طراحی کنترل بهینة 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 بهینة 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

چكيده ………………………………………………………………………………………………………. 1
مقدمه ……………………………………………………………………………………………………….. 2
اصطلاحات………………………………………………………………………………………………….. 3
فصل : ۱معرفي سيستم دورعمليات و کاربردهاي آن
-1-1مقدمه ……………………………………………………………………………………………….. 5
-2-1تعريف سيستم دورعمليات ………………………………………………………………………….. 5
-3-1ساختار كلي سيستم دورعمليات …………………………………………………………………….. 7
-4-1تاريخچه پيدايش سيستمهاي دورعمليات……………………………………………………………. 9
-5-1كاربردهاي سيستم دورعمليات………………………………………………………………………. 10
-1-5-1كاربردهاي هستهاي……………………………………………………………………………….. 10
-2-5-1كاربردها در زير آب ……………………………………………………………………………… 11
-3-5-1كاربردها در فضا………………………………………………………………………………….. 10
-4-5-1كاربردهاي پزشكي ……………………………………………………………………………….. 14
-5-5-1كاربردهاي صنعتي………………………………………………………………………………… 16
-6-5-1كاربردها در امنيت و مسائل حقوقي………………………………………………………………… 17
-7-5-1كاربردها در جلسات راه دور………………………………………………………………………. 18
-8-5-1كاربرد در سيستم اسكادا ………………………………………………………………………….. 18
فصل : ۲بررسي تئوريها و روشهاي مختلف کنترلي در سيستم دورعمليات
-1-2مقدمه ……………………………………………………………………………………………….. 21
-2-2تعاريف و تئوريهاي سيستم دورعمليات……………………………………………………………. 21
-1-2-2تعريف ترانسپارنسي در سيستم دورعمليات …………………………………………………………. 21
-2-2-2اثر تأخير زماني بر عملكرد سيستم………………………………………………………………….. 22
-3-2-2تئوري انفعالي …………………………………………………………………………………….. 23
-4-2-2تئوري متغيرهاي موج……………………………………………………………………………… 24
-5-2-2اثر متغيرهاي موج بر پسيويتي……………………………………………………………………… 26
-3-2بررسي روشهاي كنترلي در سيستم دورعمليات ……………………………………………………… 28
-1-3-2كنترلكننده انعكاس نيرو ………………………………………………………………………….. 28
-2-3-2كنترل وقفي توزيع شده……………………………………………………………………………. 28
-3-3-2روش خطاي موقعيت ……………………………………………………………………………… 29
-4-3-2روش انعكاس نيرو با پسيويتي ……………………………………………………………………… 30
-5-3-2كنترلكننده چهاركاناله……………………………………………………………………………. 31
-6-3-2كنترلكننده مود لغزشي …………………………………………………………………………… 33
-7-3-2روش كنترل تطبيقي ………………………………………………………………………………. 35
-8-3-2روش كنترل بهينه …………………………………………………………………………………. 36
-9-3-2كنترلكننده 37 …………………………………………………………………………………..LQG
-10-3-2كنترلكننده پايداري از طريق رويتگر كاهش مرتبه………………………………………………… 39
-11-3-2كنترلكننده فازي ……………………………………………………………………………….. 39
-12-3-2روش كنترل نظارتي……………………………………………………………………………… 41
-13-3-2روش كنترل رويداد-گرا…………………………………………………………………………. 42
44 ……………………………………………………………………………………….. PID – روش14-3-2
-15-3-2روش كنترل امپدانس ……………………………………………………………………………. 44
-16-3-2روش متغيرهاي موج …………………………………………………………………………….. 44
