حل سوالات کنترل سیستم با استفاده از متلب (پروژه)

---

شرح پروژه

با سلام 

پروژه کنترل سیستم، حل 13 سوال که البته 10 سوال آن حل شده است اما ایراداتی دارد که باید رفع شود مثلا باید از روش های دیگری سوال حل شود یا خطوطی از کد ها حذف شود یا تغییر کند. گزارش کار هم به صورت تایپ شده همانند فایلی که ضمیمه شده ارسال شود. (سوالات با روش گوی و میله حل شده است.)

حتما حتما فایل پروژه کنترل اتوماتیک مطالعه شود. کد ها و گزارش کار که خودم انجام دادم و ایراداتی که از آن گرفته شده داخلش هست.

با تشکر

تکلیف شماره یک

انتخاب یک سیستم برای کنترل. تشریح این سیستم و مشخص نمودن ورودی و خروجی. گزارش فرم فضای حالت و تابع تبدیل این سیستم.

گزارش خود را به صورت مرتب با رعایت قواعد نگارشی (فونت بی‌نازنین سایز ۱۴) برای تی‌ای خود ارسال نمایید.

تکلیف شماره دو

به کمک دستورات

step, impulse, lsim, initial, stepinfo, and lsiminfo

پاسخ سیستم خود به ورودی پله، ضربه، شیب، شتاب، دوبلت و یک ورودی دلخواه را رسم و تحلیل کنید.

برای کپی کردن شکل‌ها از متلب به گزارش خود، روی گزینه‌ی ادیت، و سپس کپی فیگر کلیک نمایید.

گزارش خود را به صورت مرتب با رعایت قواعد نگارشی (فونت بی‌نازنین سایز ۱۴) برای تی‌ای خود ارسال نمایید.

تکلیف شماره سه

پایداری سیستم خود را با محاسبه ریشه‌های معادله مشخصه، زی‌پی‌کی‌دیتا، مقادیر ویژه‌ی ماتریس حالت، جدول راث و پاسخ پله بررسی کنید.

نتایج به دست آمده و تحلیل خود را به گزارشتان اضافه کنید.

تکلیف چهار

نمودار مکان ریشه تابع تبدیل خود را رسم و تحلیل کنید. نمودار مکمل (برای k کوچکتر از صفر) را به نمودار اضافه و تحلیل کنید.

در صورت اضافه کردن صفر، قطب و انتگرالگیر نمودار مکان ریشه و مکمل مکان ریشه چه تغییری می‌کند؟ برای سیستم خود بررسی کنید.

تکلیف شماره پنج

با کنترل سیستم دیزاینر متلب، برای سیستم خود، جبرانساز بهره‌ی ساده، لید، لگ، لیدلگ و انتگرالی در حوزه‌ی زمان طراحی کنید.

ممکن است ناچار شوید از نمودار مکمل مکان ریشه (بهره‌ی منفی یا فیدبک مثبت) برای طراحی استفاده کنید.

تابع تبدیل جبرانساز، نمودار مکان ریشه و مکمل مکان ریشه استفاده شده در طراحی و پاسخ پله‌ای که کنترل سیستم دیزاینر رسم می‌کند را اسکرین شات گرفته و به گزارش خود اضافه کنید.

کدام یک از جبرانسازهای فوق، رفتار سیستم شما را به رفتار مطلوب نزدیک‌تر می‌کند؟

تاثیر جابجا کردن صفر و قطب جبرانساز لید و لگ در رفتار سیستمتان را شرح دهید.

از این تمرین چه نتیجه‌ای می‌گیرید؟

زمان لازم برای انجام این تمرین: دو ساعت.

تکلیف شماره شش

با جبرانسازهای طراحی شده در تمرین قبل، سیستم‌های حلقه بسته را تشکیل دهید.

پاسخ سیستم‌های حلقه بسته را به ورودی‌های پله، ضربه، شیب، شتاب و یک ورودی دلخواه ترسیم و تحلیل کنید.

تکلیف شماره هفت

رسم نمودار تلاش کنترلی به ورودی‌های مختلف، تحلیل پاسخ و بررسی پاسخ سیستم به ورودی اغتشاش.

تکلیف شماره هشت

برای سیستم خود با PID Tuner کنترلرهای P, PDF, PI, PIDF در حوزه زمان طراحی کنید.

ضرایب کنترلی طراحی شده را به گزارش خود اضافه کنید.

