تنظیم کنترل کننده PID با استفاده از الگوریتم بھینه سازی پرندگان – برق

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی برق
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:123
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

تنظیم کنترل کننده PID با استفاده از الگوریتم بھینه سازی پرندگان – برق

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

فھرست مطالب
۱ چکیده
۲ مقدمه

فصل اول: کنترل PID
١-١ مقدمه ………………………………………………………………………………………………… ٣
۱-۲-۱ کنترل تناسبی …………………………………………………………………………………….. ٣
۱-۲-۲ کنترل انتگرال گیر ………………………………………………………………………………. ۶
۱-۲-۳ کنترل مشتق گیر ………………………………………………………………………………… ٧
١-٣ الگوریتم PID ………………………………………………………………………………………. ٨
١-۴ معیار ارزیابی عملکرد ……………………………………………………………………………. ٩
١-۵ دینامیک مدل فرآیندھای انتخاب شده …………………………………………………………….. ١٣
١-۶ خلاصه و نتیجه گیری ……………………………………………………………………………. ۱۵

فصل دوم: تنظیم کنترل PID
٢-١ مقدمه ………………………………………………………………………………………………. ۱۶
١٧ ………………………………………………………………… Ziegler-Nichols روش تنظیم ٢-٢
٢-٢-١ روش تنظیم حلقه بسته ) ZNروش تناوب و بھره نھایی) …………………………………… ١٨
٢-٢-٢ روش تنظیم حلقه باز ) ZNروش منحنی واکنش فرآیند) ……………………………………. ٢٠
٢-٢-٣ بررسی قوانین تنظیم ZNبرای فرآیند ھای دارای تاخیر زمانی ………………………….. ٢١
٢-٣ روش تنظیم Cohen-Coon (تنظیم حلقه باز) …………………………………………………. ٢٣
٢-٣-١ مقایسه روش تنظیم ZNو CC……….ا……………………………………………………… ۴٢
٢-۴ روش تنظیم بھره و فاز Åström – Hägglund (روش حلقه بسته) ………………………… ٢۴
٢-۵ روش تنظیم Poulin-Pomerleau برای فرآیندھای مرتبه دوم انتگرالی
دارای تاخیر زمانی (SOIPDT) – (روش تنظیم حلقه باز) ………………………………….. ٢٩

٢-۶ روش تنظیم De Paor-O’ Malley برای سیستم ھای ناپایدار حلقه باز مرتبه اول دارای تاخیر زمانی (FODUP) …………………………………………. ٣٢

٢-٧ روش تنظیم Venkatashankar-Chidambaram برای سیستم ھای مرتبه اول ناپایدار حلقه باز دارای تاخیر زمانی (FODUP) ………………………………… ٣۵

٢-٨ خلاصه و نتیجه گیری ……………………………………………………………………………. ٣٧

فصل سوم: بررسی روش بھینه سازی بر اساس الگوریتم اجتماع پرندگان
٣-١ مقدمه ………………………………………………………………………………………………۴۰
٣-٢ تاریخچه……………………………………………………………………………………………. ۴۰
٣-٣ اساس الگوریتم اجتماع پرندگان ………………………………………………………………… ۴۲
٣-۴ الگوریتم اجتماع پرندگان در حالت پیوسته …………………………………………………….. ۴۴
٣-۵ الگوریتم اجتماع پرندگان در حالت گسسته ……………………………………………………. ۴۵
٣-۶ پارامترھای PSO …………………..ا……………………………………………………………. ۴۷
۴٧ …………………………………………………………… (Inertia Weight) وزن اینرسی ١-۶-٣
٣-۶-٢ ضرایب شتاب …………………………………………………………………………………. ۴۸
٣-۶-٣ حداکثر سرعت ………………………………………………………………………………… ۴۹
٣-۶-۴ بعد مساله ………………………………………………………………………………………. ۵۰
٣-۶-۵ تعداد ذرات ……………………………………………………………………………………. ۵۰
٣-٧ انواع توپولوژی واصل ھمسایگی ………………………………………………………………. ۵۰
٣-٧-١ توپولوژی ستاره ………………………………………………………………………………. ۵۱

