تحقیقات انجام شده درباره کنترل بازوی انعطاف پذیر Quanser بر اساس شبکه عصبی- ... |
![]() |
علاوه بر این یکی دیگر از دلایلی که باعث می شود این ساختار پاسخ مناسبی ندهد، پیچیدگی مدل سیستم است که باعث افزایش تعداد قانون های فازی می گردد و تصمیم گیری را مشکل می سازد. بنابراین، برای اینکه از تمام ویژگی های نهفته در منطق فازی بهره ببریم، عمل کنترل را بین دو کنترل کننده فازی مطابق شکل (۱-۴) تقسیم می شود ]۱۰[.
یک کنترل کننده برای کنترل زاویه مفصل و دیگری برای میرا کردن نوسانات ناشی از انعطاف پذیری. ورودی ها و خروجی های هر کنترل کننده در شکل مشخص است. هر کنترل کننده دارای دو ورودی است، شامل خطا ومشتق خطای متغیر کنترلی مربوط به آن. هر کدام یک خروجی گشتاور دارند که نهایتا مجموع این دو گشتاور به محرک سیستم داده می شود. چنین ساختار توزیع یافته ای انعطاف پذیری بیشتری نسبت به کنترل کننده یکپارچه دارد. از روش LDT[21] برای آموزش کنترل کننده فازی استفاده شده است ]۱۰[.
شکل (۱-۴): ساختار کنترل فازی توزیع یافته ]۱۰[
علاوه بر این، روش دیگری هم که ساختار توزیع یافته دارد، مطرح شده است که ورودی کنترل کننده های فازی بر اساس اهمیت[۲۲] توزیع شده اند. در شکل (۱-۵) ساختار آن آمده است ]۱۰[.
شکل (۱-۵): ساختار کنترل کننده فازی توزیع یافته بر اساس اهمیت ]۱۰[
در این روش، اساس بر این است که درجه اهمیت خروجی های سیستم، ، نسبت به ورودی سیستم، تعیین می شود که بر اساس ]۱۲[ و ]۱۳[، به صورت جدول (۱-۱) است.
جدول (۱-۱): جدول درجه اهمیت خروجی های سیستم نسبت به ورودی ]۱۰[
Importance Degrees | ||||
۱st Derivative of Tip Deflection | ۱st Derivative of Hub Position | Tip Deflection | Hub Position | |
۴۰.۷۱% | ۳۸.۴۳% | ۹.۳۹% | ۱۱.۴۷% | Torque |
برای تنظیم کنترل کننده های فازی، از روش جستجوی ندلر و مید برای تغییر مقادیر مربوط به مرکز و فرم توابع عضویت توسط استفاده می شود.
در این روش با فراجهش ۲.۵%، در زمان ۵ ثانیه به حالت ماندگار بازوی انعطاف پذیر دست یافته اند.
۱-۵-۴- سایر روش ها
در ]۵[، از کاربرد کنترل پیش بین بر اساس مدل[۲۳] برای کنترل بازوی انعطاف پذیر ، به علت توانایی آن در کنترل سیستم هایی که به سختی میرا می شوند[۲۴] و یا ویژگی غیر مینیمم فاز بودن دارند، استفاده شده است. در اینجا از روشی از کنترل پیش بین بر اساس مدل استفاده می شود که هم از مدل پیش بین عصبی خطی برای دینامیک سیستم مسیر مستقیم و هم از یک روش طبیعی برای مینیمم کردن تابع هدف استفاده می شود.
در ]۱۱[، از کنترل تطبیقی برای پرش های ناگهانی در نقطه کار بازوی انعطاف پذیر که باعث تغییر در مدل سیستم می شود، استفاده شده است، تولید مدل دقیق برای این تغییرات ناگهانی در عملکرد سیستم اهمیت زیادی می یابد. در اینجا از روش فازی برای تولید این مدل های مرجع به صورت بهنگام استفاده می شود.
در ]۱۳[، کنترل کننده فازی PD-PI طراحی شده است که تنظیم توابع تعلق آن از طریق ضریب مقیاس هایی صورت می گیرد که خود توسط یک شبکه عصبی با یک نرون با تابع سیگمویید تعیین می شود. برای آموزش وزن ها، بایاس ها و شکل تابع سیگمویید از الگوریتم ژنتیک استفاده شده است. کنترل کننده طراحی شده به طور تجربی پیاده سازی شده است.
فصل دوم
سیستم بازوی انعطاف پذیر Quanser
سیستم مورد مطالعه در این پایان نامه، یک نمونه آزماشگاهی بازوی انعطاف پذیر ساخت شرکت Quanser می باشد. بخش های مختلف این مجموعه عبارتند از: پایه سیستم، موتور DC، انکودر، بازوی انعطاف پذیر، تنش سنج، منبع تغذیه، برد PCI MultiQ مدل ۶۲۶، نرم افزارهای Wincon و Simulink ]2[.
۲-۱- پایه سیستم
این پایه از یک موتور DC، جعبه دنده، انکودر و … که روی یک جعبه آلومینیومی نصب شده، تشکیل شده است. در جدول (۲-۱) فهرستی از اجزای این پایه بر اساس شماره ای که در شکل (۲-۱) با آن مشخص شده اند، قابل مشاهده است. جعبهدنده وظیفه به حرکت درآوردن دندههای خارجی را بر عهده دارد. در درون پایه یک پتانسیومتر و یک انکودر[۲۵] نوری برای اندازهگیری زاویه موتور وجود دارد. همچنین بر روی جعبهدنده دو فنر برای جلوگیری از لقی دندهها در نظر گرفته شده است.
شکل (۲-۱): شکل پایه سیستم بازوی انعطاف پذیر
۲-۲- موتور DC
موتور DC همراه با یک جعبه دنده است که خروجی آن چرخ دنده خارجی را به حرکت در می آورد. این موتور، یک موتور بدون هسته ساخت شرکت MicroMo مدل ۲۳۳۸S006 میباشد. مدل این موتور به دلیل بهره بالا و اندوکتانس پایین سرعت بسیار زیادتری نسبت به انواع قدیمی آن دارد.
جدول (۲-۱): اجزای پایه سیستم Quanser
موتور | ۹ | صفحه بالایی پایه |
فرم در حال بارگذاری ...
[چهارشنبه 1400-08-05] [ 02:49:00 ق.ظ ]
|