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
1 چکيده
2 مقدمه

فصل اول: کنترل PID
١-١ مقدمه ………………………………………………………………………………………………… ٣
1-2-1 کنترل تناسبی …………………………………………………………………………………….. ٣
1-2-2 کنترل انتگرال گير ………………………………………………………………………………. ۶
1-2-3 کنترل مشتق گير ………………………………………………………………………………… ٧
١-٣ الگوريتم PID ………………………………………………………………………………………. ٨
١-۴ معيار ارزيابی عملکرد ……………………………………………………………………………. ٩
١-۵ ديناميک مدل فرآيندھای انتخاب شده …………………………………………………………….. ١٣
١-۶ خلاصه و نتيجه گيری ……………………………………………………………………………. 15

فصل دوم: تنظيم کنترل PID
٢-١ مقدمه ………………………………………………………………………………………………. 16
١٧ ………………………………………………………………… Ziegler-Nichols روش تنظيم ٢-٢
٢-٢-١ روش تنظيم حلقه بسته ) ZNروش تناوب و بھره نھايی) …………………………………… ١٨
٢-٢-٢ روش تنظيم حلقه باز ) ZNروش منحنی واکنش فرآيند) ……………………………………. ٢٠
٢-٢-٣ بررسی قوانين تنظيم ZNبرای فرآيند ھای دارای تاخير زمانی ………………………….. ٢١
٢-٣ روش تنظيم Cohen-Coon (تنظيم حلقه باز) …………………………………………………. ٢٣
٢-٣-١ مقايسه روش تنظيم ZNو CC……….ا……………………………………………………… ۴٢
٢-۴ روش تنظيم بھره و فاز Åström – Hägglund (روش حلقه بسته) ………………………… ٢٤
٢-۵ روش تنظيم Poulin-Pomerleau برای فرآيندھای مرتبه دوم انتگرالی
دارای تاخير زمانی (SOIPDT) – (روش تنظيم حلقه باز) ………………………………….. ٢٩

٢-۶ روش تنظيم De Paor-O’ Malley برای سيستم ھای ناپايدار حلقه باز مرتبه اول دارای تاخير زمانی (FODUP) …………………………………………. ٣٢

٢-٧ روش تنظيم Venkatashankar-Chidambaram برای سيستم ھای مرتبه اول ناپايدار حلقه باز دارای تاخير زمانی (FODUP) ………………………………… ٣٥

٢-٨ خلاصه و نتيجه گيری ……………………………………………………………………………. ٣٧

فصل سوم: بررسي روش بھينه سازي بر اساس الگوريتم اجتماع پرندگان
٣-١ مقدمه ………………………………………………………………………………………………40
٣-٢ تاريخچه……………………………………………………………………………………………. 40
٣-٣ اساس الگوريتم اجتماع پرندگان ………………………………………………………………… 42
٣-۴ الگوريتم اجتماع پرندگان در حالت پيوسته …………………………………………………….. ۴۴
٣-۵ الگوريتم اجتماع پرندگان در حالت گسسته ……………………………………………………. ۴۵
٣-۶ پارامترھاي PSO …………………..ا……………………………………………………………. 47
۴٧ …………………………………………………………… (Inertia Weight) وزن اينرسی ١-۶-٣
٣-۶-٢ ضرايب شتاب …………………………………………………………………………………. 48
٣-۶-٣ حداكثر سرعت ………………………………………………………………………………… 49
٣-۶-۴ بعد مساله ………………………………………………………………………………………. 50
٣-۶-۵ تعداد ذرات ……………………………………………………………………………………. 50
٣-٧ انواع توپولوژي واصل ھمسايگي ………………………………………………………………. 50
٣-٧-١ توپولوژي ستاره ………………………………………………………………………………. 51

٣-٧-٢ توپولوژي حلقه ………………………………………………………………………………… 52
٣-٧-٣ توپولوژي چرخي ……………………………………………………………………………… 53
٣-٨ الگوريتمھاي PSO ………ا……………………………………………………………………….54
۵٣ ……………………………….. (Individual Best Algorithm) الگوريتم بھترين فردي ١-٨-٣

۵۵ ……………………………………. (Global Best Algorithm) الگوريتم بھترين جھاني ٢-٨-٣
۵۶ ………………………………………. (Local Best Algorithm) الگوريتم بھترين محلي ٣-٨-٣
٣-٩ ھمگرايي ………………………………………………………………………………………….. ۵۶
٣-١٠ مزيت ھاي PSO ……………ا…………………………………………………………………. 57
۵٧ ……………………………………………………………………………………… PSO عيب ١١-٣
٣-١٢ پيادهسازي الگوريتم پرندگان در حالت پيوسته ………………………………………………… 57
٣-١٣ پيادهسازي الگوريتم پرندگان در حالت گسسته ………………………………………………… 61
٣-۴١ خلاصه و نتيجه گيری …………………………………………………………………………. ۶۴

