fuzzy controller
در نشریات گروه مکانیک-
Design and experimental evaluation of road excitation simulator actuated by electro-hydraulic system
This study focuses on the design and experimental evaluation of a road excitation simulator driven by an electro-hydraulic system. The simulator is employed to create road irregularities, which are then applied to the vehicle platform during laboratory testing. To generate the desired road inputs by the simulator, a fuzzy tracking control law is developed based on expert knowledge of the system derived from displacement data obtained from a linear potentiometer transformer. The fuzzy controller utilizes the Mamdani structure to compute the required voltage for the electro-hydraulic directional valves. This controller is implemented through the LabView interface, and its performance is evaluated and compared against a proportional-integral-derivative (PID) controller under various road inputs. Experimental results from tests conducted on a fabricated platform in the laboratory demonstrate that the fuzzy method offers superior accuracy and reliability compared to the PID controller. The designed simulator is capable of generating a variety of standard road inputs for testing the vibrations of various vehicles and their cargo.
Keywords: Road Excitation Simulator, Electro-Hydraulic Actuator, Time-Varying Irregularities, Fuzzy Controller, Vibration Testing -
در این پژوهش یک مدل سازی دقیق از رفتار ترمودینامیکی موتور توربین گاز هوایی با کاربرد در جت آموزشی انجام شده است که در آن دینامیک حجم، دینامیک شفت و اثرات تغییر ارتفاع و عدد ماخ لحاظ شده است. برای دستیابی به حفظ موتور در بازه عملکردی مطلوب، کنترلگر دوسطحی هیبریدی فازی -PID برای کنترل موتور توربوجت در محیط نرم افزاری باهدف بررسی اثربخشی روش طراحی صورت گرفته است. این کنترلگر تمامی رفتار ترمودینامیکی غیرخطی و تغییرات عدد ماخ/ارتفاع را به طور مطلوب کنترل می کند. حلقه حفاظتی برای محافظت در مقابل خاموشی موتور، افزایش شدید دما و واماندگی با استفاده از استراتژی Min-Max با کنترلگر جفت شده است که پاسخ کنترلگر را به موتور می رساند و از آسیب دیدن موتور جلوگیری می کند. این مدل توانایی شبیه سازی عملکرد موتور در هر دو شرایط گذرا و پایا را دارد. پس از اعتبارسنجی مدل با استفاده از نرم افزار Gasturb 13 که بیشترین خطای آن %8.76 است، نتایج شبیه سازی حاکی از توانمندی کنترلگر هیبریدی دوسطحی در سناریوهای مختلف پروازی بر اساس میانگین زمان نشست %26 کوتاه تر، زمان برخاست %21.5 کوتاه تر و نداشتن خطای ماندگار در مقایسه با کنترل متداول PID است.
کلید واژگان: موتور توربین گاز، مدل عملکرد گذرا، استراتژی کنترلی Min-Max، کنترلگر دوسطحی، کنترلگر منطق فازی، حفاظت حدیIn this research, an accurate modeling of the thermodynamic behavior of a gas turbine for a trainer jet engine has been developed, considering volume dynamics, shaft dynamics, and the effects of altitude and Mach number changes. In order to maintain the engine within the acceptable operational range, a two-level fuzzy-PID controller has been designed to control the turbojet engine in a software environment aimed at examining the effectiveness of the designed method. This controller effectively controls all nonlinear thermodynamic behaviors and Mach/altitude variations. Additionally, a protective loop has been implemented to safeguard against engine shutdown, extreme temperature increase, and surge using a Min-Max strategy with a paired controller that communicates the controller response to the engine and prevents engine damage. This model has the capability to simulate engine performance in both transient and steady-state conditions. After validating the model using Gasturb 13 software, with a maximum error of 8.76%, simulation results indicate the capability of the hybrid two-level controller in different operation conditions, resulting in an average 26% shorter settling time, 21.5% shorter rise time, and no permanent error compared to PID control.
