سمینار برق بررسی کنترل فازی تطبیقی
چکیده:
در این سمینار، ابتدا به بررسی اصول اولیه تئوری فازی و اجزا سازنده یک سیستم فازی پرداخته و اصول اولیه طراحی کنترلرهای فازی را مورد بررسی قرار داد هایم و نحوه ترکیب آن با روشهای دیگر کنترلی را تشریح نموده ایم. در ادامه انواع رو شهای کنترل تطبیقی را مورد بررسی قرار داده و اصول اولیه طراحی کنترلرهای تطبیقی را مورد بررسی قرار دادیم. ساختارهای مختلف کنترلرهای تطبیقی را تشریح نموده و انواع کاربرد آ نها را در صنعت بیان نموده ایم و به بررسی انواع روشهای ترکیب اصول تئوری فازی و کنترلرهای تطبیقی پرداخته و انواع کنترلرهای فازی تطبیقی و همچنین تطبیقی فازی را مورد بررسی قرار دادیم.
در ادامه به بررسی عوامل نامعینی در سیستم ها پرداخته و انواع روش های کنترل مود لغزشی را معرفی کرده و روند طراحی این نوع کنترلرها را تشریح نموده و نهایتاً نحوه ترکیب آن با کنترلرهای فازی را بیان کردیم.
مقدمه:
همانگونه که می دانیم، سیستم های فیزیکی پیچیده را یا اصلاً نمی توان مدل نمود و یا مدل سازی نادقیقی از سیستم خواهیم داشت و به عبارتی با مدل های ریاضی نادقیق مواجه خواهیم بود چرا که مجبور به بسیاری ساده سازی ها و ایده آل سازی ها خواهیم بود. این ساده سازی ها ما را منتهی می کند به اینکه یک مقدار عدم دقت، ابهام و نایقینی را در فاز مدلسازی ریاضی بپذیریم و این ها را نمی توان از دنیای مدل سازی سیست مهای فیزیکی حذف نمود، همانگونه که اصطکاک و خاصیت غیرخطی بودن را نم یتوان حذف نمود. در این گونه مواقع تکنیک های آنالیز و کنترل مبتنی بر مدل، چه ساده مثل کنترل کننده های کلاسیک و چه پیچیده مثل کنترل کننده های غیرخطی، جهت کنترل موثر این سیستم ها کارایی ندارند. جهت غلبه بر این مشکل مجبور به استفاده از روش های غیرکلاسیک مانند کنترلرهای فازی هستیم. بدین منظور در این سمینار به بررسی کامل کنترلرهای فازی و همچنین نحوه ترکیب آ نها با روشهای کنترل تطبیقی خواهیم پرداخت. مطالب ارائه شده در این سمینار به شرح زیر می باشند:
در فصل اول، به بررسی تئوری فازی پرداخته و اجزای سازنده یک سیستم فازی را مورد بررسی قرار می دهیم. اصول اولیه طراحی کنترلرهای فازی را مورد بررسی قرار داده و نحوه ترکیب آن با روش های دیگر کنترلی را تشریح خواهیم کرد و نهایتاً پایداری آن را مورد بررسی قرار می دهیم.
در فصل دوم به بررسی انواع روش های تطبیقی خواهیم پرداخت و اصول اولیه طراحی کنترلرهای تطبیقی را مورد بررسی قرار می دهیم. ساختارهای مختلف کنترلرهای تطبیقی را تشریح نموده و انواع کاربرد آن ها را در صنعت بیان خواهیم کرد.
در فصل سوم به تشریح انواع روش های ترکیب تئوری فازی با اصول کنترلرهای تطبیقی پرداخته و روند طراحی کنترلرهای تطبیقی فازی و همچنین فازی تطبیقی را به تفصیل مورد بررسی قرار می دهیم و نمونه هایی از کاربرد این رو شها را در صنعت بیان خواهیم نمود.
نهایتاً در فصل چهارم به بررسی کنترلرهای مود لغزشی پرداخته و سطوح لغزشی را مورد بررسی قرار داده و نحوه ترکیب آن با کنترلرهای فازی را مورد بررسی قرار می دهیم.
فصل اول: تئوری فازی
1-1- مقدمه
واژه فازی در فرهنگ لغت آکسفورد به معنای “مبهم، گنگ، نادقیق، گیج، مغشوش، درهم و نامشخص” تعریف شده است. تئوری فازی به وسیله پروفسور لطفی زاده در سال 1965 در مقاله ای به نام “مجموعه های فازی” معرفی گردید. قبل از کار بر روی تئوری فازی، لطفی زاده یک شخص برجسته در تئوری کنترل بود. او مفهوم “حالت” که اساس تئوری کنترل مدرن را شکل می دهد، توسعه داد. در اوائل دهه 60 او فکر کرد که تئوری کنترل کلاسیک بیش از حد بر روی دقت تاکید داشته و از این رو با سیستم های پیچیده نمی تواند کار کند. در سال 1962 چیزی را بدین مضمون برای سیستم های بیولوژیک نوشت: “ما اساساً به نوع جدیدی ریاضیات نیازمندیم، ریاضیات مقادیر مبهم یا فازی که توسط توزیع های احتمالات قابل توصیف نیستند.” پس از آن وی ایده اش را در مقاله “مجموعه های فازی” تجسم بخشید.
منطق فازی معتقد است که ابهام در ماهیت علم است. برخلاف دیگران که معتقدند که باید تقریب ها را دقیق تر کرد تا بهره وری افزایش یابد. لطفی زاده معتقد است که باید به دنبال ساختن مدل هایی بود که ابهام را به عنوان بخشی از سیستم مدل کند.
منطق فازی یک سیستم منطقی بی نهایت مقداره است با هدف فراهم آوردن مدلی برای استدلالات و استنتاجات انسانی که بیشتر دارای طبیعتی تقریبی اند تا دقیق و به عبارتی شاخه ای از ریاضیات است که به کامپیوترهای متداول این امکان را می دهد تا بتوان انواع مختلف ابهامات و عدم قطعیت هایی که در زندگی روزمره با آن مواجهیم را شبیه سازی کند.
همانگونه که می دانیم هر چیزی در دنیای واقعی را نمی توان در طبقات بسیار جدا از هم، آن گونه که تئوری مجموعه های کلاسیک قرار می دهد، تقسیم نمود، به همین دلیل در دنیای فازی مرزهای اختصاص یافته به اعداد، گسترده تر گردیده اند، به گونه ای که مثلاً عدد 0/5 را می توان تا حدی عدد صفر محسوب کرد (در حالی که در دنیای کلاسیک فقط عدد صفر می تواند معرف صفر بودن باشد) و این کمک می کند که بتوانیم بهتر خطای اندازه گیری (عدم قطعیت حاصل از اندازه گیری) را مدل کنیم و سیستم تصمیم گیر مثل کنترل کننده، بتواند هموارتر رفتار نماید و به خطای مشاهده کمتر حساس شود. لازم به ذکر است که این تئوری، دارای روش های محاسباتی خاص خود می باشد که تا حدی با محاسبات معمول دنیای کلاسیک متفاوت بوده که در متن حاضر به اختصار مورد بررسی قرار خواهد گرفت.