فصل چھارم: تنظيم کنترل PID با استفاده از الگوريتم PSO
۴-١ مقدمه ………………………………………………………………………………………………. ۶۵
۴-٢ روش تنظيم PSO …………………………….ا………………………………………………….. ۶۵
۴-٢-١ کاربرد PSO در تنظيم PID …………………………….ا…………………………………… ۶۶
۴-٢-٢ موقعيت الگوريتم PSO درون حلقه ………………………………………………………….. 67
۴-٣ ارزيابی آماری از رفتار ديناميکی ذرات ھوشمند ………………………………………………. 67
۴-۴ خلاصه و نتيجه گيری ……………………………………………………………………………. 67

فصل پنجم: شبيه سازی و مقايسه عملکرد تکنيک PSO با ساير روش ھای تنظيم کنترل PID
۵-١ مقدمه ………………………………………………………………………………………………. 69
۵-٢ اطلاعات اوليه برای انجام آزمايش ھا …………………………………………………………… ٧٠
۵-٣ آزمايش ھای تنظيم کنترل PID …………………………………………………………………. ٧٢
۵-٣-١ آزمايش(۵.١): تنظيم پارامترھای کنترل PID برای يک سيستم FOPDT برای تعقيب بھينه ورودی مرجع …………………………………….. ٧٢

۵-٣-٢ مشاھدات و تحليل نتايج ……………………………………………………………………….. ٧٣
۵-۴-١ آزمايش (۵- ٢): تنظيم پارامترھای کنترل PID يک سيستم SOPDT برای تعقيب ورودی مرجع …………………………………………… ۶٧

۵-۴-٢ مشاھده و بررسی نتايج بدست آمده …………………………………………………………… ٧٧
۵-۵-١ آزمايش (۵.٣): تنظيم پارامترھای کنترل PID يک سيستم SOIPDT برای تعقيب ورودی مرجع …………………………………………. ٧٨

۵-۵-٢ مشاھده و بررسی نتايج بدست آمده …………………………………………………………… ٨١
۵-۶-١ آزمايش (۵.۴): تنظيم پارامترھای کنترل PID  يک سيستم FODUP برای تعقيب ورودی مرجع …………………………83

۵-۶-٢ مشاھده و بررسی نتايج بدست آمده …………………………………………………………… ٨٣
۵-٧-١ آزمايش (۵.۵): تنظيم پارامترھای کنترل PID  يک سيستم FOPDT برای تعقيب ورودی مرجع و دفع اثر اغتشاش 84

۵-٧-٢ مشاھدات و بررسی نتايج ……………………………………………………………………… ۵٨
۵-٨-١ آزمايش (۵.۶): تنظيم پارامترھای کنترل PID برای يک سيستم SOPDT برای تعقيب ورودی مرجع و دفع اثر اغتشاش ……………….. ٨٧

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

۵-٩-١ آزمايش (۵.٧): تنظيم پارامترھای کنترل PID برای يک سيستم SOIPDT برای تعقيب ورودی مرجع و دفع اثر اغتشاش ……………… ٨٩

۵-٩-٢ مشاھدات و بررسی نتايج ……………………………………………………………………… ٨٩
۵-١٠- ١ آزمايش (۵.٨): تنظيم پارامترھای کنترل PID برای يک سيستم FODUP برای تعقيب ورودی مرجع و دفع اثر اغتشاش …………….. ٩٠

۵-١٠- ٢ مشاھدات و بررسی نتايج ……………………………………………………………………. ٩١
92 ۵-١١ خلاصه و نتيجه گيری …………………………………………………………………………..

فصل ششم: تنظيم پارامترھای PID برای سيستم CSTR
93 ۶-١ مقدمه ………………………………………………………………………………………………
۶-٢ توصيف سيستم CSTR …………………………………………………………………………. ٩٣
۶-٣ کنترل بھينه PID ھمراه با PSO ……………………….ا………………………………………. ۵٩
۶-۴ خلاصه و نتيجه گيری ……………………………………………………………………………. ٩٨

فصل ھفتم: نتيجه گيری و پيشنھادات
٧-١ مقدمه ………………………………………………………………………………………………. ٩٩
٧-٢ تنظيم PSO ………………………………………………………………………………………. ٩٩
٧-٣ مزايای روش PSO ……………………………………………………………………………. ١٠٠
٧-۴ پيشنھادات ……………………………………………………………………………………….. ١٠٠
100 ٧-۵ خلاصه و نتيجه گيری
101 مراجع

