پروژه درس زبان تخصصي

سيستم هاي كنترل فازي

موضوع مطالعه : نوسانات ميرا باي يك روبات (دستگاه خودكار) انعطاف پذير
كاربرد آزمايشهاي كنترل فازي مستقيم و توافقي براي دو اتصال قابل انعطاف روبات كه در فصل ۳ و۶ توصيف شده است نشان مي دهد كه پيشرفت قابل توجهي بيش از مورد غيركنترلي نشان داده شده در شمارة ۳۰۲ در صفحة ۱۲۷ دارد ، اما به طور كلي ، بهترين راه ممكن نيست .

كنتلر فازي مستقيم منفصل در فصل ۳ شرح داده شده ، يك زمان اوج (بالا رفتن) سريع دارد . اما ضرر آن داشتن يك فراجهش بزرگ و نوسانهايي نزديك نقطة تنظيم مي باشد . پيوستن دو كنترلر از طريق سيگنال سرعت نقطة پاياني مشكلات فراجهش و نوسان را بطور متنابهي كاهش مي دهد اما پاسخ كمي آرامتر مي‌سازد . رويهم رفته بعلت كاهش سرعت اتصال آرنج تا وقتيكه اتصال شانه سريع حركند كند ، اين كاهش سرعت در اتصال آرنج براي پيشگيري نوسانهاي نقطه پاياني اتصال آرنج نزديك نقطه تنظيم ضروري است . كه بوسيلة قوة جبري (سكون) اتصال‌ها بوجود آمده بود .
ما مي توانيم بر اين مشكل غلبه كنيم اگر ما بتوانيم يك انتقال ملايم در سرعت اتصال شانه بسازيم . اين مي تواند بوسيلة كاربرد يك كنترل سطح بالاتر براي نمايش دادن و تعديل كردن كنترلر فازي مستقيم انجام داده شود . اينجا ما از يك كنترلر بيروني استفاده خواهيم كرد .
نمونه كه در شكل ۷٫۴ نشان داده شده ، كه موقعيت خطاي ورودي (+)e براي كنترلر موتور شانه نمايش مي دهد و تغييرات موقعيتهاي فازي و قانون پاية كنترلر موتور شانه را .

همانطور كه ما ديديم در واكنش (پاسخ) براي پيوستن كنترلر فازي مستقيم (شكل ۳٫۹ در صفحه ۱۴۰ را ببينيد.) علت اصلي براي ظاهر شدن برآمدگي در حدود ۹/۰ ثانيه در موقعيت تغيير ناگهاني در سرعت اتصال شانه است .
اتصال آرنج به اتصال شانة مورد استفاده سرعت نقطة پاياني از اتصال شانه پيوند داده شده است‌، و آن سرعت تغيير داده مي شود بوسيلة وابستگي نوسان اتصال شانه . براي حذف برآمدگي ،روشهاي نوساني جلوگيري مي شود كه نتيجة آن لرزش بيش از حد در نقطه پاياني است .
قانون پايه براي كنترلر بيروني شامل دوسيگنال ورودي و چندين قانون خروجي است :
۱)اگر سپس از قانون پاية ۱ (جدول ۷٫۱ ) استفاده مي شود و در موضوع مورد بحث به تفضيل استفاده مي شود .
۲)اگر سپس از قانون پاية ۲ استفاده مي شود (جدول ۷٫۲) و در مبحث مذاكره بطور خلاصه (فشرده) استفاده مي شود .
كنترلر بيروني در موضوعات مورد بحث بوسيلة تغييرات نمونه در مشخص كردن مقياس توسعه مي يابد و يا فشرده مي شود . (در زير شرح داده شده است) وقتيكه موضوع موردبحث به تضيل شرح داده مي شود ،‌يك «كنترل خشن» انجام داده مي شود وقتيكه فشرده مي شونمد ، يك «كنترل نرم» انجام داده مي شود .
شما ممكن است فكر كنيد دربارة شروع شباهت يادگيري متمركز پويا كه ما مطالعه كرديم در فصل ۶ ، آن يك نوع فن ميزان كردن (تنظيم) اتوماتيك است . شكل قضيه اثبات شده قانونهاي سرپرست عهده دار مي شوند كه يكي (و فقط يكي) از قانونها در هر پله زماني قادر خواهند بود و استفاده مي شوند . تا زماني كه كنترل مشاهده مي‌شود به كاربرد فقط اين دو قانون مي توانيم يابيم و تازمانيكه فقط يك قانون در هر پله زماني توانايي خواهد داشت ، نيازي به استفاده كامل منابع استراتژي در كنترلر بيروني
وجود ندارد .
وضوحاً ، آن براي ديدن قضيه اثبات شده قانونهاي بالا مثل توضيح هاي وابسته به زمان ممكن خواهد شد . سپس عضويت فعاليتها را براي محدود كردن معني آنها معين مي كند . ما توانستيم همچنين از عضويت فعاليتها در محدود كردن معني برآيندها استفدده كنيم . (چگونه؟)
سپس ، ناظري خواهد بود يك سيستم فازي كه بتدريج نسبت به سوئيچ ناگهاني ميان دو ش

رط عمل مي كند .
اينجا ، ما اين راه را دنبال نمي كنيم . در عوض ، ما مطمئن ساختيم كه قانون پايه طراحي ش

ده بود بنابراين يك انتقال ملايم مثل ناظر سوئيچ شده ميان قانون دما پيشنهاد خواهد شد .