-17-3-2روش كنترل پايداري هايبريد …………………………………………………………………….. 46
-18-3-2روش كنترل پيشبين…………………………………………………………………………….. 47
-19-3-2روش كنترل پيشبين از طريق شبكههاي عصبي……………………………………………………. 50
فصل : ۳توصيف روش کنترل بهينه
-1-3مقدمه ……………………………………………………………………………………………….. 54
-2-3آشنايي با مفاهيم اوليه كنترل بهينه …………………………………………………………………… 54
-1-2-3مدل رياضي………………………………………………………………………………………. 54
-2-2-3محدوديتها و قيود فيزيكي……………………………………………………………………….. 55
-3-2-3شاخص عملكرد )تابع هزينه( ………………………………………………………………………. 55
-3-3مسأله كنترل بهينه ……………………………………………………………………………………. 56
-4-3مسأله تعقيب…………………………………………………………………………………………. 56
-4-3تعقيبكنندههاي خطي………………………………………………………………………………. 57
فصل : ۴توصيف فضاي حالت سيستم دورعمليات و شبيهسازي آن
-1-4مقدمه ……………………………………………………………………………………………….. 60
-2-4توصيف فضاي حالت سيستم دورعمليات …………………………………………………………… 60
-3-4فرضيات طراحي…………………………………………………………………………………….. 62
-4-4نمايش فضاي حالت سيستم دورعمليات فرمانده- فرمانبر يك درجه آزادي ………………………… 62
-5-4مدلسازي محيط……………………………………………………………………………………. 63
-6-4تقريب تأخير زماني در كانال انتقال………………………………………………………………….. 64
-7-4روش كنترل از طريق همگرايي ……………………………………………………………………… 65
-8-4پايداري سيستم كنترل در برابر تغييرات پارامترهاي طراحي………………………………………….. 68
-9-4شبيهسازي …………………………………………………………………………………………… 68
-1-9-4بررسي سيستم دورعمليات بدون اعمال تأخير زماني…………………………………………………. 71
-2-9-4بررسي سيستم دورعمليات با اعمال تنها يك عامل تأخير زماني………………………………………. 74
-3-9-4بررسي سيستم دورعمليات با اعمال دو عامل از سه عامل تأخير زماني ………………………………… 79
-4-9-4بررسي سيستم دورعمليات با اعمال تأخير زماني ثابت و مساوي ……………………………………… 83
-5-9-4بررسي سيستم دورعمليات با اعمال تأخير زماني ثابت ولي نامساوي ………………………………….. 86
-6-9-4بررسي سيستم دورعمليات با اعمال تأخير زماني متغير با زمان………………………………………… 88
-7-9-4بررسي سيستم دورعمليات با تغيير فيدبك نيرو از فرمانبر به فرمانده…………………………………… 90
فصل : ۵بکارگيري روش کنترل بهينه در مدل فضاي حالت سيستم دورعمليات و شبيهسازي آن
-1-5مقدمه ……………………………………………………………………………………………….. 94
-2-5توصيف فضاي حالت سيستم دورعمليات با بكارگيريكنترلكننده بهينه در طرف فرمانبر…………… 94
-3-5فرضيات طراحي…………………………………………………………………………………….. 96
-4-5نمايش فضاي حالت سيستم دورعمليات فرمانده- فرمانبر يك درجه آزادي ………………………… 96
-5-5محاسبة قانون كنترل در سيستم فرمانبر ………………………………………………………………. 98
-6-5شبيهسازي …………………………………………………………………………………………… 101
-1-6-5بررسي سيستم دورعمليات بدون اعمال تأخير زماني…………………………………………………. 104
-2-6-5بررسي سيستم دورعمليات با اعمال تنها يك عامل تأخير زماني………………………………………. 107
-3-6-5بررسي سيستم دورعمليات با اعمال تأخير زماني ثابت و مساوي ……………………………………… 111
-4-6-5بررسي سيستم دورعمليات با اعمال تأخير زماني ثابت ولي نامساوي ………………………………….. 113
