دانلود کتاب کنترل مدرن و خطی در سیستم های کنترل

سیستم های کنترل در ابتدای کار از ساده ترین مدلسازی ها و تنظیم معادلات آن ها آغاز شده اند ، سیستم های کنترل خطی مبحث اصلی این مطالعات بوده است ، در این سیستم ها معادلات غیرخطی بیان شده در فضای حالت حول نقاط کار خود خطی شده اند و کاربرد روش های خطی بر روی آن ها مورد مطالعه قرار گرفته است .

مباحث مرتبط با این سیستم ها مانند تمامی سیستم های کنترل از بحث تحلیل شروع شده و به مباحث طراحی ختم می شود ، تحلیل سیستم های خطی بصورت کلی در دو حالت مکان هندسی و حوزه فرکانس بررسی می شود و کاربرد آن ها در طراحی کنترلرها نیز به تبع آن در این دو دستگاه مورد بررسی قرار می گیرد . 

اما راهکار های طراحی به اینجا ختم نمی شود ، طراحی فیدبک حالت برای سیستم های خطی ، تحلیل فضای حالت ، پایداری سیستم در حضور کنترلر از مباحثی هستند که در کنترل مدرن مورد بحث قرار می گیرند ، مسائل مطرح شده در کنترل مدرن جزء مباحث اساسی در کنترل سیستم ها ، استفاده از رویت گرها ، اندازه گیری کنترل پذیری و رویت پذیری و مباحثی از این دست می باشند و اکثر راهکارهای آن دارای توابع عملیاتی در نرم افزار متلب می باشند .

آنچه در این پست برای دانلود قرار گرفته مطالعه ای بر سیستم های کنترل خطی و مدرن می باشد که در کتاب آقای چن به آن پرداخته شده است و از اصلی ترین منابع لاتین برای آموزش کنترل مدرن می باشد .

برای بررسی فصل بندی کتاب و دانلود آن به ادامه مطلب مراجعه کنید .

ادامه نوشته

بررسی روش های کنترل بهینه در سیستم های کنترل مقید

کنترل بهینه یکی از شاخه های اساسی در مبحث کنترل سیستم های مقید و غیرمقید می باشد ، این مبحث هم در ساختارهای دارای معادلات دینامیکی مشخص و هم در ساختارهای عددی دارای کاربرد می باشد . بحث کنترل بهینه در ساده ترین شکل خود که دارای هیچ قید بخصوصی نمی باشد می تواند از رگولاتور مربعی خطی موسوم به LQR شروع شده و سپس به روش های پونتریاگین و یا معادلات ریکاتی در سیستم های با نقطه انتهای مشخص و قیود خطی برسد .

آنچه که گفته شد تنها برای سیستم های با معادلات دینامیکی مشخص و خطی می باشد ، حال آنکه در سیستم های غیرخطی این مسئله با چالش بیشتری روبروست و در موارد بسیاری یافتن یک مسیر بهینه در میان قیود خطی و غیرخطی ارائه شده برای آن غیرممکن و یا حداقل بسیار دشوار می باشد . 

مسیریابی بهینه برای اندافکتور یک ربات ، مسیر بهینه برای یک موبایل ربات و یا یک جسم پرنده مانند کوادروتور و حتی سفینه های فضایی که دارای قیود هولونومیک و غیرهولونومیک می باشند از این دست مسائل بهینه سازی محسوب می شوند .

آنچه در سیستم های جدید بیشتر رخ می دهد وجود دینامیک در قیود سیستم می باشد ، حال آنکه این دینامیک می تواند به خودی خود شناخته شده نباشد و نیاز به شناسایی پارامترهای آن نیز باشد که محققین در این مسئله را به سمت استفاده از سیستم های هوشمند که ویژگی های تطبیقی در مسئله مسیریابی بهینه (optimal path planning) را نیز وارد کار کند را ضروری می سازد .

شاید بتوان گفت بهینه سازی پیچیده ترین مسئله کنترل می باشد که در تمامی سیستم های خطی و غیرخطی می توان به کار بیاید .

