سری اول شبیه سازی درس شناسایی سیستم
در این شبیه سازی روش های شناسایی غیر پارامتری شامل آنالیز پاسخ گذرا، تحلیل همبستگی، تحلیل فرکانسی و تحلیل طیفی مورد بررسی قرار گرفته اند. فایل خریداری شده شامل تمامی کدهای مورد نیاز برای این شبیه سازی در متلب بوده و شامل گزارش 30 صفحه ای می باشد
فایل سوالات شبیه سازی را از اینجا می توانید دریافت نمایید.
فهرست مطالب و برخی از صفحات منتخب این شبیه سازی را از اینجا دریافت نمایید.
فرمت فایل : word(قابل ویرایش)تعداد صفحات71
طراحی کنترل کننده های مقاوم، یکی از اساسی ترین مسائل در طراحی سیستم های کنترل است. یکی از علایق طراحان سیستم های کنترل این است که کنترل کننده به نوعی طراحی شود که دارای حداقل حساسیت یا به عبارت دیگر بیشترین مقاومت در برابر اختلالات وارده بر سیستم باشد. در این راستا یکی از روش ها استفاده از کنترل کننده‌های پارامتری، به منظور دست یابی به درجات آزادی مناسب در طراحی کنترل کننده ها است. آنگاه این پارامترها به روش های متنوعی به گونه ای محاسبه و جایگزین می شوند که مقاومت مورد انتظار البته با حفظ پایداری سیستم میسر گردد.
در این راستا تلاش های زیادی توسط دانشمندان و مهندسان کنترل انجام شده است، که از آن جمله می توان به افرادی مانند، ماین و مردوخ در سال1970، ماکی و وندویچ در سال1974، بارنت در سال1975، گورشیانکار و رامر در سال1976، مونرو در سال
1976، ونهام در سال1979، فلام در سال1980، وارگا 1981، فاهمی و اوریلی در سال1982، کاوتسکی و نیکلوس در1983،1984 و آمین و الابدال در سال1988، کرباسی و بل در1993 اشاره کرد.
در این فصل دو الگوریتم برای محاسبه پاسخ مقاوم در مسأله کنترل کننده های پس خورد حالت خطی چند متغیره ارائه می دهیم در همه حالات ماتریس پس خورد با تخصیص بردارهای ویژه متناظر با مقادیر ویژه مورد نیاز به گونه ای محاسبه می گردد که ماتریس بردارهای ویژه نامنفرد، خوش وضع باشند در این روش طیف مقادیر ویژه به گونه ای تخصیص داده می شود که اولاً سیستم کنترل پذیر باشد ثانیاً حساسیت این مقادیر که متناظر حساسیت کنترل کننده است، حداقل باشد. لذا در بخش بعدی مسأله تخصیص مقادیر ویژه به صورت مفصل تعریف می شود. این فصل دارای دو بخش است که در بخش اول یعنی بخش (2-1) مسأله تخصیص مقادیر ویژه مقاوم برای سیستم های حلقه بسته مطرح می شود در طی فصل با تعریف مقاومت بهینه و بیان معیارهای مقاومت آمادگی لازم را برای ورود به بحث بخش بعدی یعنی بخش (3-1) را مهیا می کند.
در بخش (3-1) کنترل کننده های مقاوم با استفاده از دو الگوریتم پیشنهادی در تخصیص مقاوم مقادیر ویژه طراحی می گردند که در یکی از الگوریتم ها یعنی الگوریتم دوم لازم است که یک مسأله کمترین مربعات خطی حل شود که در این راستا الگوریتم ژنتیک، GA ، یکی از ابزارهای کمک کننده است. و در نهایت با بیان دو مثال کاربردهای این بخش را نمایش می دهیم.
(2-1) تخصیص مقادیر ویژه مقاوم[1]:
(1-2-1) مسأله پس خورد حالت مقاوم:
سیستم چند متغیر خطی ناوردای زمانی زیر را در نظر بگیرید.
به طوری کهu,x بردارهایm,n بعدی هستند و B,A به ترتیب ماتریس های حقیقیهستند بدون کاستن از کلیت مسأله فرض کنید ماتریسB یک ماتریس رتبه کامل باشد. رفتار سیستم (1) با استفاده از مقادیر ویژه سیستمA مدیریت می گردد. اما قاعدتاً هدف آن است که این مقادیر ویژه به گونه ای تخصیص داده شوند که سیستم پایدار باشد در این راستا از یک کنترل کننده مانندk به گونه ای استفاده می‌کنند که،
(2)
u=Kx
به ماتریسk ماتریس پس خورد حالت یا ماتریس بهره گویند حال با ترکیب روابط (1) و (2) داریم.
به ماتریسA+BK ماتریس حلقه بسته سیستم (1)و(2) گویند. لذا مسأله تخصیص مقادیر ویژه پس خورد حالت را به صورت زیر بیان می کنیم.
