طبیعت مقاوم کنترل کننده فازی
کاربردهای صنعتی و آزمایشگاهی موفقیت آمیز
ساختار یک کنترل‌کننده فازی
با توجه به دیاگرام بلوکی نشان داده شده در شکل ۴‑۱، می‌توان ساختار یک کنترل کننده فازی را نیز در قالب بلوک‌هایی نان داد که این دیاگرام در آمده است.
شکل ۳‑۳: بلوک دیاگرام جهت نمایش اجزای تشکیل دهنده یک کنترل کننده فازی
اجزای تشکیل دهنده کنترل کننده فازی به صورت زیر است:
فازی ساز: نگاشتی از یک نقطه به یک مجموعه فازی
معیار های طراحی فازی ساز:
مجموعه فازی با در نقطه مورد نظر مقدار تعلق بزرگی داشته باشد
اگر ورودی سیستم به وسیله نویز خراب شود، فازی ساز باید بتواند تاثیر نویز را کاهش داده و یا حذف کند.
در ساده کردن محاسبات مربوط موتور استنتاج نقش داشته باشد.
انواع فازی سازها: فازی ساز منفرد، فازی ساز مثلثی، فازی ساز گوسین، فازی ساز ذوزنقه ای
نافازی ساز: نگاشتی از مجموعه فازی به یک نقطه قطعی. وظیعه نافازی ساز مشخص کردن نقطه‌ای است که بهترین نماینده مجموعه فازی خروجی باشد.
معیار های طراحی نافازی ساز:
۱- نقطه قطعی یا باید با درجه بالا به مجموعه فازی تعلق داشته باشد ویا در وسط مجموعه فازی قرار داشته باشد.
۲- تغییرات کوچک در مجموعه فازی خروجی نبایستی به تغییرات بزرگی در نقطه قطعی منجر شود..
۳- در ساده کردن محاسبات نقش داشته باشد.
انواع نافازی سازها: نافازی سازمیانگین مراکز، نافازی ساز مرکز ثقل، نافازی ساز ماکزیمم
پایگاه قواعد فازی: پایگاه قواعد فازی از مجموعه قواعد اگر-آنگاه فازی تشکیل شده است. این بخش قلب سیستم فازی محسوب می شود. پایگاه قواعد فازی شامل قواعدی به صورت زیر است:
IF x1 is A1 AND …. xn is Bn THEN y is Ci Rule i:
پایگاه داده ها: شامل اطلاعاتی درباره شکل توابع عضویت سیستم های فازی مورد استفاده در قواعد فازی و دامنه متغیرهای فازی است.
موتور استنتاج فازی: موتور استنتاج قواعد موجود در پایگاه قواعد را با هم ترکیب می کند. از آنجا که پایگاه قواعد فازی شامل قواعد اگر و آنگاه زیادی است، بایستی بتوان از روی مجموعه قواعد، یک مجموعه فازی را نتیجه گیری کرد. برای این منظور از دو روش استفاده می‌شود.
( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
۱- استنتاج مبتنی بر ترکیب قواعد
۲- استنتاج مبتنی بر قواعد جداگانه
با توجه به تعدد استلزام ها، عملگرهای مختلف برای t-norm وs-norm و دو نوع استنتاج فوق، انتخاب های متعددی برای موتور استنتاج فازی وجود دارد. نمونه ای از این موتور های استنتاج عبارت است: موتور استنتاج حاصل ضرب، موتور استنتاج مینیمم، موتور استنتاج لوکاشیویکز، موتور استنتاج زاده، موتور استنتاج دنیس رشر.
روش‌های فازی مورد استفاده در ربات‌ها
با توجه به این که یک ربات سیار از اجزای مختلفی تشکیل شده است، نیاز به یک سیستم کنترلی جامع برای کنترل حرکت‌های مختلف ربات می‌باشد، لذا باید سیستمی طراحی نمود که بر روی تمامی قسمت‌های یک ربات نظارت داشته باشد. از جمله قسمت‌هایی که می‌توان توسط سیستم‌های مذکور کنترل نمود عبارتند از:
۱- کنترل موقعیت ربات برای رسیدن به هدف
۲- استراتژی اجتناب از برخورد با موانع
۳- ردیابی مسیر حرکت
۴- ناوبری
۵- طرحریزی مسیر حرکت
۶- ارائه مدل فازی ربات سیار
۷- دنبال کردن پویای مسیر حرکت
۸- مسئله تعقیب دیوار
۹- کنترل مدل مرجع متغیرهای ربات سیار
کنترل موقعیت در جابجایی ربات‌ها
ابتدا مسئله کنترل موقعیت در یک محیط بدون مانع بررسی می شود. هدف از کنترل این است که ربات از نقطه مبدا به نقطه مقصد برسد. در این حالت ورودی های کنترل فازی موقعیت و جهت ربات نسبت به نقطه هدف است. خروجی سیستم فازی زاویه چرخش ربات است.
شکل ۳‑۴: شماتیکی از اعمال دستور زاویه‌ای به ربات
جهت پیاده‌سازی این دستور بر روی کنترل‌کننده ربات بلوک دیاگرام زیر را خواهیم داشت:
شکل ۳‑۵: دیاگرام بلوکی جهت تولید زاویه چرخش ربات
حال این سیستم را با فازی‌ساز مثلثی طراحی می‌نماییم: توابع عضویت متغیر های ورودی به صورت مثلثی در نظر گرفته می‌شوند. مقادیر زبانی در نظر گرفته شده عبارت است:
شکل ۳‑۶: نمودار زاویه اعمالی به ربات و زاویه بازگشتی از ربات
در سیستم فازی پیشنهادی پایگاه دانش شامل قواعدی به صورت زیر است:
مکانیزم استنتاج فازی:عملگر min برای t-norm و عملگر max برایs-norm استفاده شده است. قواعد با بهره گرفتن از توصیفات شبه انسانی رفتار حرکت ربات تعریف می شوند.
نافازی سازی: در این قسمت از روش نافازی سازی ارتفاع استفاده شده است.این روش ساده و خیلی سریع است. این روش از خروجی های مقیاس شده کنترل کننده استفاده کرده و مجموع وزن دار مقادیر بیشینه توابع عضویت خروجی است. معادله نافازی سازی به صورت زیر است:
که تکیه گاه تابع عضویت خروجی
فاکتور مقیاس کننده
