل نویز فعال بااستفاده از روش های هوشمند

در این پایان نامه ابتدا به بررسی نویز و خواص آماری آن که اثر مستقیم ب ر روی قابلیت پیشگویی را توضیح می feedforward سیگنال دارد، می پردازیم. ساختار کنترل فعال نویز با دو چیدمان فیدبک و دهیم. پس از آن ساختار فیلترها و الگوریتم حاکم بر آنها و چگونگی تعیین ضرایب فیلترها در کنترل به طور کامل توضیح feedforward در ساختار کنترل فعال نویز FX?LMS کننده ها و همچنین الگوریتم داده می شود. در ادامه به بررسی شبکه های عصبی و کاربرد آنها در ساختارهای کنترلی پرداخته و و بازگشتی شبکه عصبی به همراه معادلات، تعداد ضرایب وخصوصیاتشان بیان می feedforward نوع شود. پس از معرفی شبکه های عصبی به بررسی کاربرد آنها در ساختارهای کنترلی پرداخته و در ادامه ساختار کنترل مدل مرجع را با شبکه عصبی بازگشتی پیاده سازی کرده و معادلات لازم برای آموزش شبکه عصبی کنترل کننده و شبکه عصبی مدل پلنت را معرفی می کنیم و از این ساختار برای سیستم را شناسایی کرده feedforward کنترل فعال نویز استفاده می کنیم. در ابتدا با یک شبکه عصبی و از آن به تنهایی و بدون درنظرگرفتن تاثیر پلنت (مسیر ثانویه) برای حذف نویز استفاده می کنیم

ممکنست انسانها خیلی باهوش باشند و خیلی توانا برای انجام دادن کارهای بزرگ، اما نیروی تجمعی مغزی آنها به هدر میرود. بیائید به آن اینگونه فکر کنید: وقتی کارکنان هر روز صبح برای کار کردن میرسند، آنها با خود عدد معینی از بهره هوشی را همراه میآورند شامل هوش عملی ایشان و ظرفیت ذهنی یادگیری. وقتی که ما به آنها پولی میپردازیم، ما یک گزینه را در آن نمره IQ خریداری کرده ایم. در پایان هر روز ما می توانیم از آن نمره هوشی استفاده کرده باشیم یا آن را از دست داده باشیم. چند تا مدیر می توانند بگویند که آنها در حال استفاده از همه IQ ای هستند که برای آن پول میپردازند؟ 

کسب و کارهای امروز به شراکت، اتحاد و اعتماد به پیوندها نیاز دارند و برای رسیدن به رشد سریع باید در مدیریت ارتباطات خبره شوید و این یکی از عوامل بزرگ موفقیت در آینده است مشخص کنید که پیوند با چه کسانی بیشتر اهمیت دارد، آنرا سازماندهی کنید ایجاد حلقه های ارتباطی ارزشمند که در رشد و پیشرفت شما موثر است و سپس تقویت مستمر آن و زنده نگهداشتن آن

پایان نامه طراحی سیستم هوشمند کنترل سوخت و هوا و متوسط دما درکوره با روش کنترل فازی

چکیده: 

با توجه به اهمیت موضوع مصرف سوخت در کوره ها، که یکی از انرژی برترین بخش ها در یک واحد صنعتی، بخصوص در پالایشگاه ها و نیروگاه ها می باشند. طراحی یک سیستم کنترل هوشمند که با توجه به حرارت مورد نیاز در کوره میزان سوخت و هوای اضافی را کنترل نماید بسیار حائز اهمیت است. در پالایشگاه شیراز محاسبه میزان سوخت و هوای اضافه بر مبنای محاسبه مقدار اولیه سوخت در نقطه کار می باشد. به این صورت که با فرض اولیه مقدار سوخت، مقدار ثابت سوخت به کوره تزریق می شود و کنترل دمای خروجی با استفاده از تغییر هوای اضافی صورت می گیرد. سیستم کنترل کوره های موجود دستی و توسط اپراتور شکل گرفته است که موجب می شود تا در برخی موارد هوای اضافی مصرفی در کوره تا بیش از 200 درصد افزایش یابد که این امر باعث مصرف سوخت بیش از حد لازم می شود. به همین منظور در این پروژه، بررسی روش کنترل هوشمند در کوره ها و طراحی یک سیستم مناسب برای کوره مورد نظر، که در اینجا کوره مورد نظر کوره اصلی نفت خام در پالایشگاه شیراز (H-101A) می باشد، هدف کار قرار گرفته است. 