Keywords: Gas Turbine Engine, Transient Performance Model, Min-Max Control Strategy, Two-Level Controller, Fuzzy Controller, Limit Protection -
در پژوهش حاضر، به کمک نرم افزارهای آدامز و متلب، یک ربات خودمختار هفت درجه آزادی چرخدار با مکانیزم انطباق با قطر لوله غیرفعال و بهره مند از کنترلر فازی جهت هدایت مسیر حرکتی، طراحی و شبیه سازی شد. سیستم کنترلی این ربات مشتمل بر دو ورودی بوده است که عبارتند از اختلاف سرعت مطلوب و سرعت واقعی حرکت ربات (خطا) و آهنگ تغییر آن (شتاب) و نیز یک خروجی، که ولتاژ موتورهای جریان مستقیم است. در این پژوهش بواسطه طراحی کنترلر فازی، شبیه سازی دینامیکی حرکت ربات در شرایط هندسی مختلف نظیر، لوله های مستقیم و عمودی، زانویی، لوله دارای کاهنده، رسوبات و خوردگی بررسی گردید که نتایج بدست آمده نشان می دهد، ربات مدل سازی شده توانسته از درون لوله های استاندارد با قطر 32-20 اینچ و نیز لوله های دارای تغییر قطر و یا زانویی 90 درجه با شعاع انحناء بین 763-408 میلی متر با موفقیت عبور نماید. بعلاوه استفاده از فنر به جای موتور در طراحی این ربات، به منظور انطباق پذیری با قطر لوله، راهکاری در جهت کاهش هزینه های تولید بوده است. لذا این ربات به جای بهره گیری از یک موتور و دو کنترلر مجزا (یکی برای تنظیم مکانیسم انطباق با قطر لوله و دیگری جهت تامین گشتاور چرخ های ربات)، توانسته تنها با استفاده از یک کنترلر نیز، حرکت خود را پیش براند و از این منظر پتانسیل های اقتصادی جهت ساخت نمونه واقعی، تجاری سازی محصول و پاسخگویی به نیاز برخی صنایع کشور را به نمایش گذارده است.کلید واژگان: شبیه سازی دینامیکی، ربات خودمختار، کنترلر فازی، آدامز، متلبIn the current study, with the help of Adams and MATLAB software, a seven-degree-of-freedom wheeled autonomous robot with a mechanism of adaptation to the passive pipe diameter and benefiting from a fuzzy controller to guide the movement path was designed and simulated. The control system of this robot consists of two inputs, which are the difference between the desired speed and the actual speed of the robot (error) and its rate of change (acceleration) and an output, which is the voltage of direct current motors. In this research, the dynamic simulation of robot movement in different geometrical conditions such as straight and vertical pipes, elbows, pipes with reducer, sediments and corrosion was investigated through the design of the fuzzy controller, and the obtained results show that the modeled robot was able to Standard pipes with a diameter of 20-32 inches, as well as pipes with a diameter change or a 90-degree bend with a radius of curvature between 408-763 mm can pass successfully. In addition, the use of a spring instead of a motor in the design of this robot, in order to adapt to the diameter of the pipe, has been a solution to reduce production costs. Therefore, instead of using a motor and two separate controllers (one to adjust the adaptation mechanism to the diameter of the pipe and the other to supply the torque of the robot's wheels), this robot was able to advance its movement using only one controller and from this point of view, it has shown the economic potentials for making real samples, product commercialization and responding to the needs of some industries in the country.Keywords: Dynamic Simulation, Autonomous Robot, Fuzzy Controller, Adams, MATLAB
-
This study examines the impact of a fuzzy logic-based control strategy on managing peak power consumption in the auxiliary power unit (APU) of a hybrid electric bus. The APU comprises three components: an air compressor, a power steering system, and an air conditioning system (AC) connected to an electric motor. Initially, these components were simulated in MATLAB-SIMULINK software. While the first two were deemed dependent and independent of vehicle speed, respectively, the stochastic behavior of the steering was emulated using the Monte Carlo method. Subsequently, a fuzzy controller was designed and incorporated into the APU to prevent simultaneous operation of the three accessories as much as possible. The results of repeated simulations demonstrated that the designed fuzzy controller effectively distributed the operation of the accessories throughout the driving cycle, thereby reducing overlaps in auxiliary loads. Consequently, the APU's average and maximum power consumption exhibited significant reductions. Furthermore, through multiple simulations with an upgraded power system model integrating the new APU-controller package, it was established that the proposed strategy for managing auxiliary loads in the bus led to lower fuel consumption and emissions.
