بخشی از مقاله
چکیده: در این مقاله از قواعدی برای سیستم فازی استفاده شده است که با استفاده از این قواعد، کنترل کننده پاسخ مناسبی برای سیستم حلقه بسته تعیین کرده است و در نهایت این پاسخ در زمان مناسب میرا میشود. در نهایت به منظور بررسی کیفیت کنترل کننده فازی، این کنترل کننده را با نتایج حاصل از کنترل کننده کلاسیک - PI - مقایسه کردهایم. در نهایت با استفاده از نتایج بدست آمده کیفیت کنترل کننده فازی قابل اثبات است. شبیه سازی انجام گرفته در محیط - MATLAB - مطلب همراه نتایج آن ارائه شده است.
مقدمه
در سیستمهای کنترلی، اصولا کنترل کنندهها به منظور هدایت حالت سیستم به جهتی از پیش تعیین شده را بر عهده دارند. در این راستا سیستم به صورت حلقه بسته توسط کنترل کننده تشکیل یک حلقه میدهد که در صورت ارضای شرایط ، خروجی سیستم به سمت ورودی مورد نظر هدایت میشود. در این مسیر صرف نظر از توانایی کنترل کننده در ردیابی ورودی، مسئله واکنش به اغتشاش سیستم بسیار مهم و کاربردی میباشد.
بنابراین به عنوان یک معیار در ارزیابی کنترل کننده-ها، مسئله ردیابی ورودی بسیار مهم و حائز اهمیت میباشند. اغلب کنترل کنندههایی که از مدلهای آفلاین استفاده می-کنند، مانند کنترل کنندههای شبکه عصبی و خصوصاً کنترل پیشبین مدلهای مبتنی بر فازی و عصبی، به دلیل این که در حضور اغتشاش مدل تغییر مییابد دیگر دستیابی به ردیابی کنترل کننده غیر ممکن میباشد. اگرچه روشهایی به منظور حذف اثر اغتشاش در این کنترل کنندهها معرفی میشود ولی اغلب این روشها یا دارای محاسبات سنگین بوده و یا به صورت کامل اثر اغتشاش را رفع نمیکنند.
امروزه با پیشرفت علم کنترل، کنترل کنندههای مفید و پیشرفته تری شناخته شده و به منظور کنترل سیستمهای پیچیده مورد استفاده قرار میگیرند. در گذشته اصولاً از سیستمهای کنترل کلاسیک برای کنترل سیستمها استفاده میشد که این کنترل کننده در برخورد با سیستمهای غیرخطی به دلیل وجود ماهیت غیرخطی با مشکل روبرو شده و به گونهای بازدهی کنترل کننده کاهش مییابد.
امروزه در بسیاری از کاربردهای کنترلی از منطق فازی برای کنترل سیستمهای غیرخطی استفاده میشود. اصلیترین ویژگی این سیستم، دخالت دادن دانش فرد در کنترل سیستم میباشد. این بدان معناست که رفتار کنترل کننده وابسته به رفتاری است که کاربر برای سیستم انتخاب میکند. به عنوان مثال کاربر میداند در صورتی که سرعت موتور کم شد باید ولتاژ را زیاد کند به این ترتیب میتواند قواعد حاکم بر منطق فازی را تعیین کند و در راستای کنترل سیستم به کار بگیرد.
با توجه به این معادلات، مشاهده میشود که معادله دیفرانسیل توصیفی سیستم دارای رفتاری غیرخطی است که به منظور استخراج تابع تبدیل باید حول یک نقطه کار خطی سازی شود. در صورتی که از کنترل کنندههای غیرخطی استفاده شود، در این صورت نیازی به خطی سازی نبوده و همین دینامیک به منظور کنترل مستقیماً مورد بررسی قرار میگیرد.
توصیف فضای حالت سیستم
در صورتی که x1 جریان سیم پیچی، x2 جابجایی قرقره بر حسب سانتی متر، x3 سرعت قرقره، x4 فشار وارده به بار از طرف سیلندر، x5 جابجایی بار بر حسب متر، x6 سرعت بار و در نهایت ولتاژ v برابر با ورودی کنترلی باشد، در این صورت فضای حالت سیستم با رابطه زیر قابل توصیف است.