در مسائل مرتبط با بهینه سازی و انجام پروژه های و پایان نامه های مرتبط با آن کار کردن با توابعی که حل معادلات دیفرانسیل پیچیده آن را ممکن کند ضروری است و نیاز است تا از توابع سیمبولیک متلب در این زمینه استفاده شود .

شکل بالا اهمیت یک کنترل بهینه موردی در یک موتور DC نشان می دهد . تنظیم مناسب تابع هزینه می تواند یک مصالحه مناسب برای انرژی کنترلی صرف شده و نتیجه گرفته شده از خروجی مسئله از لحاظ کیفیت کنترل را نشان دهد .

 -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-. -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-. -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-. -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-. -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.

انجام پروژه و پایان نامه برق کنترل در زمینه سیستم های کنترل غیرخطی

در این وبسایت پروژه ها و پایان نامه های شما در زمینه سیستم های کنترل غیرخطی ، مدلسازی غیرخطی ، شناسایی سیستم های غیرخطی انجام می پذیرد . شبیه سازی سیستم های غیرخطی در قالب کدنویسی در نرم افزار متلب و بررسی نتایج حاصل از کنترلرهای طراحی شده و مقایسه های لازم انجام می پذیرد .

  1. انجام پروژه و پایان نامه کنترل غیرخطی به روش مدلغزشی 
  2. انجام پروژه و پایان نامه کنترل غیرخطی به روش بررسی لیاپانوف 
  3. شبیه سازی مدل های غیرخطی کتاب های متداول نظیر اسلاتین (Slotine) ، کتاب حسن خلیل 
  4. انجام تمرینات کتاب های کنترل غیرخطی
  5. شبیه سازی مقالات ژورنال و کنفرانس در زمینه کنترل غیرخطی سیستم ها
  6. بررسی روش های شناسایی نظیر فیلتر کالمن غیرخطی 
  7. طراحی و شبیه سازی سیستم های کنترل غیرخطی نظیر دینامیک وارون برای مدل غیرخطی ربات های پوما و بازوهای مکانیکی 
  8. استفاده از روش های ترکیبی نظیر مدلغزشی - فازی ، مدلغزشی ترکیب شده با شبکه های عصبی در راستای بهبود عملکرد سیستم های کنترلی 
  9. طراحی رویت گرهای غیرخطی در حلقه کنترلی سیستم به منظور تخمین حالات سیستم و شبیه سازی آن ها
  10. استفاده از روش های غیرخطی همراه با محدودیت (constraint) در سیستم های کنترلی 
  11. طراحی و شبیه سازی برای سیستم های کنترلی هیبریدی غیرخطی

 -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-. -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-. -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-. -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-. -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.

انجام پایان نامه و پروژه مرتبط با کنترل بهینه در مهندسی برق کنترل و شبیه سازی مقالات و تمرین های مرت

در این وبسایت پروژه ها و مقالات در زمینه کنترل بهینه برای سیستم های خطی و غیرخطی مقید در کمترین زمان و مناسب ترین هزینه انجام می شود ، برای پایان نامه ها و پروژه های شما گزارش های مرحله به مرحله و نهایی از روند کار ارائه خواهد شد و توضیحات شبیه سازی آورده می شود .

  1. شبیه سازی و تحلیل رگولاتورهای بهینه خطی (LQR) و روش گاوسین (LQG) برای سیستم های همراه با بردار اغتشاش 
  2. انجام و شبیه سازی تمرین های مرتبط با کتاب های معروف در زمینه کنترل بهینه نظیر کتاب کیرک
  3. انجام پایان نامه و پروژه های شبیه سازی بهنیه مرتبط با سیستم های چند متغیره خطی و غیرخطی مقید (همراه با محدودیت)
  4. انجام شبیه سازی پروژه ها و پایان نامه های مرتبط با روش های مبتنی بر حساب تغییرات ، پونتریاگین و همیلتونی 
  5. انجام شبیه سازی برای سیستم های با چندین مینیمم محلی 
  6. انجام شبیه سازی پایان نامه و پروژه برای سیستم های کنترل غیر خطی مقید همراه با نامساوی های در جهت کنترل سیستم
  7. انجام شبیه سازی های مرتبط با سیستم های قدرت همچون بهینه سازی رفتار درایو ماشین های الکتریکی ، روش های کلیدزنی و انواع جایابی 
  8. بکار گیری روش های هوشمند همچون شبکه های عصبی و منطق فازی و Anfis در بهینه سازی عملکرد سیستم های دینامیکی و عددی 
  9. استفاده از روش های بهینه سازی در سیستم های ترکیبی 
  10. استفاده از روش های الگوریتم ژنتیک بهبود یافته ، الگوریتم تجمع ذرات یا پرندگان و سایر روش های از این دست در شبیه سازی پایان نامه ها و مقالات مرتبط با بهینه سازی سیستم های عددی 
  11. ارائه پروژه های آماده در زمینه بهینه سازی از شبیه سازی مقالات معتبر 

