بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
مهندسی مکاترونیک
بررسی روشهای کنترل هوشمند بازوی انعطافپذیر
اسلاید 2 :
فهرست مطالب
درباره بازوی انعطافپذیر
سیستم بازوی انعطافپذیر کوانزر
مدلسازی
بررسی روشهای کنترل هوشمند
اسلاید 3 :
بررسی اهمیت موضوع
ایده آل فرض کردن بازوهای صلب
انعطاف پذیر شدن بازوهای صلب به دلایل زیر :
- افزایش نسبت جرم بار به جرم بازو
- حرکت سریع بازو
وجود مزیت هایی در استفاده از بازوهای انعطاف پذیر نسبت به بازوهای صلب
شکل 1: بازوی انعطاف پذیر [11]
اسلاید 4 :
بررسی مزایا و معایب بازوی انعطاف پذیرنسبت به بازوی صلب
مزایا :
حمل ونقل آسانتر
شتاب گیری و عملکرد سریع
کاهش توان مصرفی و هزینه
معایب :
مدل غیرخطی و با مرتبه بی نهایت
وجود نامعینی ها و عدم قطعیت در مدل سیستم
رفتار غیرمینیمم فاز سیستم
زیر عملگر(Under Actuated) بودن سیستم
شکل 2: بازوی انعطاف پذیر [11]
اسلاید 5 :
کاربردها
استفاده در صنایع به منظور جابجایی
استفاده در تجهیزات فضایی با ابعاد بزرگ
استفاده در تجهیزات عمرانی
استفاده درمیکروجراحیها
3
شکل 3: بازوی انعطاف پذیر canadarm[11]
اسلاید 6 :
سیستم بازوی انعطاف پذیر کوانزر
موتور DC و جعبه دنده / انکودر
بازوی انعطاف پذیر
کرنش سنج
شکل 4: بازوی انعطاف پذیر کوانزر [7]
اسلاید 7 :
مدلسازی بازوی انعطافپذیر
روش مدهای فرضی :
انحراف انتهای بازو از طریق سری توابع تفکیک پذیر
روش المان های محدود :
نشان دادن بازوی انعطاف پذیر به صورت مجموعه متوالی از المانهای صلب کوچکتر
مدلسازی خطی بازوی انعطافپذیر کوانزر :
مدلسازی بازوی انعطاف پذیر بر اساس مدل یک فنر دوار
اسلاید 8 :
مدلسازی با روش مدهای فرضی
فرضیات مدلسازی
معادله اویلر- لاگرانژ
اسلاید 9 :
انحراف بازو
نیروی اعمالی به بازو برای ایجاد حرکت در بردار
موقعیت بازو براساس تمام اجزای مستقل
اسلاید 10 :
چرا کنترل هوشمند؟
وجود ضعف در روشهای کنترلی مبتنی بر مدل
کنترل هوشمند
استفاده از شبکههای عصبی (نگاشت غیر خطی/ طبیعت تطبیقی/ توانایی برخورد با عدم قطعیت ها)
استفاده از سیستمهای فازی (بستری ساده و مقاوم برای کنترل غیرخطی/ توانایی اصلاح نامعینی ها و بی دقتی)
کنترل فازی- عصبی (غلبه بر نامعینیها و تغییرات نقطه کار به صورت بهنگام / کاهش میزان حساسیت به شرایط اولیه)
روش های آزاد از مدل
اسلاید 11 :
روش کنترل مدل دینامیک معکوس
تبدیل دینامیکهای غیرخطی سیستم به خطی
به منظور استفاده از تکنیک کنترل خطی
مشکل: وابستگی زیاد این روش به دقت مدل استفاده شده در طراحی کنترلر
شکل 5: مدل دینامیک معکوس [18]
اسلاید 12 :
استفاده از NN1 و NN2 به منظور تخمین غیرخطیگریهایF(.) و G(.)
استفاده از کنترلر خطی به منظور دستیابی به پایداری مجانبی خطا در طول فرآیندیادگیری
10
شکل 6: استفاده از شبکه عصبی به عنوان تخمینگرغیر خطی[18]
اسلاید 13 :
سیگنال کنترلی :
تابع هزینه :
روش آموزش :
11
اسلاید 14 :
قابلیت یادگیری شبکههای عصبی
کنترل کننده عصبی
12
کنترل کننده کلاسیک
شکل 7: مقایسه دو روش دینامیک معکوس کلاسیک و عصبی [18]
اسلاید 15 :
قابلیت برخورد با نامعینیها در شبکه عصبی
13
اسلاید 16 :
کنترل کننده فازی
بررسی توابع تعلق ورودیها و خروجیهای سیستم
مجموعه فازی ورودی خطای زاویه هاب
مجموعه فازی ورودی تغییرات خطای زاویه هاب
مجموعه فازی ورودی مجموع خطای زاویه هاب
مجموعه فازی خروجی گشتاور
14
شکل 8: مجموعه های فازی ورودی ها و خروجی سیستم بازو انعطاف پذیر[9]
اسلاید 17 :
ساختار کنترلر فازی
پایگاه قواعد
کنترلر فازی نوع PD
کنترلر فازی نوع PI
15
اسلاید 18 :
چراکنترل کننده فازی PD-PI؟
کنترلرPD عدم حذف خطای حالت ماندگار
کنترلر PI پاسخ آهسته
تعداد قوانین زیاد به دلیل استفاده از کنترلر PID
زمان پردازش طولانی حجم زیاد حافظه اشغالی
اسلاید 19 :
کنترلر فازی PD-PI
تنظیم ضرایب مقیاس بندی با استفاده از شبکه عصبی
استفاده از الگوریتم ژنتیک در آموزش وزنها، بایاس و شکل تابع سیگموئید دو قطبی
مزایای الگوریتم ژنتیک نسبت به گرادیان نزولی
تابع هزینه :
17
شکل 9: ساختار کنترل کننده فازی با بهینه سازی ژنتیک [9]
اسلاید 20 :
کنترل فازی – عصبی
18
شکل 10: ساختار سیستم فازی ، عصبی ممدانی[2]