(2-2-1) بیان مسأله:
ماتریس های حقیقیB,A که به ترتیبهستند و یک مجموعه ازn مقدار حقیقی را در نظر بگیرید ماتریس حقیقیn*K,m را چنان بیابید به طوری که مقادیر ویژهA+BK همان اعداد مجموعهL باشند.
تعریف (1-2-1): سیستم بیان شده توسط معادلات (1)و (2) را کاملاً کنترل پذیر[2] گویند اگر و فقط اگر ماتریس
رتبه کامل باشد به عبارت دیگر
(5)
rank (Q)=n
به عبارت دیگر یک جوابK برای مسأله (2-2-1) وجود دارد اگر و فقط اگر برای هر مجموعه دلخواه L از اعداد مختلط خود مکمل داشته باشیم.
(6)
در واقع اگر(A,B) کنترل پذیر نباشد یعنی موجود باشد به طوری که و همچنینSTB=o آنگاه برای هر مقدارK برقراراست. به عبارت یک مقدار ویژه A+BK به ازای هر Kاست لذا مدیریت در کنترل طراح نیست و به مقدار ویژه یک مقدار ویژه کنترل ناپذیر گویند.
هدف اصلی ما ارائه روشی برای تخصیص این مقادیر ویژه است به طوری که حداکثر مقاومت یا به عبارت دیگر حداقل حساسیت را داشته باشد که در این صورت گویند سیستم حلقه بسته مقاوم است و ماتریس پس خورد حالت مربوط به این طیف را ماتریس کنترل کننده مقاوم می نامند.
فرض کنید برایj=1,2,3,...,n به ترتیب بردارهای ویژه و بردارهای ویژه معکوس ماتریس حلقه بسته متناظر با مقدار ویژهxj از طیفL باشند. به عبارت دیگر،
اگر یک ماتریس غیر ناقص[3] باشد یعنیn بردار ویژه مستقل خطی داشته باشد آنگاه قطری شدنی است. می توان نشان داد که حساسیت مقدار ویژهدر مقابل اختلالات وارده به مؤلفه هایK,B,A وابسته به قدر مطلق مولفهj ام بردار عدد شرطیC یعنیCj است. به طوری که:
برای مقادیر ویژه حقیقیحساسیتSj دقیقاً کسینوس زاویه میان بردارهای ویژه و بردارهای ویژه معکوس متناظر است. به طور دقیق تر اگر یک اختلال با مرتبه ()O در مؤلفه های ماتریس ایجاد شود آنگاه متناظر آن اختلال ایجاد شده در مقدار ویژه از مرتبه خواهد بود.
اگر ناقص باشد آنگاه خطا حداقل برابر است و لذا اصولاً سیستم های ناقص از مقاومت کمتری نسبت به سیستم های غیر ناقص برخوردارند[4].
(1-1) مقدمه 1
(2-1) تخصیص مقادیر ویژه مقاوم: 4
(1-2-1) مسأله پس خورد حالت مقاوم: 4
(2-2-1) بیان مسأله: 5
(3-2-1) بیان مسأله تخصیص مقادیر ویژه مقاوم 9
(4-2-1) بیان مسأله تخصیص ساختارهای ویژه مقاوم 10
(4-4-2-1) قضیه: 13
(5-2-1) ویژگی های یک سیستم حلقه بسته مقاوم 13
(1-5-2-1) قضیه: 14
(1-5-2-1) قضیه: 15
(2-5-2-1) قضیه: 16
(6-2-1) مقاومت بهینه 18
(1-6-2-1) قضیه: 19
(7-2-1) معیارهای مقاومت 20
(1-3-1) مراحل پایه ای 25
(2-3-1) الگوریتم های عددی طراحی کنترل کننده های مقاوم 27
(1-2-3-1) الگوریتم اول: 27
(2-2-3-1) الگوریتم دوم 28
(3-3-1) مثالها و کاربرد 30
(1-2) مقدمه 33
(2-2) منطق فازی و مجموعه های فازی 38
(1-2-2) تعریف: 38
(12-2-2) منطق فازی و استدلال تقریبی 44
(13-2-2) موتور استنتاج فازی 48
(15-2-2) فازی سازها 49
(16-2-2) غیرفازی سازها 50
(17-2-2) نتیجه گیری: 51
(3-2) طراحی کنترل کننده های فازی (F. C. D) 51
(1-3-2) مدلهای طراحی کنترل کننده های فازی 51
(4-2) شبکه های عصبی مصنوعیANN 54
(1-4-2) قاعده آموزش پرسپترون 57
(2-4-2) قاعده آموزش پس انتشار خطا 58
(3-4-2) قاعده آموزش ترکیبی: 61
(1-5-2) شبیه سازی یک سیستم فازی به یک تقریب کننده عمومی 63
(1-6-2) مسأله: 66
نتیجه گیری: 67
(1-3) مقدمه 69
بررسی نتایج حاصله و اینکه K فوق دارای مقادیر ویژه 82
مرحله (A 83
مرحله (D 83
(2-4-3) الگوریتم طراحی کنترل کننده مقاوم با پویش فازی- عصبی- ژنتیکی 85