 -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-. -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-. -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-. -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-. -.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.-.

پروژه - پایان نامه انجام شده در زمینه کنترل (شماره 5)

بررسی دینامیک های آشوبناک (chaos) در مبدل های DC به DC تحت دینامیک های سطح صفر :

یکی از مسائل در مبدل های DC به DC مشکل سیستم های غیرخطی دوره ای موسوم به آشوب در دینامیک سوئیچ شونده آنهاست ، در واقع ماهیت سوئیچینگ و رفتار هیبرید این سیستم های باعث ایجاد آشوب در آنها می شود . این رفتار آشوبناک در صورت عدم کنترل باعث ایجاد هارمونیک در خروجی مبدل خواهد شد . در کنار این امر نیاز به تنظیم پارامترهای مدار برای اجتناب از این مسئله نیز لازم می باشد که این فرآیند نیاز به شناخت دقیق سیستم دارد . دینامیک استخراج شده در سطح صفر سیستم موسوم به ZAD در این پایان نامه برای اجتناب از ایجاد هارمونیک بدست آمده است و مدل موردی استفاده شده در آن مبدل کاک بوده است . مدل مبدل کاک از پیچیده ترین انواع در مقالات می باشد و مطالعه پیرامون رفتار آشوبناک آن به جهت همین پیچیدگی کمتر بوده است و بیشتر مطالعات پیرامون مبدل های بوست و باک بوده است . در این پروژه ما به منظور کاهش پیچیدگی سیستم از مدل مرتبه کاهش یافته استفاده کردیم و از تکنیک تطبیق لحظه ای در این کاهش مرتبه استفاده کردیم . 

و سپس به صورت معادلات حالت در فضای گسسته آن را برای هر لحظه مدلسازی کردیم ، در هر لحظه از شبیه سازی پارامترهای آشوب شناسایی می شوند و نشان دادیم که سیستم بدست آمده یک تخمین مناسب از مبدل بوده است و به خوبی وجود آشوب در تغییرات پارامترها را نشان داد و همین مسئله کاربرد مناسب آن را در طراحی فیلترهای مورد نیاز برای کاهش هارمونیک نشان داد .

پروژه - پایان نامه انجام شده در زمینه کنترل (شماره 4)

طراحی کنترل فعال نیرو برای سازه های ساختمانی و خودرو :

منظور از کنترل فعال نیرو طراحی نیروی کنترلی است که بتواند بر نامعینی های پارامتری سازه های ساختمانی و خودرو فائق آمده و بتواند آن را در مقابل اغتشاشات خارجی که باعث نوسانات گذرا در سیستم می شود پایدار سازد . کنترل فعال نیرو در مقابل المان هایی که به همین منظور در سازه ها تعبیه شده و وظیفه پایدارسازی آن را بر عهده دارند اطلاق می شود ، در این کنترل غیرفعال را خواهیم داشت .

در طراحی کنترل فعال نیرو برای سازه های ساختمانی با دو نوع طراحی مواجه خواهیم بود که به دلیل وجود دو مدل خطی و غیرخطی برای سیستم می باشد در حالت غیرخطی ترم هیسترزیس که یک عبارت شبه خطی می باشد در مدل سیستم ظاهر می شود که مانند عبارت تابع اشباع باعث آشفتگی و نوسان در سیستم می شود ، در این حالت راهکار ما طراحی یک کنترل غیرخطی خواهد بود که بتواند بر این مسئله غلبه کند . روش هایی که براین اساس می توان استفاده کرد همچون روش برمبنای مد لغزشی و بازگشت به عقب می باشند . در این حال چالش دومی که با آن روبرو خواهیم بود امکان چند درجه بودن برای سیستم سازه می باشد که آن را در حالت خطی تبدیل به یک مسئله LMI می کند و در حالت غیرخطی نیز نیاز به استفاده از سیستم کنترل تطبیقی در کنار کنترل غیرخطی است که بتواند نامعینی های پارامتری را در سیستم از بین ببرد .