چکيده

سيستم ھای کنترل خطی با استفاده از تکنيک ھای تنظيم کلاسيک مانند روش ھای Ziegler-Nichols و Cohen-Coon کنترل می شوند. مطالعات تجربی نشان داده است که اين روش ھای مرسوم عملکرد رضايت بخشی در کنترل سيستم ھايی که دارای ناپايداری در اثر رفتار شديد غير خطی ھستند را از خود نشان نمی دھند. اين موضوع به اين دليل می باشد که طراحان کنترل معمولاً ترجيح می دھند سيستم ھای غير خطی را با استفاده از روش ھای سعی و خطا يا با استفاده از روش ھای تجربی تنظيم کنند. بنابراين نياز برای تحقيق و گسترش يک تکنيک تنظيم مناسب که برای گستره وسيعی از حلقه ھای کنترلی که با استفاده از روش ھای مرسوم پاسخ رضايت بخشی از خود نشان نمی دھند ضروری می باشد.
ظھور تکنيک ھايی مانند ھوش تجمعی يا (Swarm Intelligence (SI باعث شد تا بسياری از مسائل غيرخطی مھندسی حل بشوند. الگوريتم بھينه سازی پرندگان يا Particle Swarm Optimization(PSO) که در سال 1995 توسط Eberhart و Kennedy مطرح شده است، يک زير رشته از SIبوده و از الگوی حرکت گروھی که در طبيعت رخ می دھد مانند حرکت گروھی پرندگان الھام گرفته شده است. در اين روش اطلاعات “بھترين مکان” ھر ذره که بر اساس تجربيات قبلی بدست آمده است در اختيار تمام ذرات قرار داده می شود. در اين تحقيق مساله شناسايی پارامترھای کنترلر PID به عنوان يک مساله بھينه سازی در نظر گرفته شده است. و تلاش شده است تا پارامترھای PID با استفاده از روش PSO بدست آيد. از انواع مختلفی از مدل ھای سيستم ھای متداول که معمولاً در صنعت وجود دارند برای ارزيابی روش PSO استفاده شده است. مقايسه بين تکنيک PSO با ساير روش ھای مرسوم تنظيم پارامترھای کنترلر PID با استفاده از شبيه سازی انجام شده است.
بر خلاف کاربرد وسيع کنترل PID در صنعت يکی از مشکلات اين کنترلر نبود يک روش تنظيم کنترلر جامع و قابل استفاده برای تمام انواع فرآيندھای صنعتی می باشد. بر اين اساس مھمترين ھدف اين پژوھش بدست آوردن روش تنظيم پارامترھای کنترل PID است به طوری که برای تمام انواع فرآيندھای موجود در صنعت قابل استفاده باشد.

مقدمه
در طول سالھای گذشته تکنيک ھای کنترل فرآيند در صنعت پيشرفت ھای بسياری کرده است. روش ھای کنترل متعددی مانند کنترل تطبيقی، شبکه عصبی و کنترل فازی مورد مطالعه قرار گرفته اند. در ميان اين روش ھا مشھورترين روش کنترل PID ميباشد که به دليل ساختار ساده و عملکرد مقاوم در شرايط مختلف به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. متأسفانه به علت اينکه اکثر سيستم ھای صنعتی دارای مسائلی چون تأخير زمانی، مرتبه بالا و عوامل غيرخطی ميباشند تنظيم مناسب گين ھای کنترل PID برای اين سيستم ھا مشکل ميباشد. تنظيم بھينه يا نزديک به بھينه پارامترھای PID با استفاده از روش ھای کلاسيک (روش ZNبرای مثال) بسيار مشکل ميباشد. به اين دلايل افزايش قابليت کنترل PID بسيار مطلوب است. برای بھبود عملکرد کنترل PID برای کنترل مطلوب انواع مختلف سيستم ھای صنعتی از روش ھوش مصنوعی(AI) استفاده شده است. از روش ھای AIمانند شبکه عصبی، سيستم فازی و منطق فازی-عصبی به طور گسترده برای تنظيم مناسب پارامترھای کنترلر PID استفاده شده است.
الگوريتم پرندگان (PSO) که اولين بار توسط Kennedy و Eberhart معرفی شد يکی از جديدترين الگوريتم ھای ابتکاری ميباشد. PSO بوسيله شبيه سازی از يک سيستم اجتماعی ساده شده بدست آمده است و در حل بھينه مسائل غيرخطی دارای عملکرد مقاوم ميباشد. تکنيک PSO قادر است يک راه حل با کيفيت بالا به ھمراه زمان محاسباتی کمتر و ھمگرايی پايدار نسبت به ساير روش ھای تصادفی بدست آورد. روش PSO يک تکنيک بھينه سازی عالی و يک رويکرد اميدوارکننده برای حل بھينه پارامترھای PID ميباشد. بنابراين در اين تحقيق کنترلر PSO-PID را برای جستجوی پارامترھای بھينه PID بررسی شده و روش بھينه سازی الگوريتم پرندگان برای طراحی بھينه کنترلر PID برای راکتور تانک ھمزن پيشنھاد ميشود.

خلاصه و نتيجه گيری
اين تحقيق در مورد تأثير استفاده از الگوريتم PSO به عنوان يک ابزار برای تنظيم کنترلر PID ميباشد. نتايج بدست آمده در اين تحقيق نشان دھنده اين نکته است که روش تنظيم PSO باعث بدست آوردن جواب بھينه شده و ميتواند 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