طراحی و تحلیل پایداری کنترل کننده های فازی برای سیستم های غیرخطی مبتنی بر مدل تاکاگی-ساجنو

پایان نامه
چکیده

سیستم های کنترل فازی به خاطر ایجاد یک چهارچوب کلی و درعین حال سیستماتیک برای پرداختن به مسئله کنترل سیستم های غیرخطی در کاربردهای مختلف، توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است؛ به طوری که استراتژی منطق فازی را به یکی از محبوب ترین ابزار های موجود برای مدل سازی و کنترل سیستم های غیرخطی با دینامیک های پیچیده تبدیل کرده است. با این وجود، استفاده از مدل فازی به جای سیستم اصلی تحت مطالعه می تواند برخی نگرانی ها را در زمینه مسئله عدم تطابق کامل بین دو سیستم ایجاد کند چراکه تمام عملیات طراحی کنترل کننده و آنالیز پایداری سیستم حلقه بسته براساس مدل فازی پیشنهادی اجرا و پیاده سازی خواهد شد. بنابراین هنوز به کار و تحقیق بیشتر روی سیستم های کنترل مبتنی بر مدل فازی، طراحی کنترل کننده فازی متناظر و آنالیز پایداری سیستم کنترلی نهایی احساس نیاز می شود. تمرکز اصلی در این رساله بر روی سیستم های غیرخطی ای خواهد بود که قابلیت مدل سازی توسط سیستم های فازی تاکاگی-ساجنو(t–s) را داشته باشند. در زمینه سیستم های کنترل فازی t–s، روش های مدل سازی و تحلیل پایداری آن ها، تحقیقات زیادی براساس تکنیک نامعادلات ماتریسی خطی (lmi) صورت گرفته است. از آنجایی که مدل متداول t–s با ترکیب فازی زیرسیستم های خطی عمل مدل سازی را انجام می دهد، مسئله اعتبارسنجی و بررسی عدم تطابق مابین سیستم غیرخطی اصلی و مدل پیشنهادی پیش از هر مسئله دیگری حائز اهمیت است. به علاوه به دلیل استفاده از تکنیک جبران سازی توزیعی موازی در طراحی کنترل کننده متناظر با مدل به دست آمده، خاصیت مقاوم بودن کنترل کننده (که از خواص ذاتی سیستم های کنترل فازی است) کاهش می یابد چراکه در این تکنیک از توابع عضویت یکسان به صورت مشترک در قسمت های مدل سازی و کنترل کننده استفاده می شود. از طرف دیگر در این تحقیقات اثر توابع عضویت، شکل و پارامترهای آن ها در شرایط پایداری به ناچار نادیده گرفته می شود زیرا با دخالت دادن پارامترهای توابع عضویت، قیود مسائل نامعادلات ماتریسی متناظر از حالت محدب بودن خارج شده و دیگر نمی توان با الگوریتم های عددی مربوطه به جستجوی راه حلی برای آن ها پرداخت. در این رساله به دنبال ایجاد یک چهارچوب جدید و در عین حال سیستماتیک جهت مدل سازی دقیق-تر بر اساس روش فازی چندجمله ای برای کلاسی از سیستم های غیرخطی هستیم. با استفاده از تکنیک تجزیه به مجموع مربعات (sos)، سیستم های کنترل فازی چندجمله ای معرفی و ارائه می-شوند. تفاوت اساسی این نوع مدل سازی با روش متداول t–s در این است که در مدل سازی فازی چندجمله ای هر زیرسیستم در حالت کلی خود غیرخطی بوده و ماتریس های غیرثابت و چندجمله ای در قسمت تالی قوانین فازی مربوطه ظاهر می شوند. در حالت کلی، سیستم نهایی از ترکیب فازی این زیرسیستم های غیرخطی به دست می آید. سپس براساس مدل سازی انجام شده و با معرفی تکنیک جدید جبران سازی توزیعی غیرموازی به طراحی کنترل کننده فازی متناظر می پردازیم. در این روش توابع عضویت به کار رفته در قسمت های مدل سازی و کنترل کننده لزوماً یکسان نبوده و خاصیت ذاتی مقاوم بودن سیستم های کنترل فازی حفظ می شود. سپس بر اساس استراتژی sos، شرایط پایداری برای سیستم کنترل فازی نهایی به دست می آید. به دلیل ظاهر شدن نامعادلات ماتریسی غیرخطی و وابسته به حالت، با استفاده از مفهوم مسئله sos و به کارگیری نرم افزار sostools شرایط پایداری به دست می آیند. این شرایط کلی تر از شرایط پایداری lmi بوده و از محافظه کاری کمتری برخوردار خواهند بود. سرانجام به عنوان یک نوآوری دیگر در این رساله، اثر توابع عضویت در شرایط پایداری سیستم های فازی چندجمله ای بررسی می شوند. در این راستا، با تقریب زدن توابع عضویت به فرم چندجمله ای، اثر آن ها در روند به دست آوردن شرایط پایداری در نظر گرفته خواهند شد. در نهایت برای برآورده کردن کارایی و پایداری سیستم های کنترل فازی چندجمله ای، پارامتر های توابع عضویت استفاده شده در مدل فازی و کنترل کننده توسط یک الگوریتم هوشمند و تعریف یک تابع هزینه مناسب تنظیم می شوند.