مجموعه نیروهایی که بر یک سازه وارد می شوند میزان اغتشاش وارد شده به آن را در طول زمان تعیین می کند همانطور که مشخص است مهمترین نیرویی که می توان برای یک سازه در نظر گرفت انواع زلزله می باشند ، این نیرو به صورت یک اغتشاش به سیستم وارد می شود و وظیفه سیستم کنترل فعال اعمال نیرویی است که بتواند دامنه نوسانات را در این حالت کاهش دهد .

پروژه - پایان نامه انجام شده در زمینه کنترل (شماره 3)

کنترل بهینه سیستم خطی فرم مربعی تغییرپذیر با زمان برمبنای مدلغزشی انتگرال خروجی :

در این پروژه پایان نامه هدف بهینه سازی انرژی صرف شده در کنترل سیستم های خطی تغییر پذیر با زمان می باشد که در پیاده سازی این ایده از روش مد لغزشی استفاده شده است .

در این پایان نامه از رویت گر به منظور تخمین خروجی استفاده شده است که متغیر رویت شده در واقع همان انتگرال خروجی می باشد که از تکنیک مد لغزشی برای آن بهره گرفته شده است . این رویت گر برمبنای ساخت خروجی و مشتق های به صورت مرحله به مرحله عمل می کند . در واقع از دید تئوری نیازمندیم که مقادیر اغتشاشات و نامعینی ها از لحظه صفر شروع پروسه کار در رویت گر از فیلتر خروجی حذف شوند تا بتوانیم با فرض رویت پذیر بودن سیستم مقادیر حالات را داشته باشیم . 

در بهینه سازی رفتار کنترلر از تئوری کنترل بهینه برای هر لحظه از کار سیستم استفاده می کنیم بطوریکه این قانون نیز متغیر با زمان باشد .

به منظور شبیه سازی سیستم نیز از نرم افزار متلب استفاده کرده ایم ، و در کاربرد مد لغزشی از تابع شیب بجای اشباع استفاده کرده ایم تا میزان چترینگ (chattering) تا حد ممکن کاهش یابد .

پروژه - پایان نامه انجام شده در زمینه کنترل (شماره 2)

پروژه کنترل گام به عقب فازی تطبیقی برمبنای رویت گر برای سیستم های فیدبک محض تصادفی :

در این پایان نامه دو روش برمبنای فیدبک خروجی برای سیستم های همراه با عدم قطعیت با ویژگی های تصادفی (stochastic) انجام شده است . در این روش کنترلی متغیرهای حالت در دسترس نیستند و برای بدست آوردن آنها از رویت گر استفاده شده است . سیستم های فازی به منظور تخمین ترم های غیرخطی نامعین بکار رفته اند و رویت گر حالت فازی به منظور تخمین متغیرهای حالت اندازه گیری نشده بکار رفته است .

برمبنای تخمین متغیرهای حالت فازی استفاده شده و بکارگیری روش گام به عقب تطبیقی در کنترل سیستم روش مورد نظر گسترش داده شده و سیستم حلقه بسته کامل بدست آمده است . در این روش کنترلی به منظور اجتناب از پیچیدگی روش اشاره شده کنترل سطح دینامیکی برای مرتبه اول در گام به عقب توسط کنترل فازی استفاده شده است . 

در این پایان نامه نهایتا اثبات شده است که روش بکار رفته در کنترل سیستم را بصورت سراسری پایدار مجانبی می نماید و نتایج شبیه سازی برای شرایط اولیه و متغیرهای تصادفی مختلف نشان داده شده است .

