21606

21606

بهينه سازي و پياده سازي كنترل كننده فازي ماشين الكتريكي DCبر بستر FPGA

كارشناسي ارشد

برق

95-98

1398/9/17

دكتر عبدالرضا رحمتي

دكتر سيد محمدرضا موسوي ميركلائي

برق

كنترل‌كننده‌هاي فازي به دليل غير‌دقيق بودن و عدم‌قطعيت موجود در متغير‌هاي ورودي سيستم‌ فازي و همچنين پياده‌سازي آسان اين نوع از كنترل‌كننده‌ها به يكي از انتخاب‌هاي پركاربرد در صنعت به‌خصوص در موتورهاي DC تبديل شده‌اند. با توجه به افزايش كاربرد اين نوع از سيستم‌هاي كنترلي در صنعت، نياز به روش‌هاي بهينه‌سازي و بهبود كارآيي و دقت اين نوع از كنترل‌كننده‌ها در سال‌هاي اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته است. علاوه بر بهبود كارآيي اين كنترل‌كننده‌ها، پياده‌سازي بلادرنگ همراه با سرعت بالا در محاسبات رياضي، مصرف انرژي كمتر نسبت به ساير ابزار‌هاي پياده‌سازي ديگر و همچنين كاهش بكارگيري منابع سخت افزاري تبديل به يكي از چالش‌هاي موجود در اين زمينه شده است. با توجه به نياز به بهينه‌سازي كنترل‌كننده‌هاي فازي، روش‌هاي بهينه سازي گوناگوني ارائه شده است. تمركز اين پايان‌نامه ابتدا برروي به‌كار‌گيري الگوريتم ژنتيك بهبود يافته به‌منظور تنظيم بهينه پارامترهاي كنترل‌كننده فازي براي افزايش دقت و سرعت همگرايي آن مي‌باشد كه منجر به كاهش زمان نشست به ميزان 5/14% و همچنين 72/1 %در زمان تاخير شده است. همچنين يك روش خط لوله همراه با راهكارهايي براي كاهش عرض بيت مورد نياز كنترل‌كننده‌هاي فازي به منظور بهينه‌سازي حداكثري در پياده‌سازي كنترل‌كننده‌هاي فازي ارائه مي‌شود كه منجر به افزايش فركانس بخش بلوك قوانين به ميزان 67% و همچنين بخش فازي‌ساز به ميزان 1% شده است. به‌‌طور كلي مشاهده مي‌شود كه كنترل‌كننده فازي بهينه‌سازي شده در اين پايان‌نامه داراي دقت عملكرد و سرعت همگرايي بيشتر و همچنين برتري‌هايي در ميزان مصرف منابع سخت افزاري نسبت به ساير كنترل‌كننده‌هاي فازي مي‌باشد.

1398/09/24

An Enhanced Fuzzy Controller Based on Improved Genetic Algorithm for Speed Control of DC Motors

12/8/2019 12:00:00 AM

Because of being imprecision and existence of uncertainty in input variables to fuzzy systems, and also their easy implementation, fuzzy controllers are introduced as one of useful optimization tools in industry especially in DC motors. Given to the growth of controller systems usages in industry, use of optimization methods has been noticed in the recent years; so that improve precision and performance of these systems. In addition to making improvement in their performance, real time implementation, less energy spending in comparison with other tools, having high speed in mathematical computation and decreasing hardware resources consumption are some serious challenges in this terrain. To optimize fuzzy controllers’ performance, various methods have been proposed by the researchers. This paper firstly focuses on applying improved Genetic Algorithm (GA) in regulating optimum parameters of fuzzy controller to rise convergence speed and accuracy. Secondly, a pipeline technique with specific strategies of diminishing required bit width for fuzzy controllers is provided to achieve maximum efficiency in fuzzy controller implementation. In general, it can be seen that optimized fuzzy controller in this paper has precise performance, high convergence speed and such advantages in efficient hardware implementation in comparison with other fuzzy controllers.

موتور‌الكتريكي DC , الگوريتم‌ ژنتيك , بهينه‌سازي , روش خط لوله , FPGA

FPGA , Pipeline , DC Motor , Genetic Algorithm , Enhance