ساختمان قانون پايه :
عضويت فعاليتها و قانون پايه براي كنترلر اتصال آرنج مثل شكل ۳۸ در صفحة ۱۳۶ نگه داشته مي شود . بعلاوه قانون پايه در جدول ۷٫۱ و يك قانون پايه ديگر براي كنترلر موتور شانه اضافه شده بود . كنترل بيروني ميان دو قانون بايد براي اتصال شانه سوئيچ مي شود براي كنترل خشن و كنترل نرم . عضويت فعاليتها براي كنترلر خشن شبيه به كاربرد آن در مورد كنترلر فازي مستقيم پيوسته مي باشد . (شكل ۳٫۴ در صفحة ۱۳۱ را ببينيد) كه موضوع موردبحث است .
درجه براي موقعيت خطا ، براي سرعت نقطه پاياني و ولت براي ولتاژ خروجي .
كنترلر نرم با قانون پايه نشان داده شده در جدول ۷٫۲ همانند شكل براي عضويت فعاليتها مثل آنچه نشان داده شده در شكل ۳٫۴ استفاده مي شود ،‌انتظار مي رود كه موضوع مورد بحث براي وروديها و خروجيها فشرده شوند . موضوعات موردبحث براي موقعيت خطا است . درجه و موضوعات مورد بحث براي سرعت نقطه پاياني است . خروجي موضوعات موردبحث ولت است .
«جدول ۷٫۱ ، قانون پايه براي كنترل خشن»
توجه كنيد كه حركت از كنترل خشن به كنترل نرم ، پهناي موضوع مورد بحث براي موقعيت خطاي خروجي كنترلر اتصال شانه بوسيلة يك عامل دوتايي كاهش داده مي‌شود تا زمانيكه پهناي موضوع مورد بحث براي سرعت نقطة پاياني بوسيلة يك عامل دوتايي كاهش داده شود . اين انتخاب بعد از چندين آزمايش ساخته شده بود كه‌آن پيدا شده بود وقتي كه پهناي موضوع مورد بحث براي سرعت كاهش داده شده بود بوسيلة يك عامل بزرگتر ، كنترلر بسيار حساس مي شود و نزديك نقطة تنظيم .
جدول ۷٫۱ و ۷٫۲ كاربرد قانونهاي پايه براي كنترل خشن و نرم را نشان مي دهد . توجه كنيد به رديف ، براي قانون پايه براي كنترل نرم صفرهاي بسياري مثل قبلي از كاهش حساسيت كنترلر براي يك سيگنال سرعت نويز وجود دارد . قانون پايه براي كنترل خشن اين صفرها را ندارد مثل ولتاژ شروع (off set) از شتاب سنج هاي موجود غيرمنطقي به طول كنترلر هست عملياتي در ناحيه .
همچنين توجه كنيد كه تا در طول طرحهايي در بدنة جدول نمايش داده شده در جدول ۷٫۱ و ۷٫۲ شبيه هستند ، وجود دارد اختلافاتي شامل يك انعكاس بهترين راه براي كنترل روبات . توجه كنيد كه مركز ارزشها در قانون پايه كنترل نرم با سرعت بيشتر تغيير مي كند چنانكه ما از مركز قا

نون پايه حركت كنيم و مانند مقايسه قانون پايه كنترل خشن . اين بخاطر يك تغيير بزرگ تر در خروجي كنترلر براي تغييرات كوچكتر در ورودي است . نتيجه آن كه در بهتر شدن كنترل سرعت شفت موتور جلوگيري از فراجهش نقطه تنظيم كه در همان لحظه آسيب توقف تدريجي سرعت موتور مي شود مي باشد .

در آخر ، ما يادداشت مي كنيم كه قانون پايه كنترل نرم انتخاب شده بود ، بنابراين خروجي تغيير زيادي نمي كند وقتيكه قانون پايه سوئيچ مي شود . يك انتقال ملايم ميان قانونهاي پايه ترقي مي يابد .
شمارة قانون هاي استفاده شده بوسيلة الگوريتم كنترل نظارتي ، (۲) است براي كنترلر خشن ، به اضافة ۱۲۱ براي كنترلر نرم ، به اضافة ۳۴۴ براي كنترلر سرآرنج ، به اضافه ۲ براي كنترلر بيروني ،نتيجة آن در قانون ۵۸۷ است . همانطور كه كنترلر خشن يا كنترلر نرم در هيچ زماني (any time) فعال شده است .
موثراً شماره قانونهاي استفاده شده ۴۶۶=۱۲۱-۵۸۷ است . (كداميك به چيزي كه استفاده شد ، براي كنترلر فازي مستقيم پيوسته در فصل ۳ است؟)