٣-٧-٢ توپولوژی حلقه ………………………………………………………………………………… ۵۲
٣-٧-٣ توپولوژی چرخی ……………………………………………………………………………… ۵۳
٣-٨ الگوریتمھای PSO ………ا……………………………………………………………………….۵۴
۵٣ ……………………………….. (Individual Best Algorithm) الگوریتم بھترین فردی ١-٨-٣

۵۵ ……………………………………. (Global Best Algorithm) الگوریتم بھترین جھانی ٢-٨-٣
۵۶ ………………………………………. (Local Best Algorithm) الگوریتم بھترین محلی ٣-٨-٣
٣-٩ ھمگرایی ………………………………………………………………………………………….. ۵۶
٣-١٠ مزیت ھای PSO ……………ا…………………………………………………………………. ۵۷
۵٧ ……………………………………………………………………………………… PSO عیب ١١-٣
٣-١٢ پیادهسازی الگوریتم پرندگان در حالت پیوسته ………………………………………………… ۵۷
٣-١٣ پیادهسازی الگوریتم پرندگان در حالت گسسته ………………………………………………… ۶۱
٣-۴١ خلاصه و نتیجه گیری …………………………………………………………………………. ۶۴

فصل چھارم: تنظیم کنترل PID با استفاده از الگوریتم PSO
۴-١ مقدمه ………………………………………………………………………………………………. ۶۵
۴-٢ روش تنظیم PSO …………………………….ا………………………………………………….. ۶۵
۴-٢-١ کاربرد PSO در تنظیم PID …………………………….ا…………………………………… ۶۶
۴-٢-٢ موقعیت الگوریتم PSO درون حلقه ………………………………………………………….. ۶۷
۴-٣ ارزیابی آماری از رفتار دینامیکی ذرات ھوشمند ………………………………………………. ۶۷
۴-۴ خلاصه و نتیجه گیری ……………………………………………………………………………. ۶۷

فصل پنجم: شبیه سازی و مقایسه عملکرد تکنیک PSO با سایر روش ھای تنظیم کنترل PID
۵-١ مقدمه ………………………………………………………………………………………………. ۶۹
۵-٢ اطلاعات اولیه برای انجام آزمایش ھا …………………………………………………………… ٧٠
۵-٣ آزمایش ھای تنظیم کنترل PID …………………………………………………………………. ٧٢
۵-٣-١ آزمایش(۵.١): تنظیم پارامترھای کنترل PID برای یک سیستم FOPDT برای تعقیب بھینه ورودی مرجع …………………………………….. ٧٢

۵-٣-٢ مشاھدات و تحلیل نتایج ……………………………………………………………………….. ٧٣
۵-۴-١ آزمایش (۵- ٢): تنظیم پارامترھای کنترل PID یک سیستم SOPDT برای تعقیب ورودی مرجع …………………………………………… ۶٧

۵-۴-٢ مشاھده و بررسی نتایج بدست آمده …………………………………………………………… ٧٧
۵-۵-١ آزمایش (۵.٣): تنظیم پارامترھای کنترل PID یک سیستم SOIPDT برای تعقیب ورودی مرجع …………………………………………. ٧٨

۵-۵-٢ مشاھده و بررسی نتایج بدست آمده …………………………………………………………… ٨١
۵-۶-١ آزمایش (۵.۴): تنظیم پارامترھای کنترل PID  یک سیستم FODUP برای تعقیب ورودی مرجع …………………………۸۳

۵-۶-٢ مشاھده و بررسی نتایج بدست آمده …………………………………………………………… ٨٣
۵-٧-١ آزمایش (۵.۵): تنظیم پارامترھای کنترل PID  یک سیستم FOPDT برای تعقیب ورودی مرجع و دفع اثر اغتشاش ۸۴

