طراحی کنترل بهینه سیستمهای دورعملیات جهت کاهش خطای ردیابی – برق

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی برق
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:250
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

طراحی کنترل بهینه سیستمهای دورعملیات جهت کاهش خطای ردیابی – 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

فهرست مطالب

چکیده ………………………………………………………………………………………………………. ۱
مقدمه ……………………………………………………………………………………………………….. ۲
اصطلاحات………………………………………………………………………………………………….. ۳
فصل : ۱معرفی سیستم دورعملیات و کاربردهای آن
-۱-۱مقدمه ……………………………………………………………………………………………….. ۵
-۲-۱تعریف سیستم دورعملیات ………………………………………………………………………….. ۵
-۳-۱ساختار کلی سیستم دورعملیات …………………………………………………………………….. ۷
-۴-۱تاریخچه پیدایش سیستمهای دورعملیات……………………………………………………………. ۹
-۵-۱کاربردهای سیستم دورعملیات………………………………………………………………………. ۱۰
-۱-۵-۱کاربردهای هستهای……………………………………………………………………………….. ۱۰
-۲-۵-۱کاربردها در زیر آب ……………………………………………………………………………… ۱۱
-۳-۵-۱کاربردها در فضا………………………………………………………………………………….. ۱۰
-۴-۵-۱کاربردهای پزشکی ……………………………………………………………………………….. ۱۴
-۵-۵-۱کاربردهای صنعتی………………………………………………………………………………… ۱۶
-۶-۵-۱کاربردها در امنیت و مسائل حقوقی………………………………………………………………… ۱۷
-۷-۵-۱کاربردها در جلسات راه دور………………………………………………………………………. ۱۸
-۸-۵-۱کاربرد در سیستم اسکادا ………………………………………………………………………….. ۱۸
فصل : ۲بررسی تئوریها و روشهای مختلف کنترلی در سیستم دورعملیات
-۱-۲مقدمه ……………………………………………………………………………………………….. ۲۱
-۲-۲تعاریف و تئوریهای سیستم دورعملیات……………………………………………………………. ۲۱
-۱-۲-۲تعریف ترانسپارنسی در سیستم دورعملیات …………………………………………………………. ۲۱
-۲-۲-۲اثر تأخیر زمانی بر عملکرد سیستم………………………………………………………………….. ۲۲
-۳-۲-۲تئوری انفعالی …………………………………………………………………………………….. ۲۳
-۴-۲-۲تئوری متغیرهای موج……………………………………………………………………………… ۲۴
-۵-۲-۲اثر متغیرهای موج بر پسیویتی……………………………………………………………………… ۲۶
-۳-۲بررسی روشهای کنترلی در سیستم دورعملیات ……………………………………………………… ۲۸
-۱-۳-۲کنترلکننده انعکاس نیرو ………………………………………………………………………….. ۲۸
-۲-۳-۲کنترل وقفی توزیع شده……………………………………………………………………………. ۲۸
-۳-۳-۲روش خطای موقعیت ……………………………………………………………………………… ۲۹
-۴-۳-۲روش انعکاس نیرو با پسیویتی ……………………………………………………………………… ۳۰
-۵-۳-۲کنترلکننده چهارکاناله……………………………………………………………………………. ۳۱
-۶-۳-۲کنترلکننده مود لغزشی …………………………………………………………………………… ۳۳
-۷-۳-۲روش کنترل تطبیقی ………………………………………………………………………………. ۳۵
-۸-۳-۲روش کنترل بهینه …………………………………………………………………………………. ۳۶
-۹-۳-۲کنترلکننده ۳۷ …………………………………………………………………………………..LQG
-۱۰-۳-۲کنترلکننده پایداری از طریق رویتگر کاهش مرتبه………………………………………………… ۳۹
-۱۱-۳-۲کنترلکننده فازی ……………………………………………………………………………….. ۳۹
-۱۲-۳-۲روش کنترل نظارتی……………………………………………………………………………… ۴۱
-۱۳-۳-۲روش کنترل رویداد-گرا…………………………………………………………………………. ۴۲
۴۴ ……………………………………………………………………………………….. PID – روش۱۴-۳-۲
-۱۵-۳-۲روش کنترل امپدانس ……………………………………………………………………………. ۴۴
-۱۶-۳-۲روش متغیرهای موج …………………………………………………………………………….. ۴۴
-۱۷-۳-۲روش کنترل پایداری هایبرید …………………………………………………………………….. ۴۶
-۱۸-۳-۲روش کنترل پیشبین…………………………………………………………………………….. ۴۷
-۱۹-۳-۲روش کنترل پیشبین از طریق شبکههای عصبی……………………………………………………. ۵۰