نحوه تنظیم پروپوزال برای پایان نامه های برق کنترل :

بهتر است ، مطالب بیان شده در این پست را بعد از مطالعه پست مربوط به پروپوزال در قدرت با لینک مطالعه کنید .
لینک مربوطه

در پایان نامه های مرتبط با مهندسی برق ما با مسئله مدلسازی ، شناسایی سیستم ، طراحی کنترل و عیب یابی مواجه هستیم و به طور معمول 90 درصد پایان نامه ها در این زمینه ها تدوین می شوند . که از این مقدار نیز اکثریت متعلق به طراحی کنترلرها می باشد .

با پیشرفت تکنولوژی و علوم ریاضی شاخه مهندسی کنترل بیش از سایر زمینه های مربوطه تحت تاثیر قرار می گیرد و روش های طراحی جدید با توجه به محدودیت های افزوده شده به کار می آیند .

در طرح پروپوزال برای یک سیستم در نظر گرفتن مسائلی نظیر پیچیدگی مدل سیستم ، نامعینی های موجود در سیستم ، تغییر پارامترهای با رنج تغییر و میزان کران تغییرات ، نحوه استخراج متغیرهای حالت سیستم و اغتشاشات همگی در نوع طراحی ها مهم می باشند .

آنچه که در گام اول اهمیت پژوهش کامل در زمینه سیستم مورد مطالعه می باشد ، در برخی کارهای تحلیلی قدرتمند ما با یک سیستم کلی با ویژگی های مشخص برمی خوریم که بایستی به طریق استقرایی یک روش کنترل مدون برای آن بیان کنیم که بایستی با یک اثبات قدرتمند همراه باشد و سپس در ادامه آن یک مدل نمونه (Case study) در نظر گرفته و شبیه سازی را برای آن انجام می دهیم .

اما انجام این نوع کارها با دشواری هایی همراه است که از آنجمله طراحی یک تابع لیاپانوف کلی خواهد بود که بتواند روش مذکور را اثبات کند .

در اغلب کارها از همان ابتدا با یک سیستم با مدل مشخص (یا همراه نامعینی های مشخص) مواجهیم که وظیفه طراح بهبود رفتار سیستم و یا انجام یک طراحی جدید برای آن است 

همانطور که می دانیم ویژگی های مهمی که برای یک رفتار کنترلی در نظر گرفته می شود عبارتند از : 

  1. میزان اورشوت 
  2. زمان رسیدن به پاسخ 
  3. زمان نشست سیستم
  4. خطای حالت ماندگار 
  5. و ...

این ویژگی ها در تمامی سیستم ها چه خطی و غیرخطی اهمیت دارند و هر سیستم کنترلی که بتواند حتی یکی از این شاخص ها را بهبود دهد می تواند یک راهکار محسوب شود . 

در کنار این مسئله در نظر گرفتن عدم قطعیت در مدل سیستم ها نیز می تواند یک راه حل در ارائه یک پروپوزال خوب داشته باشد ، قطعا در این مسئله مطالعه سیستم فیزیکی بایستی به دقت انجام پذیرد ، در این روند شناسایی پارامترهایی که در حالت عملی محاسبات را با چالش همراه می سازد . 

از آن جمله :

  1. عدم قطعیت در پارامترهای مدل دینامیکی سیستم 
  2. عدم قطعیت در متغیرهای حالت سیستم 
  3. عدم قطعیت سینماتیک(رباتیک)
  4. عدم قطعیت در ترم های سیستم 

هر کدام از ویژگی های ساختاری بیان شده دارای راه حل هایی در تئوری کنترل می باشند که از آن ها می تواند به :

  • طراحی سیستم کنترل تطبیقی
  • طراحی رویت گر 
  • طراحی کنترل مقاوم 

اشاره کرد . 

در کنار این سیستم ها استفاده از روش های هوشمند در سیستم های کنترل از دیگر ابزاری است که مد نظر قرار می گیرد ، مهمترین مسئله در این کاربرد استفاده از این روش ها در شناسایی سیستم و عیوب می باشد که در کنار این می توان برای بهبود روش های کلاسیک کنترل خطی نیز از آن ها بهره برد .

کنترل منطق فازی ، شبکه های عصبی و ترکیب این دو یعنی Anfis راهکار های پیشنهادی در این زمینه می باشند .