۵-٧-٢ مشاھدات و بررسی نتایج ……………………………………………………………………… ۵٨
۵-٨-١ آزمایش (۵.۶): تنظیم پارامترھای کنترل PID برای یک سیستم SOPDT برای تعقیب ورودی مرجع و دفع اثر اغتشاش ……………….. ٨٧

۵-٨-٢ مشاھدات و بررسی نتایج ……………………………………………………………………… ٨٧

۵-٩-١ آزمایش (۵.٧): تنظیم پارامترھای کنترل PID برای یک سیستم SOIPDT برای تعقیب ورودی مرجع و دفع اثر اغتشاش ……………… ٨٩

۵-٩-٢ مشاھدات و بررسی نتایج ……………………………………………………………………… ٨٩
۵-١٠- ١ آزمایش (۵.٨): تنظیم پارامترھای کنترل PID برای یک سیستم FODUP برای تعقیب ورودی مرجع و دفع اثر اغتشاش …………….. ٩٠

۵-١٠- ٢ مشاھدات و بررسی نتایج ……………………………………………………………………. ٩١
۹۲ ۵-١١ خلاصه و نتیجه گیری …………………………………………………………………………..

فصل ششم: تنظیم پارامترھای PID برای سیستم CSTR
۹۳ ۶-١ مقدمه ………………………………………………………………………………………………
۶-٢ توصیف سیستم CSTR …………………………………………………………………………. ٩٣
۶-٣ کنترل بھینه PID ھمراه با PSO ……………………….ا………………………………………. ۵٩
۶-۴ خلاصه و نتیجه گیری ……………………………………………………………………………. ٩٨

فصل ھفتم: نتیجه گیری و پیشنھادات
٧-١ مقدمه ………………………………………………………………………………………………. ٩٩
٧-٢ تنظیم PSO ………………………………………………………………………………………. ٩٩
٧-٣ مزایای روش PSO ……………………………………………………………………………. ١٠٠
٧-۴ پیشنھادات ……………………………………………………………………………………….. ١٠٠
۱۰۰ ٧-۵ خلاصه و نتیجه گیری
۱۰۱ مراجع

چکیده

سیستم ھای کنترل خطی با استفاده از تکنیک ھای تنظیم کلاسیک مانند روش ھای Ziegler-Nichols و Cohen-Coon کنترل می شوند. مطالعات تجربی نشان داده است که این روش ھای مرسوم عملکرد رضایت بخشی در کنترل سیستم ھایی که دارای ناپایداری در اثر رفتار شدید غیر خطی ھستند را از خود نشان نمی دھند. این موضوع به این دلیل می باشد که طراحان کنترل معمولاً ترجیح می دھند سیستم ھای غیر خطی را با استفاده از روش ھای سعی و خطا یا با استفاده از روش ھای تجربی تنظیم کنند. بنابراین نیاز برای تحقیق و گسترش یک تکنیک تنظیم مناسب که برای گستره وسیعی از حلقه ھای کنترلی که با استفاده از روش ھای مرسوم پاسخ رضایت بخشی از خود نشان نمی دھند ضروری می باشد.
ظھور تکنیک ھایی مانند ھوش تجمعی یا (Swarm Intelligence (SI باعث شد تا بسیاری از مسائل غیرخطی مھندسی حل بشوند. الگوریتم بھینه سازی پرندگان یا Particle Swarm Optimization(PSO) که در سال ۱۹۹۵ توسط Eberhart و Kennedy مطرح شده است، یک زیر رشته از SIبوده و از الگوی حرکت گروھی که در طبیعت رخ می دھد مانند حرکت گروھی پرندگان الھام گرفته شده است. در این روش اطلاعات “بھترین مکان” ھر ذره که بر اساس تجربیات قبلی بدست آمده است در اختیار تمام ذرات قرار داده می شود. در این تحقیق مساله شناسایی پارامترھای کنترلر PID به عنوان یک مساله بھینه سازی در نظر گرفته شده است. و تلاش شده است تا پارامترھای PID با استفاده از روش PSO بدست آید. از انواع مختلفی از مدل ھای سیستم ھای متداول که معمولاً در صنعت وجود دارند برای ارزیابی روش PSO استفاده شده است. مقایسه بین تکنیک PSO با سایر روش ھای مرسوم تنظیم پارامترھای کنترلر PID با استفاده از شبیه سازی انجام شده است.
بر خلاف کاربرد وسیع کنترل PID در صنعت یکی از مشکلات این کنترلر نبود یک روش تنظیم کنترلر جامع و قابل استفاده برای تمام انواع فرآیندھای صنعتی می باشد. بر این اساس مھمترین ھدف این پژوھش بدست آوردن روش تنظیم پارامترھای کنترل PID است به طوری که برای تمام انواع فرآیندھای موجود در صنعت قابل استفاده باشد.

