راحی کنترل کننده مبتنی بر فیدبک حالت، برای سیستم های خطی با رویکردهای مختلفی قابل انجام است که در بهترین حالت، می توان موضوع این طراحی را، در قالب یک مسأله بهینه سازی دینامیکی و کنترل بهینه تعریف و با رویکرد LQR حل نمود.

راحی کنترل کننده مبتنی بر فیدبک حالت، برای سیستم های خطی با رویکردهای مختلفی قابل انجام است که در بهترین حالت، می توان موضوع این طراحی را، در قالب یک مسأله بهینه سازی دینامیکی و کنترل بهینه تعریف و با رویکرد LQR حل نمود.

اما برای سیستم های غیر خطی، به صورت عمومی راه حل تحلیلی و جامعی وجود ندارد. اما با استفاده از رویکردهای هوش مصنوعی و کنترل هوشمند، می توان موضوع طراحی انواع کنترل کننده ها را، به جای روش های کنترلی کلاسیک و تحلیلی، از طریق ابزارهای هوش محاسباتی و به طور ویژه الگوریتم های تکاملی و فرا ابتکاری پیش برد.

در مجموعه آموزشی «طراحی فیدبک حالت بهینه برای سیستم های غیر خطی با الگوریتم های تکاملی» با استفاده از الگوریتم های تکاملی و امکانات موجود در نرم افزار متلب، چارچوبی کلی پیاده سازی شده است که می تواند مسأله طراحی کنترل کننده فیدبک حالت بهینه را برای سیستم های خطی و غیر خطی، مستقل از مدل سیستم، حل نماید.

مدرس این مجموعه آموزشی، دکتر سیدمصطفی کلامی هریس، دکترای مهندسی برق-کنترل از دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، است. در این آموزش نیز، همانند سایر برنامه های آموزشی فرادرس، ابتدا مبانی نظری و تئوری موضوع مورد بحث، به صورت کامل تشریح شده اند و سپس به صورت گام به گام، پیاده سازی عملی الگوریتم ها و روش های مورد بحث، با استفاده از زبان برنامه نویسی متلب، پیگیری شده است.

در این مجموعه آموزش، از الگوریتم ژنتیک پیوسته و الگوریتم ازدحام ذرات یا PSO، برای طراحی کنترل کننده بهینه مبتنی بر فیدبک حالت استفاده شده است. به طور ویژه، در این مجموعه آموزشی، چهار مثال عملی از چهار حوزه کاربردی مختلف مطرح شده اند، که کارآمدی رویکرد مورد بحث را در زمینه های مختلف پژوهشی و علمی، نشان می دهد. این موارد عبارتند از:

• کنترل دور موتور جریان مستقیم یا DC Motor (یک مسأله نسبتا کلاسیک در مهندسی برق و مکانیک)
• کنترل و پایدار سازی پاندول معکوس یا Inverted Pendulum (یک مسأله کلاسیک در مهندسی کنترل)
• کنترل موجودی یا Inventory Control (یک مسأله مهم در مدیریت تولید و انبارداری)
• متعادل سازی و مدیریت موجودی نقدی یا Cash Balance (یک مسأله در مدیریت مالی)

 

 

فهرست مهم ترین مباحث مطرح شده در این مجموعه آموزشی در ادامه آمده است:

• بررسی ساختار کنترلی مبتنی بر فیدبک حالت
• تبدیل مسأله طراحی فیدبک حالت بهینه به یک مسأله بهینه سازی
• پیاده سازی برنامه طراحی کنترل بهینه مبتنی بر فیدبک حالت به صورت گام به گام
• بررسی مدل دینامیکی یک موتور جریان مستقیم یا DC Motor
• بیان مسأله کنترل بهینه دور موتور موتور DC
• طراحی کنترل کننده فیدبک حالت بهینه برای کنترل دور موتور DC
• بررسی مدل دینامیکی پاندول معکوس یا Inverted Pendulum
• بیان مسأله کنترل بهینه پاندول معکوس و پایدار سازی آن
• طراحی کنترل کننده فیدبک حالت بهینه بری پاندول معکوی
• بررسی مدل دینامیکی کنترل موجودی یا Inventory Control
• بیان مسأله کنترل موجودی در قالب یک مسأله کنترل بهینه
• حل مسأله کنترل موجودی در مدیریت انبارداری و تولید با استفاده از فیدبک حالت بهینه
• بررسی مدل دینامیکی مسأله متعادل سازی موجودی نقدی یا Cash Balance
• بیان مسأله مالی Cash Balance به صورت یک مسأله کنترل بهینه
• حل مسأله مدیریت و متعادل سازی موجودی نقدی با استفاده از فیدبک حالت بهینه

 

برای مشاهده جزئیات و تهیه فرادرس طراحی فیدبک حالت بهینه برای سیستم های غیر خطی با الگوریتم های تکاملی به این لینک (+) مراجعه نمایید.