در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده حصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی برق – کنترل

عنوان:

طراحی کنترل کننده LQR برای سیستم های غیرخطی و مطالعه عوامل غیرخطی در عملکرد آن

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
چکیده
در این پژوهش آغاز اندازه مطلوبیت عملکرد کنترل کننده LQR برای فرایند CSTR در نقاط کار مختلف توسط معیار PSM (اندازه گیری حساسیت عملکرد) محاسبه می گردد، سپس با شبیه سازی سیستم حلقه بسته در نقاط کار مختلف، نتایج به دست آمده، تائید می گردد و در مرحله بعد، برای یک نقطه کار مشخص با تغییر ضرایب وزنی LQR، تغییرات PSM مطالعه می گردد. نقطه کمینه PSM به ازای تغییرات نسبت ضرایب وزنی محاسبه شده و نشان داده می گردد که برخلاف انتظار عملکرد LQR در این نقطه به هیچ عنوان مطلوب نبوده بلکه با کوچک شدن بردار بهره پسخور سیستم به صورت حلقه باز اقدام می کند. برای مطالعه نتایج PSM با تغییرات نسبت ضرایب وزنی، معیاری به نام فاصله نسبی (Dr) تعریف می گردد. این معیار که مستقیما با شبیه سازی حلقه بسته به دست می آید، با تغییرات نسبت ضرایب وزنی محاسبه شده و با مقایسه نتایج به دست آمده با تغییرات PSM به ازای تغییرات نسبت ضرایب وزنی عدم کارایی معیار PSM با تغییرات ضرایب وزن در کنترل کننده LQR به خوبی نشان داده شده می باشد.
مقدمه
کنترل سیستم های خطی به گونه وسیع مطالعه شده و مجموعه ای از ابزارها، برای تحلیل، فرابینی، بهینه سازی و کنترل آنها، به خوبی مشخص شده می باشد. به این مقصود، فرایند کنترل مهندسی با متمرکز کردن بر سیستم خطی، حل دامنه وسیعی از مسائل کنترلی را ارائه می دهد. متاسفانه، حقیقت این می باشد که فرایندهای محدودی خطی هستند، و از اینرو تاثیر بهره گیری از استراتژی کنترل خطی بایستی پژوهش شده باشد. استراتژی کنترل غیرخطی پیشرفت عظیمی داشته و پذیرش بیشتری شده. هرچند پیاده سازی آنها توسط درجه مهمی از سفسطه ریاضی یا نیاز محاسباتی ممانعت شده می باشد. از اینرو تقریب های خطی محلی سیستم غیرخطی، اغلب برای گسترش دادن قانون کنترل به کار می رود. به مقصود آزمایش تاثیر این توجه، یک شاخص از اندازه گیری تاثیر فرایند غیرخطی در عملکرد کنترل خطی ارائه می گردد.
با در نظر داشتن مطالب اظهار شده، یافتن روش هایی که بتوان به واسطه آن، از صحت عملکرد کنترل کننده خطی، اطمینان حاصل نمود، حایز اهمیت می باشد. همچنین افزایش صحت عملکرد کنترل کننده های خطی برای سیستم های غیرخطی جزء روش های جذاب پژوهش می باشد.
در این پژوهش قصد داریم براساس کارهای جدید انجام شده در مورد کنترل کننده های LQR روشی ارائه دهیم که در آن پارامترهای آزاد این کنترل کننده به قسمی طراحی می شوند که اثر نامطلوب غیرخطی بودن سیستم بروی فرایند کنترل کاهش یابد.
در فصل اول، هدف از پژوهش و پیشینه پژوهش، همراه با روش کار و پژوهش اظهار شده می باشد. در فصل دوم، روش LQR و کاربرد آن در سیستم های غیرخطی معرفی شده می باشد، در فصل سوم، روش LQR با بهره گیری از معیار PSM برای یک سیستم حقیقی (CSTR) شبیه سازی شده و معیار جدیدی به نام Dr(Relative Distance معرفی می گردد، در فصل چهارم نتایج شبیه سازی ارائه شده و در فصل پنجم نتایج و پیشنهادات برای ادامه کار مطالعه می گردد.
