طراحی کنترل کننده شبکه موجک فازی تطبیقی به روش غیرمستقیم برای دسته ای از سیستم های غیرخطی

عملکرد بسیاری از سیستم های فیزیکی ذاتاً غیرخطی می باشد و بایستی توسط مدلهای ریاضی غیرخطی توصیف شوند. اما برخی از این نوع سیستم ها دارای ساختار نامشخصی می باشند و ارائه مدل ریاضی دقیقی برای آنها امکان پذیر نیست. بنابراین برای کنترل این نوع سیستم ها نمی توان از روش های کنترل متعارف استفاده نمود. به همین منظور، اخیراً روش های محاسبات هوشمند مانند منطق فازی، شبکه های عصبی، الگوریتم های ژنتیک و ... برای حل مسائل کنترل مربوط به سیستم های دینامیکی با ساختار نامشخص یا سیستم های دارای عدم قطعیت در ساختار و پارامترها، استفاده می شوند. از طرف دیگر، در سال های اخیر براساس ترکیب محاسبات هوشمند و تئوری موجک، روشهای جدیدی مانند شبکه های عصبی موجک(wnns) و شبکه های موجک فازی(fwns) مطرح شده است. این شبکه ها بدلیل ترکیب قابلیت یادگیری شبکه های عصبی و خواص تابع موجک، نه تنها خاصیت آنالیز با دقت چندگانه موجک را حفظ نموده، بلکه دارای مزایایی مانند ساختار ساده، صحت تقریب زنی بالا و قابلیت تعمیم پذیری خوب به سیستم های غیرخطی می باشند. در این پایان نامه، یک کنترل کننده فازی تطبیقی به روش غیرمستقیم برای کنترل گروه خاصی از سیستم های غیرخطی، براساس شبکه های موجک فازی ارائه می شود. کنترل کننده پیشنهادی از دو شبکه موجک فازی جهت تقریب دینامیک نامشخص سیستم به صورت غیربهنگام، استفاده می نماید. به این صورت که ابتدا براساس داده های آموزشی و با تشکیل توری موجک، مجموعه موجک های کاندید انتخاب می-شوند. سپس با استفاده از الگوریتم ols موجک های موثر و پرنفوذ از میان موجک های کاندید برای ساخت زیر-شبکه های عصبی موجک (sub-wnns) تعیین می گردند. هر قانون فازی در ساختار شبکه موجک فازی، متناظر با یک زیر- شبکه عصبی موجک و یک پارامتر تطبیق می باشد. هر زیر- شبکه عصبی موجک نیز، شامل موجک هایی با یک پارامتر مقیاس مجزا می باشد. به این ترتیب، با تعیین تعداد قوانین فازی و زیر- شبکه های عصبی موجک، ساختار هر شبکه موجک فازی برای تقریب دینامیک سیستم تعیین می شود. در مرحله بعد، الگوریتم های فیلتر کالمن توسعه یافته(ekf) و تخمین حداقل مربعات بازگشتی(rlse) جهت تنظیم پارامترهای شبکه به گونه ای بکار می روند که شبکه موجک فازی دارای صحت تقریب زنی بالا و همگرایی سریع گردد. به این ترتیب به صورت غیربهنگام، ساختار هر شبکه موجک فازی برای تقریب دینامیک سیستم به دست می-آید. در مرحله بعد، این ساختارها، به صورت بهنگام برای تقریب توابع نامشخص سیستم در ساختار کنترل کننده، بکار می روند و قوانین تطبیقی برای بهنگام سازی پارامتر تطبیق در هر قانون فازی با استفاده از روش ترکیب لیاپانف به نحوی طراحی می شوند که سیستم حلقه بسته پایدار باقی بماند و خطای ردیابی به سمت صفر همگرا شود. به منظور نشان دادن کارایی و توانایی الگوریتم کنترل پیشنهادی، شبیه سازیهایی بر روی سیستم غیرخطی سرومکانیزم و پاندول معکوس انجام گرفته است.