Keywords: Auxiliary power unit, hybrid electric bus, peak power management, emissions, fuel consumption, fuzzy controller -
نشریه یافته های نوین کاربردی و محاسباتی در سیستم های مکانیکی، سال سوم شماره 2 (تابستان 1402)، صص 13 -28در پژوهش حاضر، یک ربات آتونوماس هفت درجه آزادی چرخدار با مکانیزم انطباق با قطرلوله غیرفعال، به کمک نرم افزار آدامز طراحی گردید و پس از بررسی صحت حرکت آن، با طراحی کنترلر فازی در بخش سیمولینک نرم افزار متلب، شبیه سازی دینامیکی حرکت آن در شرایط هندسی مختلف نظیر، لوله های مستقیم و عمودی، زانویی، لوله دارای ردیوسر، رسوبات و خوردگی بررسی گردید. برای هدایت درون لوله ای این ربات، کنترلر فازی طراحی شد و سیستم کنترلی آن با به کارگیری موتورهای جریان مستقیم برای هریک از چرخ های ربات اجرا گردید. توانایی کنترلر فازی ربات در تعقیب سرعت ورودی مطلوب و خصوصیات پاسخ دهی آن در حالت پایدار، بررسی شد که نتایج ارایه شده بیانگر عملکرد بهتر کنترلر فازی در تعقیب سرعت های بالا و داشتن پاسخ گذرای بهتر در این سرعت ها بوده است. با به کارگیری سیستم توزیع کننده بهینه گشتاور، سیستم کنترلی ربات، بهبود یافته و سیگنال خروجی کنترلر فازی می تواند به نحوی هدفمند به چرخ های ربات ارسال گردد. لذا به کارگیری این روش، سبب کاهش قابل توجهی در توان مصرفی ربات و بهینه سازی انرژی مصرفی آن گردید. این ربات طراحی شده به دلیل داشتن مکانیزم کم هزینه تر در مقایسه با موارد مشابه، پتانسیل بالایی برای ساخت نمونه واقعی، تجاری سازی و پاسخگویی به نیاز حال حاضر صنعت نفت و گاز کشور را دارا می باشد.کلید واژگان: شبیه سازی دینامیکی، ربات آتونوماس، کنترلر فازی، آدامز، مطلبJournal of New Applied and Computational Findings in Mechanical Systems, Volume:3 Issue: 2, 2023, PP 13 -28In the present research, an autonomous wheeled seven-degree-of-freedom robot with an adaptation mechanism to a passive diameter pipe was designed with the help of Adams software, and after checking the correctness of its movement, by designing a fuzzy controller in the Simulink section of the software, the dynamic simulation of its movement in various geometric conditions such as straight and vertical pipes, elbows, pipes with reducers, deposits and corrosion were investigated. A fuzzy controller was designed to guide this robot inside the tube, and its control system was implemented using direct current motors for each of the robot's wheels. The ability of the fuzzy controller of the robot to follow the desired input speed and its response characteristics in the steady state were investigated, and the presented results showed that the fuzzy controller performs better in following high speeds and has a better transient response at these speeds. Using the optimal torque distribution system, the robot control system is improved and the output signal of the fuzzy controller can be sent to the robot wheels in a targeted way. Therefore, the application of this method caused a significant reduction in the power consumption of the robot and optimization of its energy consumption. This designed robot has a high potential for making an accurate sample, commercialization and responding to the current needs of the country's oil and gas industry due to its less expensive mechanism compared to similar ones.Keywords: Dynamic simulation, Autonomous Robot, Fuzzy controller, ADAMS, MATLAB
-
In this article, a complete model including cross-coupling of azimuth and elevation axes, the effect of axis friction, non-perpendicularity and imbalance of axes was implemented for the platform with two degrees of freedom. Since this model includes 3 loops of current, stability and tracking from the inside to the outside, it was necessary to design a suitable controller for each loop separately from the inside to the outside after linearizing the obtained model. Also, due to the presence of two channels, azimuth and elevation, it was necessary to repeat and design 3 controllers for both channels separately. Since the purpose of this article is to compare the performance of different controllers, PID, Fuzzy, Fuzzy PID and Fuzzy self-tuning controllers for both channels and all loops, their design and performance in time and frequency domains were analyzed. At the end, relative advantages of each controller according to different parameters of the system were presented in a comparative table.
