شناسايي سيستم مخزن آب به كمك فازي نوع ۲ تاکاگی-سوگنو و كنترل سطح آن توسط كنترل‌كننده‌ی پيش‌بين
فهرست
معرفی.. ۲
سیستم منطق فازی نوع دوم. ۲
به دست آوردن یک مدل فازی نوع دوم. ۴
شناسایی سیستم مخزن مایع. ۴
کنترل پیش‌بین غیرخطی.. ۷
بهینه‌سازی غیرخطی.. ۷
کنترل پیش‌بین سیستم مخزن مایع. ۸
معرفی
در این پروژه از فازی نوع دوم بازه‌ای تاکاگی-سوگنو برای شناسایی[۱] و مدل‌سازی[۲] سیستم غیرخطی استفاده می‌شود. سپس با استفاده از مدل فازی نوع دوم به دست‌آمده از کنترل‌کننده‌ی پیش‌بین برای کنترل سیستم استفاده می‌شود.
سیستم منطق فازی نوع دوم
در این قسمت بعد از مرور اصول اولیه و تعاریف اصلی مجموعه‌های فازی نوع دوم، مدل‌سازی یک سیستم غیرخطی توسط سیستم فازی نوع دوم توضیح داده می‌شود.
الف- مجموعه‌های فازی نوع دوم- یک مجموعه‌ی فازی نوع اول درجه‌ی عضویتی دارد که عددی واضح است، در حالی که یک مجموعه‌ی فازی نوع دوم درجه‌های عضویتی دارد که خود، فازی هستند، به خاطر همین به آنها مجموعه‌های «فازی- فازی»[۳] گفته می‌شود. چنین مجموعه‌ای، در شرایطی که تعیین تابع عضویت دقیق برای یک سیستم فازی دشوار است، بسیار مفید می‌باشد. برای مثال مدل کردن یک کلمه توسط یک سیستم فازی. از لحاظ ریاضی، یک مجموعه‌ی نوع دوم فازی که با علامت نشان داده می‌شود، توسط یک تابع عضویت نوع دوم مشخص می‌شود. در حالت پیوسته مجموعه‌ی فازی نوع دوم به این صورت تعریف می‌شود: (۱)
که در آن درجه‌ی عضویت اولیه‌ی x نامیده می‌شود و درجه‌ی عضویت ثانویه است. امروزه از آنجا که استفاده از مجموعه‌های فازی نوع دوم معمولی در سیستم منطق فازی نوع دوم، محاسبات پیچیده‌ای دارد، بیشتر محققان برای کاهش پیچیدگی به سراغ سیستم‌های فازی نوع دوم بازه‌ای[۴] می‌روند. وقتی همه‌ی درجه‌های عضویت ثانویه برابر یک باشد، یعنی ، آنگاه یک سیستم فازی نوع دوم بازه‌ای داریم. اگر درجه‌ی عضویت ثانویه در برخی نقاط برابر یک و در بقیه‌ی جاها برابر صفر باشد، آنگاه به آن تابع عضویت نوع دوم تکین[۵] گفته می‌شود.
ب- سیستم‌های فازی نوع دوم- یک سیستم منطق فازی نوع دوم عموما از پنج قسمت تشکیل شده است:یک فازی‌ساز[۶]، یک پایگاه قواعد[۷]، یک موتور استنتاج فازی[۸] و یک بلوک عملیات خروجی[۹]. اساسا ساختار سیستم منطق فازی نوع دوم به ساختار سیستم منطق فازی نوع اول شباهت زیادی دارد [۱]. بزرگ‌ترین تفاوت ساختاری این است که فرآیند غیرفازی‌سازی[۱۰] در یک سیستم فازی نوع اول با بلوک عملیات خروجی در سیستم فازی نوع دوم جایگزین شده است که شامل کاهش نوع[۱۱] به همراه غیرفازی‌سازی می‌باشد. کاهش‌دهنده‌ی نوع، یک مجموعه‌ی فازی نوع دوم را به یک مجموعه‌ی فازی نوع اول نظیر می‌کند و آنگاه غیرفازی‌ساز مطابق معمول آن مجموعه‌ی فازی نوع اول را به یک عدد واضح نظیر می‌کند.
به دست آوردن یک مدل فازی نوع دوم
در این پروژه از یک سیستم فازی نوع دوم بازه‌ای با ساختار تاکاگی-سوگنو برای شناسایی و مدل‌سازی سیستم غیرخطی استفاده شده است. ساختار اصلی که برای مدل‌سازی سیستم غیرخطی در خدمت گرفته شده است، شامل مجموعه‌های فازی نوع دوم در قسمت مقدم[۱۲] و توابع در قسمت تالی[۱۳] قواعد است[۳].
شناسایی سیستم مخزن مایع
از یک سیگنال شناسایی غنی استفاده می‌کنیم. لازم است داده‌های ورودی-خروجی سیستم را با در نظر گرفتن عمق لازم برای دینامیک سیستم برای شناسایی مدل فازی نوع۲ داشته باشیم. برای این‌کار یک ورودی APRBS به سیستم شبیه‌سازی شده اعمال می‌گردد و داده‌های ورودی-خروجی ذخیره می‌شود. سپس با توجه به عمق مناسب برای دینامیک سیستم، ساختار مدل فازی شامل تعداد ورودی‌ها و … انتخاب می‌شود. در این‌جا ما از دو ورودی برای سیستم فازی استفاده نموده‌ایم. پارامترهای توابع تاکاگی-سوکنوی نوع دوم خروجی توسط بهینه‌سازی به‌دست می‌آید. تعداد توابع عضویت برای هر کدام از ورودی‌ها ۳ در نظر گرفته شده است. با توجه به عملکرد سیستم محدوده‌ی مناسب برای ورودی‌ها طراحی شده است.
[۱]Identification
[۲]Modeling
[۳]Fuzzy-Fuzzy
[۴] Interval Type-2 Fuzzy Systems
[۵]Singleton
[۶]Fuzzifier
[۷]Rule Base
[۸]Fuzzy Interface Engine
[۹]Output Processing Block
[۱۰]Defuzzification
[۱۱]Type-Reduction
[۱۲]Antecedent
[۱۳]Consequence
لطفاً براي ارسال دیدگاه، ابتدا وارد حساب كاربري خود بشويد