فصل : ۳توصیف روش کنترل بهینه
-۱-۳مقدمه ……………………………………………………………………………………………….. ۵۴
-۲-۳آشنایی با مفاهیم اولیه کنترل بهینه …………………………………………………………………… ۵۴
-۱-۲-۳مدل ریاضی………………………………………………………………………………………. ۵۴
-۲-۲-۳محدودیتها و قیود فیزیکی……………………………………………………………………….. ۵۵
-۳-۲-۳شاخص عملکرد )تابع هزینه( ………………………………………………………………………. ۵۵
-۳-۳مسأله کنترل بهینه ……………………………………………………………………………………. ۵۶
-۴-۳مسأله تعقیب…………………………………………………………………………………………. ۵۶
-۴-۳تعقیبکنندههای خطی………………………………………………………………………………. ۵۷
فصل : ۴توصیف فضای حالت سیستم دورعملیات و شبیهسازی آن
-۱-۴مقدمه ……………………………………………………………………………………………….. ۶۰
-۲-۴توصیف فضای حالت سیستم دورعملیات …………………………………………………………… ۶۰
-۳-۴فرضیات طراحی…………………………………………………………………………………….. ۶۲
-۴-۴نمایش فضای حالت سیستم دورعملیات فرمانده- فرمانبر یک درجه آزادی ………………………… ۶۲
-۵-۴مدلسازی محیط……………………………………………………………………………………. ۶۳
-۶-۴تقریب تأخیر زمانی در کانال انتقال………………………………………………………………….. ۶۴
-۷-۴روش کنترل از طریق همگرایی ……………………………………………………………………… ۶۵
-۸-۴پایداری سیستم کنترل در برابر تغییرات پارامترهای طراحی………………………………………….. ۶۸
-۹-۴شبیهسازی …………………………………………………………………………………………… ۶۸
-۱-۹-۴بررسی سیستم دورعملیات بدون اعمال تأخیر زمانی…………………………………………………. ۷۱
-۲-۹-۴بررسی سیستم دورعملیات با اعمال تنها یک عامل تأخیر زمانی………………………………………. ۷۴
-۳-۹-۴بررسی سیستم دورعملیات با اعمال دو عامل از سه عامل تأخیر زمانی ………………………………… ۷۹
-۴-۹-۴بررسی سیستم دورعملیات با اعمال تأخیر زمانی ثابت و مساوی ……………………………………… ۸۳
-۵-۹-۴بررسی سیستم دورعملیات با اعمال تأخیر زمانی ثابت ولی نامساوی ………………………………….. ۸۶
-۶-۹-۴بررسی سیستم دورعملیات با اعمال تأخیر زمانی متغیر با زمان………………………………………… ۸۸
-۷-۹-۴بررسی سیستم دورعملیات با تغییر فیدبک نیرو از فرمانبر به فرمانده…………………………………… ۹۰
فصل : ۵بکارگیری روش کنترل بهینه در مدل فضای حالت سیستم دورعملیات و شبیهسازی آن
-۱-۵مقدمه ……………………………………………………………………………………………….. ۹۴
-۲-۵توصیف فضای حالت سیستم دورعملیات با بکارگیریکنترلکننده بهینه در طرف فرمانبر…………… ۹۴
-۳-۵فرضیات طراحی…………………………………………………………………………………….. ۹۶
-۴-۵نمایش فضای حالت سیستم دورعملیات فرمانده- فرمانبر یک درجه آزادی ………………………… ۹۶
-۵-۵محاسبه قانون کنترل در سیستم فرمانبر ………………………………………………………………. ۹۸
-۶-۵شبیهسازی …………………………………………………………………………………………… ۱۰۱
-۱-۶-۵بررسی سیستم دورعملیات بدون اعمال تأخیر زمانی…………………………………………………. ۱۰۴
-۲-۶-۵بررسی سیستم دورعملیات با اعمال تنها یک عامل تأخیر زمانی………………………………………. ۱۰۷
-۳-۶-۵بررسی سیستم دورعملیات با اعمال تأخیر زمانی ثابت و مساوی ……………………………………… ۱۱۱
-۴-۶-۵بررسی سیستم دورعملیات با اعمال تأخیر زمانی ثابت ولی نامساوی ………………………………….. ۱۱۳
-۵-۶-۵بررسی سیستم دورعملیات با اعمال تأخیرهای متغیر با زمان………………………………………….. ۱۱۶
-۶-۶-۵بررسی سیستم دورعملیات با تغییر فیدبک نیرو از فرمانبر به فرمانده…………………………………… ۱۱۷
-۷-۶-۵بررسی سیستم دورعملیات با تغییر ضریب ارزشی Rبه ازای تأخیر ثابت……………………………… ۱۲۰
فصل : ۶نتیجهگیری و پیشنهادات
-۱-۶نتیجهگیری ………………………………………………………………………………………….. ۱۲۵
-۲-۶پیشنهادات…………………………………………………………………………………………… ۱۲۵
فصل : ۷ضمیمه
-۱-۷برنامه کامپیوتری…………………………………………………………………………………….. ۱۲۷
فصل : ۸مراجع
-۱-۸مراجع……………………………………………………………………………………………….. ۱۳۰

