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

دانشگاه ارومیه

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

دانشکده فنی

گروه برق

طراحی کنترل کننده فازی دیجیتال با مدار فازی ساز جدید با بهره گیری از CMOS

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 پایان نامه هدف طراحی کنترلر فازی با ورودی دیجیتال و خروجی آنالوگ ولتاژی می باشد. این کنترلر فازی دو ورودی دیجیتال داشته و یک خروجی آنالوگ دارد که با برنامه ریزی چهار پارامتر مشخصات تابع عضویت پروگرم می گردد. این کنترلر دارای ساختاری جدیدی می باشد که با این ساختار بسیاری از معضلات موجود در ساختار های دیگر حل شده می باشد. این کنترلر از یک مدار MIN-MAX ولتاژی بسیار قابل انعطاف بهره می برد که با یک ساختار هم مینیمم و هم ماکزیمم سیگنال ها را در اختیار قرار می دهد. در ادامه برای بلوک defuzzifier هم ساختار بسیار ساده و مناسبی در مد ولتاژ طراحی شده می باشد که نیاز به مدارات پیچیده خازنی را مرتفع نموده می باشد. این کنترلر در 9 رول پیاده سازی گردید و نتایج شبیه سازی توان مصرفی 36/43mW را نشان داد و به سرعت 9/4MFLIPS رسیدیم.
شبیه سازی های انجام شده در نرم افزار HSPICE انجام گرفته می باشد و Layout مدارات هم در نرم افزار Cadenc در پروسه CMOS 0/35μm کشیده شده می باشد. در فصل سوم کل معماری کنترلر آمده می باشد که در این فصل شبیه سازی های انجام گرفته با نرم افزار MATLAB نیز آمده می باشد.
فصل اول
مقدمه
کنترلر های فازی با بهره گیری از منطق فازی وظیفه کنترل کردن سیستم های گوناگونی را دارند. این کنترلر ها آغاز اطلاعات crisp ورودی را به اطلاعات فازی تبدیل می کنند و با پردازش و ترکیب این اطلاعات سیگنال کنترلی ایجاد می گردد و تصمیم گیری انجام می گیرد و در نهایت این سیگنال تبدیل به crisp شده و به عنوان خروجی به سیستم های تحت کنترل داده می گردد.
مطابق آن چیز که در بالا گفته گردید نیاز به دو mapping هست: تبدیل اطلاعات از محیط crisp به محیط فازی و دیگری تبدیل اطلاعات و سیگنال های فازی به crisp در خروجی. یک سیستم فازی این فرایند را توسط تئوری فازی انجام می دهد که در سال 1965 توسط پروفسور لطفی زاده تعریف گردید و ساختار ریاضی آن به صورت کامل پیاده سازی گردید. این mapping ها به صورت غیر خطی هستند و اطلاعات crisp را به فازی تبدیل می کنند.
امروزه منطق فازی در طراحی سیستم ها بسیار بهره گیری می گردد، انعطاف پذیری بالا و نزدیکی این منطق به فکر بشر باعث شده که سیستم ها را بسیار راحت و خوب کنترل نمود.منطق فازی بر روی سیستم های کنترلی الکترونیکی بسیار زیادی پیاده سازی شده و باعث ایجاد یک روش طراحی جدید در این سیستم ها گشته می باشد.
طراحی و ساخت کنترلرهای general purpose برای کنترل سیستم های الکترونیکی بسیار مناسب و کم هزینه هستند که با روش های گوناگون و با نقاط اشکال و قوت متنوع طراحی می شوند. این کنترلر ها متناسب با سیستم تحت کنترل برنامه ریزی می گردد و با در نظر داشتن این قابلیت برنامه ریزی برای هر سیستم ، بسیار مطلوب و مناسب می باشند.
کنترلر های فازی در دو نوع دیجیتال و آنالوگ طراحی می شوند که مفهوم دیجیتال و یا آنالوگ بودن هم در ارتباط با ارتباط با دنیای خارجی و Interface آن کنترلر می باشد و هم درالگوریتم و ساختار داخلی آن سیستم فازی مفهوم دارد. کنترلرهای فازی دیجیتال توانایی اتصال به ادوات و سنسور های دیجیتال را دارند و توانایی پردازش سیگنال های دیجیتال از نقاط قوت آنها به شمار می رود و پیش روی کنترلر های فازی آنالوگ توانایی پردازش سیگنال های آنالوگ را دارند و در ورودی ولتاژها و یا جریانات آنالوگ را که از ادوات الکترونیکی و سنسورها می آیند را دریافت می کنند. در هر دو نوع ساختار طراحی های زیادی انجام گرفته می باشد نمونه های آنالوگ کار هایی مثل [10] – [14] می باشد و از مدارات و سیستم های طراحی شده بر پایه VLSI می توان به [3] – [7] تصریح نمود. ساختارهای آقایان Watanabe و Togai و Sanchez از مطرح ترین این شاخه از کنترلر های فازی هستند.