فصل اول: کلیات
موضوع کنترل غیرخطی تحلیل و طراحی سیستم های کنترل غیرخطی را مطالعه می کند. به گونه مثال، سیستم های کنترل غیرخطی ای که حداقل یک مولفه غیرخطی دارند. در تحلیل فرض می گردد که سیستم حلقه بسته غیرخطی طراحی شده می باشد، و مایلیم مشخصات رفتاری این سیستم را تعیین کنیم. در طراحی فرض بر این می باشد که یک سیستم غیرخطی را بایستی کنترل کنیم که بعضی از مشخصات رفتار سیستم حلقه بسته آن را داده اند و از ما می خواهند که کنترل کننده ایی بسازیم که سیستم حلقه بسته مطلوب را داشته باشد. در اقدام، البته موضوع های طراحی و تحلیل بهم وابسته اند، زیرا در طراحی سیستم کنترل غیرخطی معمولا ضروری می باشد که از فرایند تکراری تحلیل و طراحی بهره گیری کنیم.
2-1 چرا کنترل غیرخطی؟
کنترل غیرخطی موضوعی جا افتاده با روش های متنوع و توانا و تاریخی طولانی در کاربردهای موفق صنعتی می باشد. پس، طبیعی می باشد تعجب کنیم چرا این همه محقق و طراح در زمینه های مختلف زیرا کنترل هواپیما و فضاپیما، روباتیک، کنترل فرایند و مهندسی زیست پزشکی به تازگی علاقه جدی نسبت به توسعه و کاربرد روش های کنترل غیرخطی نشان داده اند. علت های متعددی را برای چنین علاقمندی می توان ارائه داد.
1-2-1- اصلاح سیستم های کنترل موجود
روش های کنترل خطی بر پایه فرض اصلی عملکرد در محدوده کوچک برای مدل خطی بنا نهاده شده می باشد. هنگامی که محدوده عملکرد مورد نیاز وسیع می باشد، کنترل کننده خطی محتملا عملکرد ضعیفی و یا ناپایدار دارد، زیرا اثرات غیرخطی قادر می باشد به گونه مستقیم اثرات غیرخطی در دامنه وسیع را پاسخگو باشد. این نکته به سادگی در مسائل کنترل حرکت ربات نمایش داده می گردد. زمانی که کنترل کننده خطی برای حرکت ربات به کار گرفته می گردد، نیروهای غیرخطی وابسته به حرکت بازوهای ربات را نادیده می گیرد. پس دقت کنترل کننده به شدت با افزایش سرعت حرکت کم می گردد، زیرا بسیاری از نیروهای دینامیکی نظیر نیروهای کوریولیس و مرکزگرا، با مجذور سرعت تغییر می یابند. در نتیجه برای حصول دقت لازم از قبل تعیین شده در عملکردهای ربات نظیر برداشتن و گذاردن، جوشکاری قوسی و برش لیزری، لازم می باشد سرعت ربات و در نتیجه اندازه تولید را پایین نگه داریم.
2-2-1- تحلیل غیرخطی های سخت
فرض دیگر کنترل خطی آن می باشد که مدل سیستم واقعا قابل خطی سازی باشد. در حالی که در سیستم های کنترل عوامل غیرخطی بسیاری هست که طبیعت ناپیوسته آنها اجازه تقریب خطی را به ما نمی دهد. این موردها به اصطلاح “عوامل غیرخطی سخت” مشتمل بر اصطکاک کولومبی، اشباع، ناحیه مرده، لقی و پسماند، غالبا در مهندسی کنترل پیدا نمود می شوند. اثرات این ها را نمی توان با روش های خطی به دست آورد و بایستی تکنیک های تحلیل غیرخطی به کار برده گردد تا بر آن مبنا بتوان عملکرد سیستم را در حضور این عوامل غیرخطی ذاتی پیش بینی نمود. از قبیل ناپایداری و یا چرخه های حدی کاذب که آثار این ها هم پیش بینی و هم به گونه مناسب جبران می شوند.
تعداد صفحه : 154
قیمت : 14700 تومان

 

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود سمینار کارشناسی ارشد مهندسی برق مخابرات: Remote Semsing

***

—-

پشتیبانی سایت :       

****         serderehi@gmail.com

دسته‌ها: مهندسی برق

دیدگاهتان را بنویسید