طراحی و پیاده سازی کنترل کننده آزادی با dsp در یک فرآیند آزمایشگاهی
چکیده
علم کنترل هر روز شاهد وقایع جدیدی است. روز به روز بر دانش بشر در این حیطه افزوده می شود و کنترل کننده های جدیدتر با قابلیت های بهتر معرفی می شوند. اما بر هیچ کس پوشیده نیست بهینه ترین کنترل کننده ها در بدن خود ما قرار دارد. این پایان نامه با ساخت یک سیستم hmi با استفاده از پردازنده پر سرعت dsp و آزمایش آن در فرآیند آزمایشگاهی، به بررسی یک کنترل کننده تطبیقی جدید به نام کنترل کننده آزادی پرداخته است. طراح این کنترل کننده با الهام از پتانسیل الکتریکی ایجاد شده (action potential) توسط سلول های عصبی و بهره گیری از مدل سازی ریاضی این کنترل کننده را معرفی کرده است. کنترل کننده آزادی در شرایط دشوار و برای همه سیستمهای با دینامیک بسیار متغیر کارایی داشته و جایگزینی مناسب برای انواع کنترل کننده های زمان حاضر می باشد. به طور کلی سخت افزار پروژه از دو بخش کلی تشکیل شده است. 1- بخش hmi 2- بخش پردازنده اصلی و نرم افزار این پروژه در چهار فاز و در حدود یک هزار ساعت نوشته شده است و روی هم رفته بالغ بر بیست هزار خط و شامل 84 تابع می باشد که این خود حجم بالای کار صورت پذیرفته را نشان می دهد. فاز اول مربوط به c6416 dsk که در نرم افزار ccs v5 نوشته شده است. فاز دوم مربوط به میکروکنترلر atmega128 اول که جهت راه اندازی hmi استفاده شده است، در نرم افزار codevision نوشته شده است. فاز سوم مربوط به میکروکنترلر atmega128 دوم که برای ارتباط موازی با dsp درنظر گرفته شده است می باشد. فاز چهارم مربوط به ارتباط سریال با نرم افزار متلب می باشد و در این نرم افزار نوشته شده است. ساخت نرم افزاری و سخت افزاری این hmi بالغ بر دو هزار ساعت زمان برد. حجم بالای از برنامه نویسی جهت تسهیل هر چه بهتر کار کاربر با این hmi صورت پذیرفت. از طرف دیگر باید یادآور این موضوع شد که ساخت چنین دستگاهی با هدف اثبات شبیه سازی های انجام شده در محیط واقعی می باشد تا بتوان قدرتمندی کنترل کننده آزادی را به اثبات رساند. با این پایان نامه دو مقاله در دو مجله معتبر علمی به چاپ رسیده است که یکی از آنها isi می باشد و یک مقاله دیگر نیز در خصوص نتایج عملی آماده برای چاپ می باشد. این پایان نامه از شش فصل تشکیل شده است. در فصل اول ابتدا در مورد اصول کار و نحوه طراحی کنترل کننده آزادی صبحت می شود سپس در فصل بعد با پردازنده های dsp آشنا می شویم. در فصل سوم بعد از سپری کردن مراحل مقدماتی بالا ابتدا سخت افزار پروژه را مورد تجزیه و تحلیل قرار می دهیم و به بررسی اجمالی روتین برنامه خواهیم پرداخت و نهایتا با صفحات مختلف hmi از دید کاربر آشنا می شویم. در فصل چهارم نتایج حاصل از آزمایش انجام شده در یک فرآیند آزمایشگاهی مطرح خواهد شد. در فصول بعدی به کارهای دیگر و طرح یک بحث و نتیجه گیری و ارائه پیشنهاد می پردازیم. در انتهای کتابچه مراجع، ضمائم و اطلاعات مورد نیاز قرار گرفته است. مطالعه این پایان نامه به دانشجویانی که نیاز به کار با dsp و ساخت hmi دارند توصیه می شود.