نتايج آزمايشات :
نتايج‌ آزمايشات كاربرد اين برنامه نظارت نشان داده شده در شكل ۷٫۵ را فراهم مي‌كند. مقدار زيادي كاهش در براي هر دو اتصال است . همانطور كه در جريان (in set) نشان داده شده است . واكنشها ، وابستكي سريع با فراجهش خيلي كوچك دارد . مقايسه اين واكنش (پاسخ) با واكنش براي كنترلر فازي مستقيم پيوسته بدست مي آيد . (شكل ۳٫۹ در صفحة ۱۴۰ را ببينيد) ما مي توانيم ببينيم كه واكنش از كنترلر نظارتي يك زمان سكون كوچكتر دارد كه برآمدگي آن در بخش آغازي نمودار تقريباً حذف شده است .
توجه كنيد كه اين به آنچه ما به دست آورده ايم براي FMRLC شبيه است (ببينيد شكل ۶٫۱۷ در صفحة ۳۶۲)
واكنش روبات به يك مقدار زياد وابستگي معكوس بهتر است از واكنش وقتي كه از كنترلرهاي فازي مستقيم استفاده مي شود (پيوسته يا ناپيوسته) ، پاسخها براي مقادير زياد زاوية كوچك به آنهايي كه در كنترلر فازي مستقيم بدست آورده ايم شبيه هستند و EMRLC شماره ۷٫۶ نشان مي دهد پاسخ روبات با يك ظرفيت حمل در نقطه پاياني ، حكم مقدار زياد براي هر دو اتصال هست ،

همانطور كه در جريان نشان داده شده واكنش عمدتاً ثابت شده است همانطور كه مقايسه شده با واكنش از برنامه‌هاي كنترل فازي مستقيم ، (ببينيد شكل ۳٫۶ و ۳٫۱۰ در صفحة ۱۳۴ و ۱۴۱ ) و اندكي بهتر از FMRLC (ببينيد شكل ۶٫۱۸ در صفحه ۳۶۳ ) . نوسانها در نقطه پاياني ناشي از اضافه شدن سكون (قوة جبري) است . نمايان شده در مورد كنترل فازي مستقيم (ببينيد شكل ۳٫۶ و ۳٫۱۰ ) كه در اينجا حذف شده است .
از نتايج بدست آمده براي تكنيك‌هاي كنترل فازي مستقيم (ببينيد فصل ۳ را) FMRLC (ببينيد فصل ۶ را) و تكنيكهاي كنترل نظارتي (در اينجا) ما مي بينيم كه نتايج از قبل در همة موارد آزمايش ش

ده بالاتر هستند . نظارت در موارد بزرگ نتايج بهتري را مي دهد و در وابستگي معكوس و مقدار زيادي (loaded – tip) . و نتايج بدست آمده از كنترلر فازي مستقيم در مورد مقدار زياد كوچك مقايسه شده بود .
مقايسة FMRLC ، ناظر اندكي بهتر از مقدار زياد وابستگي معكوس دارد و موردي كه وجود دارد يك ظرفيت حمل است ، نه فقط اينكه بدون FMRLC ، ۱۱۵۰ قانون مقايسه نياز بود به ۴۶۶ براي نزديك شدن به نظارت نياز داشتيم .
اختلاف بزرگ در اجراي كنترلر نظارتي و كنترلر هاي فازي مستقيم ، اضافه شدن كنترلر پروني و قانون پايه اضافي براي كنترلر اتصال شانه مي باشد . اين اضافه شدن باعث افزايش پيچيدگي الگوريتم كنترل مي شود اما نه به طول زياد (بيادآوريد كه ما استفاده كرديم ۴۶۶ قانون براي كنترلرهاي پيوسته و فقط ۴۶۶ قانون براي كنترلرهاي نظارتي با يك فوق العادة ۱۲۱ براي دومين كنترلر شانه)
حلقة توقيف شده زمان خيلي كم افزايش مي يابد و همانند زمان نمونه گيري (۱۵ ميلي ثانيه)

همانطور كه در مورد كنترل فازي مستقيم استفاده شده بود . كنترل نظارتي از حافظه زياد استفاده مي كند . همانطور كه در الگوريتم هاي فازي مستقيم مقايسه مي‌كنند تا زمانيكه دومين قانون پايه با (۱۲۱ قانون) براي كنترلر شانه ذخيره شده باشد، در هر حال ، در اجرا ناظر حق انتخاب در يك قانون پايه يا بيشتر دارد ، رويهم رفته ما مي بينيم كه قانون پايه نظارتي مي تواند استفاده شوند عمدتاً در منفعت رساني در يك درخواست عملي ، در آينده ما مطالعه مي كنيم چگونگي نظارت در كنترلر فازي توافقي را .
«شكل ۷٫۵ ، موقعيت نقطة پاياني براي كنترل نظارتي»