پاسخ سیستم به ورودی پله، نمودار تلاش کنترلی و نمودار پاسخ سیستم به اغتشاش پله در ورودی و خروجی را از PID Tuner اسکرین شات گرفته و به گزارش خود اضافه کنید.

به قلم خودتان، کنترلرهای فوق را قضاوت کرده و به بوته‌ی نقد بکشانید.

کدام یک از کنترلرهای فوق برای سیستم شما مناسب‌تر است؟ چرا؟

زمان لازم برای انجام تمرین: یک ساعت

تکلیف شماره نه

۱) به سیستم خود یک تاخیر دلخواه (مثلا یک ثانیه) اعمال کرده و پاسخ پله سیستم دارای تاخیر را رسم کنید.

۲) بهترین جبرانساز طراحی شده در تمرین هشت را به سیستم دارای تاخیر متصل نموده و پاسخ پله سیستم حلقه بسته دارای تاخیر را رسم کنید. آیا پاسخ این سیستم حلقه بسته به ورودی پله کراندار است یا سیستم ناپایدار شده است؟

۳) به کمک تقریب پدی، تابع تبدیل معادل پلنت خود را محاسبه کنید. پاسخ پله سیستم تقریب زده شده را با بخش اول مقایسه کنید.

۴) یک جبرانساز pidf برای سیستم تقریب زده طراحی کنید و آن را به سیستم دارای تاخیر اعمال کنید. پاسخ پله را رسم و با بخش دو مقایسه کنید.

بخش اختیاری

الف) با آزمون و خطا مشخص کنید جبرانساز طراحی شده در تکلیف هشت، تا چه میزان تاخیر را تحمل می‌کند.

ب) نمودار مکان ریشه‌ی سیستم تقریب زده شده را ترسیم و سعی در طراحی جبرانساز با کنترل سیستم دیزاینر کنید.

زمان لازم برای انجام تمرین: بدون اختیاری‌ها نیم ساعت.

تکلیف شماره ده

بودی دیاگرام سیستم خود را رسم کنید. به کمک دستور مارجین می‌توانید حاشیه بهره و حاشیه فاز را مشاهده کنید.

با اضافه کردن صفر، قطب، مشتق گیر، و انتگرال‌گیر، شکل نمودار چه تغییر می‌کند؟ روی شکل نشان دهید.

جابجا کردن صفر و قطب چه تاثیری روی نمودار دارد؟ روی شکل نشان دهید.

نکته: بودی دیاگرام باید برای سیستم حلقه باز رسم شود، مانند نمودار مکان ریشه.

نکته: برداشت شما از انجام دادن این تمرین برای پاسخ دادن به پاسخ سؤالات اهمیت دارد. بینش بدست آمده‌ی خود را، هر چند اندک، در گزارش بنویسید و به حرف هیچکس اعتماد نکنید.

زمان لازم برای انجام تمرین: نیم ساعت.

تکلیف شماره یازده

با کنترل سیستم دیزاینر متلب، برای سیستم خود، در حوزه فرکانس، جبرانسازهای بهره‌ی ساده، لید، لگ و لیدلگ طراحی کنید. از نتایج اسکرین شات گرفته و در گزارش خود بیفکنید.

در صورتی که نتیجه‌ی مطلوب حاصل نشد نیز اسکرین شات را در گزارش خود بگذارید و با ذکر علت قضاوت کنید کدام جبرانساز در حوزه فرکانس عملکرد بهتری دارد.

ممکن است لازم شود بهره‌های منفی را نیز امتحان کنید.

زمان لازم برای انجام تمرین: یک ساعت.

تکلیف شماره دوازده

نمودارهای پاسخ پله سیستم خود با جبرانسازهای طراحی شده در تکلیف یازده، تلاش کنترلی و دیستربنس ریجکشن را رسم و تحلیل و مقایسه کنید.

زمان لازم برای انجام تمرین: یک ساعت.

تکلیف شماره سیزده

با پی‌آی‌دی تیونر متلب، در حوزه فرکانس برای سیستم خود جبرانسازهای پی، پی‌آی، پی‌دی‌اف و پی‌آی‌دی‌اف طراحی کنید.

ضرایب کنترلرها و نمودارهای پنجره‌ی پی‌آی‌دی تیونر را گزارش کنید.

کدام یک عملکرد بهتری دارند؟

زمان لازم برای انجام تمرین: نیم ساعت.

این پروژه شامل 2 فایل مهم است، لطفا قبل از ارسال پیشنهاد حتما نسبت به بررسی این فایل اقدام فرمایید.

مهارت ها و تخصص های مورد نیاز

---

---