چکیده :
در این پایاننامه، ساختار جدیدی از کنترل سیستمهای دورعملیات دوطرفه با تأخیر زمانی در کانال انتقال با استفاده از مسأله تعق یب کنندههای خطی از روش کنترل بهینه جهت کاهش خطای ردیابی ارایه شده است. در این ساختار جدید، کنترل کننده بهینه در طرف فرمانبر قرار داده شده که سیگنالهای موقعیت و سرعت فرمانده را همراه با تأخیر زمانی ناشی از کانال انتقال دریافت نموده و با مقایسه موقعیت و سرعت فرمانبر، سیگنال کنترلی را طوری به فرمانبر اعمال می نماید که فرمانبر بتواند در حداقل زمان ممکن فرمانده را ردیابی نماید. در این روش، انتخاب مناسب ضرایب ارزشی تابع هزینه نقش بسیار موثری در زمان ردیابی فرمانده و فرمانبر ایفا م ینماید. نتایج شبیهسازی روی بازوی مکانیکی یک درجه آزادی درستی عملکرد این روش را نشان م یدهد.

واژه های کلیدی :
سیستم دورعملیات، تاخیر زمانی، کنترل بهینه، سیستم فرمانده- فرمانبر، بازوی مکانیکی

مقدمه :
بیش از دو دهه است که با رشد سریع اینترنت، کاربردهایی از تکنولوژی دورعملیات بطور پیوسته در زمینه های مختلفی از قبیل: اکتشافات فضایی، محیط های زیر آب، پزشکی، معادن، صنایع، حمل مواد هسته ای، جابجایی مواد سمی، سرگرمی و … پیشرفت های قابل توجهی داشته است. بسیاری از محققان گرایش زیادی به استفاده از اینترنت برای انتقال اطلاعات بین بخش های مختلف از یک ربات در محیط دور با توجه به مزایای آشکار آن مانند هزینه پایین، دسترسی آسان و انعطاف بالا دارند با این وجود، استفاده از اینترنت به دلایلی مانند قطع اتصال شبکه، گم شدن بسته های اطلاعاتی، محدودیت پهنای باند و مخصوصاً تأخیر زمانی ممکن است سبب ناپایداری، از دست رفتن ترانسپارنسی و ناهمزمانی در سیستم دورعملیات خصوصاً در سیستم های شامل سوپر مدیا و دوطرفه گردد. اصولاً در سیستم های دورعملیات دوطرفه علاوه بر از پایداری و ترانسپارنسی، دو هدف دیگر نیز وجود دارد که کوپلینگ بسته بین اپراتور و محیط ریموت را تضمین می نماید. اولین هدف این است که، بازوی مکانیکی فرمانبر بایستی موقعیت بازوی مکانیکی فرمانده را ردیابی نماید. دومین هدف این است که وقتی فرمانبر با محیط در تماس است نیروی عکس العمل محیط روی فرمانبر بطور دقیق به فرمانده انتقال داده شود. امروزه مقالات بسیاری وجود دارد که انواع مختلفی از روشهای کنترلی جهت غلبه بر ناپایداری و کاهش خطای ردیابی ناشی از تأخیر زمانی کانال انتقال را پیشنهاد داده اند. این روشهای مبتنی بر تئوری پراکندگی، متغیرهای موج، پسیویتی، سنتز µ ، کنترل بهینه، کنترل پیشگو، کنترل تطبیقی و بسیاری اصول دیگر می باشند. در سال ۱۹۵۷ اسمیت روشی را به نام پیش بینی کننده اسمیت برای کاهش زمان تأخیر ارائه نمود. در سال ۱۹۶۶ فرل برای اولین بار ناپایداری یک سیستم دورعملیات با حضور زمان تاخیر را نشان داد. در سال ۱۹۸۱ ورتوت نشان داد که پایداری چنین سیستمهایی با وجود زمان تأخیر در صورتی که پهنای باند سیستم به مقدار قابل توجهی کاهش پیدا کند امکان پذیر م یباشد. در سال ۱۹۹۲ سالکودین با استفاده از تئوری ∞H طراحی کنترلر دوطرفه جهت حداقل سازی خطای ردیابی و حداکثر سازی ترانسپارنسی استفاده نمود. در سال ۱۹۹۷ نای میر و اسلاتین روش متغیرهای موج را در ارسال سیگنال در سیستمهای دورعملیات بکار برده و از تئوری انفعالی برای پایداری سیستم بهره برد. در سال ۲۰۰۳، هانگ و لوئیس جهت جبران تأخیرهای طولانی ناشی از کانال انتقال از روش کنترل پیشگو برمبنای شبکه های عصبی استفاده نمودهاند. در سال ۲۰۰۵، کامرانی و مومنی رفتار یک کنترلر تطبیقی چندتایی را با استفاده از روش پیشگویی موج چند متغیره برای تأخیرهای زمانی اتفاقی را بررسی نمودند. در سال ۲۰۰۶ سیروس پور یک کنترلر LQG را برای کنترل سیستمهای دورعملیات تأخیر ثابت ارایه نمود.
این پایان نامه شامل شش فصل می باشد. فصل اول به “معرفی سیستم های دورعملیات و کاربردهای آن” می پردازد .
در فصل دوم ” بررسی تئوریها و انواع روشهای کنترلی در سیستم دورعملیات” و فصل سوم “توصیف روش کنترل بهینه” ارایه شده است. “توصیف فضای حالت سیستم دورعملیات و شبیه سازی آن” در فصل چهارم ارایه شده است. و فصل پنجم “بکارگیری روش کنترل بهینه در مدل فضای حالت سیستم دورعملیات و شبیه سازی آن” را ارایه می کند.
نهایتاً در فصل ششم”نتیجه گیری و پیشنهادات” ارایه شده است.

نتیجه گیری :
ما ساختار جدیدی از کنترل سیستمهای دورعملیات دوطرفه با تأخیر زمانی در کانال انتقال با استفاده مسأله تعقیب کننده های خطی از روش کنترل بهینه پرداخته ایم. در این ساختار، از کنترلر بهینه در طرف فرمانبر استفاده شده است که کنترل کننده بهینه با دریافت سیگنالهای تأخیر دار موقعیت و سرعت زمانی ناشی از کانال انتقال از فرمانده و مقایسه آن با موقعیت و سرعت فرمانبر سیگنال کنترلی را طوری به فرمانبر اعمال می نماید که فرمانبر بتواند در حداقل زمان ممکن فرمانده را ردیابی نماید. این روش دارای چندین مزیت است که عبارتند از :
۱-بازوی مکانیکی فرمانبر قادر است تا موقعیت بازوی مکانیکی فرمانده را به ازای هر نوع تأخیر زمانی کانال انتقال ردیابی نماید.
۲- وقتی فرمانبر با محیط در تماس است نیروی عکس العمل محیط روی فرمانبر بطور دقیق به فرمانده انتقال داده شده و فرمانبر می تواند فرمانده را به هر مقدار از نیروی عکس العمل محیط تعقیب نماید.
۳- پایداری سیستم دورعملیات به ازای هر نوع تأخیر زمانی حفظ می شود.
۴-کاهش مدت زمان ردیابی و عملکرد بهتر با بکارگیری روش بهینه نسبت به روش قبلی
نتایج شبیه سازی های انجام شده روی بازوی مکانیکی غیرخطی یک درجه آزادی درستی عملکرد این روش را نشان می دهد.

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