مقدمه
در طول سالھای گذشته تکنیک ھای کنترل فرآیند در صنعت پیشرفت ھای بسیاری کرده است. روش ھای کنترل متعددی مانند کنترل تطبیقی، شبکه عصبی و کنترل فازی مورد مطالعه قرار گرفته اند. در میان این روش ھا مشھورترین روش کنترل PID میباشد که به دلیل ساختار ساده و عملکرد مقاوم در شرایط مختلف به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. متأسفانه به علت اینکه اکثر سیستم ھای صنعتی دارای مسائلی چون تأخیر زمانی، مرتبه بالا و عوامل غیرخطی میباشند تنظیم مناسب گین ھای کنترل PID برای این سیستم ھا مشکل میباشد. تنظیم بھینه یا نزدیک به بھینه پارامترھای PID با استفاده از روش ھای کلاسیک (روش ZNبرای مثال) بسیار مشکل میباشد. به این دلایل افزایش قابلیت کنترل PID بسیار مطلوب است. برای بھبود عملکرد کنترل PID برای کنترل مطلوب انواع مختلف سیستم ھای صنعتی از روش ھوش مصنوعی(AI) استفاده شده است. از روش ھای AIمانند شبکه عصبی، سیستم فازی و منطق فازی-عصبی به طور گسترده برای تنظیم مناسب پارامترھای کنترلر PID استفاده شده است.
الگوریتم پرندگان (PSO) که اولین بار توسط Kennedy و Eberhart معرفی شد یکی از جدیدترین الگوریتم ھای ابتکاری میباشد. PSO بوسیله شبیه سازی از یک سیستم اجتماعی ساده شده بدست آمده است و در حل بھینه مسائل غیرخطی دارای عملکرد مقاوم میباشد. تکنیک PSO قادر است یک راه حل با کیفیت بالا به ھمراه زمان محاسباتی کمتر و ھمگرایی پایدار نسبت به سایر روش ھای تصادفی بدست آورد. روش PSO یک تکنیک بھینه سازی عالی و یک رویکرد امیدوارکننده برای حل بھینه پارامترھای PID میباشد. بنابراین در این تحقیق کنترلر PSO-PID را برای جستجوی پارامترھای بھینه PID بررسی شده و روش بھینه سازی الگوریتم پرندگان برای طراحی بھینه کنترلر PID برای راکتور تانک ھمزن پیشنھاد میشود.

خلاصه و نتیجه گیری
این تحقیق در مورد تأثیر استفاده از الگوریتم PSO به عنوان یک ابزار برای تنظیم کنترلر PID میباشد. نتایج بدست آمده در این تحقیق نشان دھنده این نکته است که روش تنظیم PSO باعث بدست آوردن جواب بھینه شده و میتواند به انواع مختلف مدلھای صنعتی اعمال شود.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت

آخرین مطالب

مطالب مرتبط