منابع مشابه

یک الگوریتم یادگیری ترکیبی جهت طراحی شبکه های موجک فازی برای تقریب توابع، شناسایی و کنترل بهنگام سیستم های غیرخطی

در این مقاله، یک الگوریتم یادگیری ترکیبی جدید برای طراحی شبکه های موجک فازی به منظور تقریب توابع، کنترل و شناسایی سیستم های غیرخطی ارائه شده است. الگوریتم پیشنهادی مبتنی بر الگوریتم حداقل مربعات متعامد (OLS)، الگوریتم جهش قورباغه های بهم آمیخته (SFL) و روش حداقل مربعات بازگشتی(RLS) می باشد. الگوریتم حداقل مربعات متعامد جهت تعیین ابعاد شبکه، غربال کردن موجکها به منظور انتخاب موجکهای مؤثرو تع...

متن کامل

طراحی کنترل کننده خطی – فازی تناسبی انتگرالی برای سیستم های مرتبه بالا

در این مقاله سعی شده است برای سیستم های مرتبه بالا، به منظور داشتن پاسخی با درصد فراجهش و زمان فراجهش معین ، کنترل کننده خطی – فازی مناسبی طراحی شود. ابتدا روش جدید طراحی این کنترل کننده ها برای سیستم مرتبه دوم ارائه می شود و سپس تعمیم این روش به سیستم های مرتبه سوم مورد بحث قرار می گیرد و با استفاده از ایده9 های آن ، الگوریتم تعمیم روش برای سیستم های مرتبه بالاتر حاصل می شود.

متن کامل

تحلیل پایداری تام سیستم های غیرخطی نامعین توصیف شده توسط مدل فازی تاکاگی - سوگنو

در این پایان نامه ابتدا بوسیله قضایای پایداری ناحیه تعادل در سیستم های دارای ورودی ، شرط کافی جهت تحلیل پایداری تام یک سری از سیستمهای غیرخطی ، توصیف شده توسط مدل فازی پیوسته تاکاگی - سوگنو بدست می اید .مزیت روش ، سادگی چک کردن آن می باشد. ابتدا مشاهده می شود که شرط بدست آمده با شرط پایداری لیاپونفی یکسان می باشد سپس بوسیله قضایای پایداری مربعی که حالت تعمیم یافته ای از قضیه پایداری لیاپونفی اس...

15 صفحه اول

طراحی کنترل کننده فازی تاکاگی سوگنو مدل مرجع جهت سیستمهای غیرخطی تک ورودی تک خروجی مبتنی بر تابع لیاپانوف

در این رساله در ابتدا تحلیلی بر خاصیت کاهش نویز سیستمهای فازی نوع دوم ارائه می گردد. در تلاش برای نشان دادن خاصیت کاهش نویز سیستمهای فازی نوع دوم یک سیستم فازی نوع دوم با یک تابع عضویت جدید در نظر گرفته می شود. خاصیت جالب تابع عضویت ارائه شده نسبت به سایر توابع عضویت موجود این است که در تابع عضویت معرفی شده پارامترهای مربوط به تعیین عرض عدم قطعیت، از پارامترهای مربوط به مرکز و گسترش تابع عضویت ...

15 صفحه اول

طراحی کنترل کننده فازی عصبی وفقی برای سیستم های غیرخطی

امروزه تحقیقات علمی گسترده ای در زمینه افزایش قابلیتهای سیستمهای هوشمند صورت پذیرفته است . در این پایان نامه، به معرفی یک شبکه فازی عصبی وفقی جدید که یک نمونه از این سیستمهای هوشمند است ، می پردازیم. و به کمک آن، روشی را جهت طراحی کنترل کننده های فازی عصبی وفقی ارائه می نماییم. در این روش طراحی، تنظیم پارامترهای کنترل کننده در ابتدا به صورت غیربهنگام با روش پس انتشار خطا و سپس به صورت بهنگام با...

15 صفحه اول

طراحی کنترل کننده فازی سلسله مراتبی با آموزش پسخور خطا بر اساس تابع لیاپانوف برای کلاسی از سیستم های غیرخطی مرتبه بالا

در این نوشتار، یک کنترل کننده فازی سلسله مراتبی به همراه کنترل کننده کلاسیک PD با روش آموزش پسخور خطا برای کلاسی از سیستم های غیرخطی تک ورودی-تک خروجی و در حضور اغتشاش محدود ارایه شده است. برای پایداری سیستم تحت کنترل، تابع لیاپانوفی در نظر گرفته شده است که ضمن تضمین پایداری، قانون به روز رسانی تمامی کل پارامترهای تالی سیستم فازی سلسله مراتبی نیز از آن استخراج شده است. پارامترهای تالی سیستم فاز...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تبریز - دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023