Keywords: Fuzzy controller, PID, Stabilized platform, Frequency Domain -
International Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology, Volume:16 Issue: 2, Jun 2023, PP 55 -64In this paper, control of shimmy vibration of aircraft nose landing gear is presented. In this regard, the NARMA-L2 neural controller and a robust controller using a fuzzy method are designed and compared. The efficiency of these controllers was measured by comparing the results obtained from CTM and PID controllers. Using the NARMA-L2 neural controller, maximum effort and settling time are improved whereas using fuzzy controller overshoot of the vibration response improvement in the closed-loop system was observed. According to these results, a large part of the design requirements can be solved by the implemented controllers.Keywords: Aircraft, Fuzzy controller, NARMA-L2, Neural Controller, Suspension Oscillations
-
Vertical take-off and landing (VTOL) unmanned aircrafts have many applications due to their floating capability, their ability in vertical take-off and landing and flying in limited areas. Since providing a safe flight without causing any damages whether to itself or its surrounding environment is very important for this vehicle, a particular kind of VTOL aircraft is presented in this article which satisfies the above-mentioned requirement. To increase safety, a cylindrical chamber called duct is used around the propellers. This enhances the efficiency of the system while reducing losses, increasing the thrust, decreasing noises, and improving the safety of the aircraft and its surrounding area. Moreover, aerodynamic characteristics of the aircraft are modified. This vehicle is applied in indoor environments. In this research, firstly, aerodynamical and mechanical design of a kind of VTOL aircrafts called ducted fan is accomplished. Then, the desired controller is designed and the simulations results are given. Finally, the proposed scheme is improved and implemented on which navigation and control systems are installed, and many practical experiments are performed. In order to control the vehicle, optimization techniques are used, and the desired properties are evaluatedKeywords: Ducted Fan UAV, Fuzzy controller, Dynamic Model
-
This paper experimentally investigates the trafficability of a small tracked vehicle on a slope. An increase in the angle of slope inclination may divert the vehicle from its path. In other words, the deviation of the vehicle is due to a sudden increase in the yaw angle. Also, the tip-over occurs at a specific slope angle. The locomotion of the small tracked vehicle on soils with different terramechanics (such as cohesion, internal friction angle, cohesive modulus, and friction modulus) is also simulated to evaluate its slope-traversing performance. Moreover, the impact of velocity and soil type on traversing a slope is measured. The proposed yaw angle control system is modeled for controlling the yaw angle of the tracked vehicle. This controller is designed through co-simulation. It keeps the tracked vehicle at zero yaw angle to achieve straight locomotion on slopes. It is compared to the PI, PID, and fuzzy controllers. The response of this controller is faster than PI and PID controllers. A Comparison between fuzzy and proposed yaw angle controller yields almost similar responses. The mechanism of the proposed yaw angle controller is also easier to understand. The precision of the controller's performance is measured by simulating over different terrains.
Keywords: Electric tracked vehicle, Trafficability, Yaw angle controller, Slope-traversing, Fuzzy controller -
روش کنترل تطبیقی به دلیل غلبه بر مشکل وجود عدم قطعیت ها در ماموریت های فضایی مورد توجه قرار می گیرد. در این مقاله یک روش کنترل تطبیقی مستقیم بهینه نوین که بر اساس پارامترهای مارکوف طراحی می گردد جهت کنترل وضعیت ماهواره ارایه می شود، و مسئله کنترل وضعیت ماهواره با استفاده از این روش کنترلی و عملگر تراستر غیرخطی در حضور نامعینی های ممان اینرسی بررسی می گردد. در روش کنترلی ارایه شده عملکرد سیستم بر اساس ماتریس های دوران بیان می شود، و این روش مشکل سینگولاریتی ندارد. جهت مقایسه روش معرفی شده با سایر روش های کنترلی، کنترل وضعیت ماهواره با استفاده از کنترلر فازی شبیه سازی می گردد، و در نهایت برتری روش کنترلی فازی نسبت به روش کنترل تطبیقی بیان شده با در نظر گرفتن زمان صعود و نشست سیستم نشان داده می شود. همچنین نتایج حاصل از شبیه سازی ها نشان می-دهند که روش کنترل تطبیقی ارایه شده با استفاده از عملگر تراستر روشن-خاموش نسبت به عدم قطعیت در اینرسی مقاوم است.