-5-6-5بررسي سيستم دورعمليات با اعمال تأخيرهاي متغير با زمان………………………………………….. 116
-6-6-5بررسي سيستم دورعمليات با تغيير فيدبك نيرو از فرمانبر به فرمانده…………………………………… 117
-7-6-5بررسي سيستم دورعمليات با تغيير ضريب ارزشي Rبه ازاي تأخير ثابت……………………………… 120
فصل : ۶نتيجهگيري و پيشنهادات
-1-6نتيجهگيري ………………………………………………………………………………………….. 125
-2-6پيشنهادات…………………………………………………………………………………………… 125
فصل : ۷ضميمه
-1-7برنامه كامپيوتري…………………………………………………………………………………….. 127
فصل : ۸مراجع
-1-8مراجع……………………………………………………………………………………………….. 130

چکيده :
در اين پاياننامه، ساختار جديدي از كنترل سيستمهاي دورعمليات دوطرفه با تأخير زماني در كانال انتقال با استفاده از مسأله تعق يب كنندههاي خطي از روش كنترل بهينه جهت كاهش خطاي رديابي ارايه شده است. در اين ساختار جديد، كنترل كننده بهينه در طرف فرمانبر قرار داده شده كه سيگنالهاي موقعيت و سرعت فرمانده را همراه با تأخير زماني ناشي از كانال انتقال دريافت نموده و با مقايسة موقعيت و سرعت فرمانبر، سيگنال كنترلي را طوري به فرمانبر اعمال مي نمايد كه فرمانبر بتواند در حداقل زمان ممكن فرمانده را رديابي نمايد. در اين روش، انتخاب مناسب ضرايب ارزشي تابع هزينه نقش بسيار موثري در زمان رديابي فرمانده و فرمانبر ايفا م ينمايد. نتايج شبيهسازي روي بازوي مكانيكي يك درجة آزادي درستي عملكرد اين روش را نشان م يدهد.

واژه هاي كليدي :
سيستم دورعمليات، تاخير زماني، كنترل بهينه، سيستم فرمانده- فرمانبر، بازوي مكانيكي

مقدمه :
بيش از دو دهه است كه با رشد سريع اينترنت، كاربردهايي از تكنولوژي دورعمليات بطور پيوسته در زمينه هاي مختلفي از قبيل: اكتشافات فضايي، محيط هاي زير آب، پزشكي، معادن، صنايع، حمل مواد هسته اي، جابجايي مواد سمي، سرگرمي و … پيشرفت هاي قابل توجهي داشته است. بسياري از محققان گرايش زيادي به استفاده از اينترنت براي انتقال اطلاعات بين بخش هاي مختلف از يك ربات در محيط دور با توجه به مزاياي آشكار آن مانند هزينه پايين، دسترسي آسان و انعطاف بالا دارند با اين وجود، استفاده از اينترنت به دلايلي مانند قطع اتصال شبكه، گم شدن بسته هاي اطلاعاتي، محدوديت پهناي باند و مخصوصاً تأخير زماني ممكن است سبب ناپايداري، از دست رفتن ترانسپارنسي و ناهمزماني در سيستم دورعمليات خصوصاً در سيستم هاي شامل سوپر مديا و دوطرفه گردد. اصولاً در سيستم هاي دورعمليات دوطرفه علاوه بر از پايداري و ترانسپارنسي، دو هدف ديگر نيز وجود دارد كه كوپلينگ بسته بين اپراتور و محيط ريموت را تضمين مي نمايد. اولين هدف اين است كه، بازوي مكانيكي فرمانبر بايستي موقعيت بازوي مكانيكي فرمانده را رديابي نمايد. دومين هدف اين است كه وقتي فرمانبر با محيط در تماس است نيروي عكس العمل محيط روي فرمانبر بطور دقيق به فرمانده انتقال داده شود. امروزه مقالات بسياري وجود دارد كه انواع مختلفي از روشهاي كنترلي جهت غلبه بر ناپايداري و كاهش خطاي رديابي ناشي از تأخير زماني كانال انتقال را پيشنهاد داده اند. اين روشهاي مبتني بر تئوري پراكندگي، متغيرهاي موج، پسيويتي، سنتز