مسأله دیگری که در کوره (H – 101A) پالایشگاه نفت شیراز حائز اهمیت است، مسأله عدم قطعیت در تعیین ارزش حرارتی سوخت کوره، به دلیل متغیر بودن ترکیبات سوخت می باشد که این مسأله نیز در این پروژه توسط منطق فازی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. 

مقدمه: 

صنایع ایران با شرایط پیچیده ای روبرو هستند. رویکردهای درون نگر و فضای غیر رقابتی دهه های اخیر در کشورمان، منجر به کاهش بهره وری عوامل تولید و افزایش فاصله تکنولوژیکی صنایع ایران با جهان شده است. در این راستا، غلبه بر چالش های ناشی از جهانی شدن اقتصاد از یک سوی و پشت سر گذاشتن وضع موجود تا وضعیت رقابت پذیری جهانی از سوی دیگر، در گرو اصلاحات ساختاری محیط های درونی و بیرونی بخش صنعت، و استفاده بهینه از منابع موجود، به ویژه منابع انرژی می باشد. 

انرژی عاملی سرنوشت ساز، و محرک توسعه و پیشرفت در صنعتی شدن کشورها است. زیرا مهار و به کارگیری مجدد انرژی، عامل بنیادین تمامی فعالیت های صنعتی و تمایز کننده آن از عملکرد انسان در دوره ماقبل صنعتی است. پیشرفت های حاصل در شرایط زندگی راحت، تولید و عرضه کالا، توسعه حمل و نقل و ارتباطات و فرآیندهای صنعتی و کشاورزی که زندگی مدرن را به وجود آورده اند، در گروه دسترسی مناسب به انرژی می باشد. به عبارت دیگر، سطح رفاه و کیفیت زندگی انسانی به شدت متأثیر از میزان دسترسی و مصرف انرژی است. حوزه انرژی از چالش های اقتصاد ایران به دور نیست. دسترسی آسان به انرژی ارزان و فراوان در فضای بسته و غیر رقابتی اقتصاد، به کارگیری و حفظ فناوری های فرتوت قدیمی و ماشین آلات و تجهیزات فرسوده و کم بازده، سبب شده است تا شدت مصرف انرژی در بخش های مختلف، روندی غیر مطلوب در قیاس با جوامع پیشرفته صنعتی داشته باشد. در حالی که سیاست های صرفه جویی و اقدامات بهینه سازی مصرف انرژی، در بیشتر کشورهای جهان کاهش شدت مصرف انرژی را به همراه آورده است، این شاخص در ایران روندی افزایش طی کرده است. 

بخش صنعت در سال 1381، 25/1 درصد از کل مصرف انرژی نهایی را به خود اختصاص داده است که در مقایسه با سال 1373، 7/2 درصد رشد نشان می دهد. سهم فرآورده های نفتی و گاز طبیعی در تأمین انرژی مورد نیاز بخش صنعت به ترتیب 28/1 و 58/8 درصد بوده است. در این سال ارزش انرژی مصرف شده در این بخش بالغ بر 3/6 میلیارد دلار می باشد. 

در این بخش پالایشگاه ها، نیروگاه ها و پتروشیمی، بخش قابل توجهی از مصرف انرژی را تشکیل می دهند. این بخش ها نیز در شرایط مشابهی با صنایع دیگر قرار داشته و عواملی مانند فناوری های قدیمی سبب می شود تا بازده مصرف انرژی در این حوزه نیز در قیاس با شاخص های جهانی در حد مطلوبی نباشد.