بعد از ارائه طرح های بر پایه مدارات VLSI که از گیت های منطقی بهره گیری می کردند و عموماً برای ساخت آنها از FPGA ها بهره گیری می کردند مداراتی مطرح شدند که ساختار داخلی آنها mixed analog-digital نام گرفت که دارای interface دیجیتال بودند اما از مدارات آنالوگ هم در داخل ساختار بهره گیری می کردند. یکی از قوی ترین کار های انجام شده تز آقای امینی فر از دانشگاه ارومیه بوده می باشد که در سال 2002 ارائه شده می باشد.
کنترلر آقای امینی فر بر پایه مدارات current mode طراحی گردیده می باشد که به توان 49mW در سرعت 8/85MFLIPS رسیده می باشد از معایب این مدار کم بودن دقت ساختار فازی ساز آن می باشد که به علت spike های جریانی می باشد که در step های فازی ساز هست و شکل تمیز و تیزی از لحاظ مشخصه خروجی فازی ساز وجود ندارد. اما حجم مدار و سطح مصرفی چیپ بسیار مناسب و کوچک می باشد که در مقایسه با دیگر کارها بسیار ایده آل می باشد حجم مدارات آقای امینی فر 0/11mm2 می باشد. کارهای دیگر مد جریانی مراجع شماره [10] و [13] و [15] از نمونه های بارز هستند.
پیش روی ما کوشش بر بهبود مدارارت و اضافه کردن option هایی در Inference engine بوده می باشد که با در نظر داشتن مطالعات انجام شده تصمیم بر طراحی مدارات در مد ولتاژ گرفتیم. با طراحی مدارات در مد ولتاژ حجم مدارات افزایش پیدا نمود اما از لحاظ دقت بسیار بهبود و سرعت نیز افزایش پیدا نمود در ساختار پیشنهادی ما سیگنال های ورودی دیجیتال ولتاژ مد هستند و پروگرم کردن فازی ساز نیز به صورت دیجیتال انجام می گردد و در قسمت Inference engine توانایی گرفتن ماکزیمم و مینیمم و هر دو همزمان را اضافه نمودیم که با دقت 1% این کار انجام می گیرد. یکی از معضلات موجود در مدارات ولتاژ مد طراحی قسمت Defuzzifier می باشد که برای طراحی قسمت تقسیم کننده مدارات switch capacitor نیاز می باشد که بر همگان پیچیدگی این ساختار ها مشخص می باشد. با در نظر داشتن این مسئله کوشش بر طراحی مدارات با پیچیدگی کمتر و ساده تر داشتیم که جزئیات بیشتر در فصل آینده مطرح می گردد.
هدف ما در این پایان نامه طراحی یک چیپ کنترلر فازی general purpose دیجیتال می باشد. در این کنترلر فازی یک ساختار جدید و بسیار مناسب تر از نمونه های دیگر برای سیستم فازی کننده آن پیشنهاد شده می باشد که با روش mixed mode این بلوک را پیاده سازی کرده ایم. مدارات fuzzifier در مد ولتاژ طراحی شده می باشد که با این طراحی دقت مدار بسیار بهبود یافته می باشد و spike های موجود در مدارات مد جریان در این ساختار به کلی حذف گشته و با سرعت بیشتر به دقت 98/2% رسیده ایم. در قسمت بعدی یعنی بلوک Inference engine نیز مدارات جدید با قابلیت های بهتری ارائه شده می باشد، مدارات ماکزیمم و مینیمم گیر در مد ولتاژ طراحی شده می باشد که این ساختار نیز دارای دقت مناسب و سرعت خوبی می باشد و در نهایت در قسمت defuzzifier نیز کوشش بر ساده کردن مدارات و پرهیز از مدارات پیچیده بوده می باشد. ساختار (center of area (COA برای defuzzifier در نظر گرفته شده می باشد.
مدارات طراحی شده در این کنترلر فازی در پروسه 0/35μm تکنولوژی CMOS پیاده سازی شده می باشد. این کنترلر دو ورودی دیجیتال 4 بیتی، 9 rule و یک خروجی آنالوگ برای سیستم های کنترلی دارد. کنترلر فازی به صورت کامل توسط نرم افزار HSPICE شبیه سازی شده می باشد و Layout آن در نرم افزار Cadence کشیده شده و extract شده می باشد.
تعداد صفحه : 62
قیمت : 14700 تومان

 

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه کارشناسی ارشد رشته برق : بررسی رهیافت های شناسایی سیستم

***

—-

پشتیبانی سایت :       (فقط پیامک)        serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  **** ***

دسته‌ها: مهندسی برق