µ ، كنترل بهينه، كنترل پيشگو، كنترل تطبيقي و بسياري اصول ديگر مي باشند. در سال 1957 اسميت روشي را به نام پيش بيني كنندة اسميت براي كاهش زمان تأخير ارائه نمود. در سال 1966 فرل براي اولين بار ناپايداري يك سيستم دورعمليات با حضور زمان تاخير را نشان داد. در سال 1981 ورتوت نشان داد كه پايداري چنين سيستمهايي با وجود زمان تأخير در صورتي كه پهناي باند سيستم به مقدار قابل توجهي كاهش پيدا كند امكان پذير م يباشد. در سال 1992 سالكودين با استفاده از تئوري ∞H طراحي كنترلر دوطرفه جهت حداقل سازي خطاي رديابي و حداكثر سازي ترانسپارنسي استفاده نمود. در سال 1997 ناي مير و اسلاتين روش متغيرهاي موج را در ارسال سيگنال در سيستمهاي دورعمليات بكار برده و از تئوري انفعالي براي پايداري سيستم بهره برد. در سال 2003، هانگ و لوئيس جهت جبران تأخيرهاي طولاني ناشي از كانال انتقال از روش كنترل پيشگو برمبناي شبكه هاي عصبي استفاده نمودهاند. در سال 2005، كامراني و مومني رفتار يك كنترلر تطبيقي چندتايي را با استفاده از روش پيشگويي موج چند متغيره براي تأخيرهاي زماني اتفاقي را بررسي نمودند. در سال 2006 سيروس پور يك كنترلر LQG را براي كنترل سيستمهاي دورعمليات تأخير ثابت ارايه نمود.
اين پايان نامه شامل شش فصل مي باشد. فصل اول به “معرفي سيستم هاي دورعمليات و كاربردهاي آن” مي پردازد .
در فصل دوم ” بررسي تئوريها و انواع روشهاي كنترلي در سيستم دورعمليات” و فصل سوم “توصيف روش كنترل بهينه” ارايه شده است. “توصيف فضاي حالت سيستم دورعمليات و شبيه سازي آن” در فصل چهارم ارايه شده است. و فصل پنجم “بكارگيري روش كنترل بهينه در مدل فضاي حالت سيستم دورعمليات و شبيه سازي آن” را ارايه مي كند.
نهايتاً در فصل ششم”نتيجه گيري و پيشنهادات” ارايه شده است.

نتيجه گيري :
ما ساختار جديدي از كنترل سيستمهاي دورعمليات دوطرفه با تأخير زماني در كانال انتقال با استفاده مسأله تعقيب كننده هاي خطي از روش كنترل بهينه پرداخته ايم. در اين ساختار، از كنترلر بهينه در طرف فرمانبر استفاده شده است كه كنترل كننده بهينه با دريافت سيگنالهاي تأخير دار موقعيت و سرعت زماني ناشي از كانال انتقال از فرمانده و مقايسة آن با موقعيت و سرعت فرمانبر سيگنال كنترلي را طوري به فرمانبر اعمال مي نمايد كه فرمانبر بتواند در حداقل زمان ممكن فرمانده را رديابي نمايد. اين روش داراي چندين مزيت است كه عبارتند از :
1-بازوي مكانيكي فرمانبر قادر است تا موقعيت بازوي مكانيكي فرمانده را به ازاي هر نوع تأخير زماني كانال انتقال رديابي نمايد.
2- وقتي فرمانبر با محيط در تماس است نيروي عكس العمل محيط روي فرمانبر بطور دقيق به فرمانده انتقال داده شده و فرمانبر مي تواند فرمانده را به هر مقدار از نيروي عكس العمل محيط تعقيب نمايد.
3- پايداري سيستم دورعمليات به ازاي هر نوع تأخير زماني حفظ مي شود.
4-كاهش مدت زمان رديابي و عملكرد بهتر با بكارگيري روش بهينه نسبت به روش قبلي
نتايج شبيه سازي هاي انجام شده روي بازوي مكانيكي غيرخطي يك درجة آزادي درستي عملكرد اين روش را نشان مي 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