سیستم کنترل فازی یک سیستم خودگردان زیرآبی در کانال عمق و بهینه سازی آن با روش حداکثر شیب نرمالیز شده

تحقیق بر روی کنترل سامانه های خودگردان زیر آبی، از یک طرف به علت کاربردی بودن فراوان موضوع و از طرف دیگر به علت پیچیدگی هایی که ناشی از غیر خطی بودن ماهیت سامانه می باشد، همواره مورد نظر محققین بسیاری بوده است. در تحقیق جاری نیز کنترل عمق در یک سامانه خودگردان زیرآبی با رویکرد منطق فازی مد نظر می باشد. هدف از این کنترل تبعیت عمق سامانه از فرامین از پیش تعیین شده ای که در چند مرحله به آن اعمال می شود تعیین گردیده است. در چرخه کنترلی ذکر شده اندازه عمق و تغییرات آن و همچنین تغییرات زاویه سر به عنوان اطلاعات موجود از جسم در هر لحظه و چهار بالک در انتهای آن، عملگرهای کنترلی سامانه را تشکیل می دهند. برای رسیدن به هدف ابتدا بایستی قوانین فازی مناسبی یافته شود که سیستم را پایدار نماید. این قوانین منحصر به فرد نبوده و مجموعه قوانین مختلفی می تواند برای این کار استفاده گردد. در این تحقیق پس از انتخاب دو دسته قانون، با انتخاب روش عددی حداکثر شیب نرمالیز شده متغیرهای مرتبط با قوانین انتخابی بهینه گردیده و در نهایت از بین این دو مجموعه قوانین بهینه شده نیز یکی برگزیده می گردد. هر گاه سخن از بهینه سازی به میان می آید معیار بهینه بودن نیز با توجه به موضوع باید به صورت دقیق تعریف گردد. در ارتباط با سامانه مورد بحث نیز در ابتدا تابع میانگین توان دوم تفاوت فرمان عمق منهای خروجی آن به عنوان تابع هزینه و معیار بهینه سازی انتخاب گردید که پس از شبیه سازی و توجه به پاسخ زمانی حاصل، نیاز به اصلاح خطای حالت ماندگار احساس گردید. برای بهبود خطای حالت ماندگار، پارامتر زمان نیز در تابع هزینه دخالت داده شد و مجموع تفاوت فرمان عمق منهای خروجی آن به توان دو ضرب در زمان در هر لحظه به عنوان تابع هزینه انتخاب گردید که همانگونه که انتظار می رفت با این انتخاب، خطای حالت ماندگار بهبود یافته و راندمان کل در حد مطلوبی قرار گرفت.

Keywords:

سیستمهای خودگردان زیر آبی , کنترل فازی , بهینه سازی , حداکثر شیب نرمالیز شده , توابع هزینه