کلید واژگان: مدل سازی سینماتیکی بدون تکینگی، کنترل وضعیت، عملگر تراستر روشن-خاموش، کنترل تطبیقی مستقیمAdaptive control technique is taken into consideration because of overcoming the problem of existence of uncertainties in the space missions.In this paper, a novel optimal direct adaptive control technique which is based on Markov parameters is presented. In this technique, the system's performance is expressed based on rotation matrices, and this method doesn't have a singularity problem. The problem of satellite attitude control using this method and nonlinear thruster actuator in existence of uncertainty in moment of inertia is analyzed. The novel adaptive controller using on-off thrusters is robust to inertia changes. In this paper, a mamdani fuzzy logic is used to schedule the gains of PD control method, and the satellite attitude control problem using a fuzzy controller is simulated. With considering the settling and rise times, it's shown that the fuzzy controller is better than the presented adaptive controller. Also, the problem of satellite attitude control using the novel adaptive controller in presence of a constant disturbance is analyzed, and simulation results illustrate that the new adaptive control is robust to a constant disturbance.
Keywords: Satellite attitude, optimal adaptive control, on-off thrusters, fuzzy controller, constant disturbance -
در حال حاضر قطعات الکترونیکی بسیار نازک و شکننده هستند و مونتاژ آن ها بر روی بردهای مدار چاپی بسیار حساس شده است. در صورت اعمال نیروی بیش ازحد مجاز، احتمال معیوب شدن قطعات و شکستگی آن ها وجود دارد. بنابراین استفاده از سازوکاری با توانایی کنترل نیرو در هنگام نصب ضروری است. به کارگیری سازوکاری با عضوی بزرگ (ماکرو) برای حرکت های طولانی و عضوی کوچک (میکرو) برای حرکت های کوتاه و ظریف، کنترل نیروی مناسب و همچنین سرعت بالا در نصب را به همراه خواهد داشت. عضو ماکرو با کنترل مکان به سرعت به سطح مدار چاپی نزدیک می شود و پس از آن عضو میکرو حرکتش را آغاز می کند. با برخورد عضو میکرو به سطح مدار چاپی، روش کنترلی از کنترل موقعیت به کنترل نیرو تغییر می یابد و امکان نصب قطعه را با نیروی کنترل شده فراهم می کند. جهت کنترل سیستم در ابتدا از کنترل کننده تناسبی- مشتقی استفاده شده است. در ادامه کنترل کننده فازی برای کنترل سیستم انتخاب شده است. با استفاده از کنترل فازی نیرو و مکان، کنترل بهتری فراهم شده است و از شکل گیری اغتشاشات در هنگام نصب قطعات جلوگیری شده است. همچنین نحوه تغییر نیرو و زمان برخورد با سرعت هد نصب مورد بررسی قرار گرفت و بهینه ترین سرعت برخورد محاسبه شد.
کلید واژگان: نصب سطحی، سازوکار ماکرو، میکرو، کنترل نیرو، کنترل کننده فازیCurrently, electronic components are very thin as well as fragile and their assembly on PCB boards is highly sensitive. The components may be damaged and broken in response to an excessive force. Therefore, it is necessary to use a mechanism with force control ability. A mechanism with a large member (macro) for long movements and a small member (micro) for short and delicate movements, is selected to provide accurate force control as well as high speed in installation. The macro member is rapidly approaches the surface of the PCB with the position control and then the micro member initiate its movement. As the micro member contacts the surface of the PCB, the position control is switched to force control and enables the installation of the device with controlled force. At the first attempt, PID controller is used. Thereafter, the fuzzy controller is selected to control the system. The fuzzy controller has a better performance and reduces the disturbances during installation. The relation between maximum contact force and contact time with velocity is also investigated and optimal velocity is determined.
Keywords: Surface Mounting, Macro, Micro Mechanism, Force Control, Fuzzy Controller -
DVR is one of the important Custom Power Device to compensate sag or swell of voltage in the distribution network that precision of voltage compensation depends on the ability of the PWM design, the appropriate controller and the selection of the filter parameters. Traditional controllers such as PI, PID and smart controllers such as fuzzy controller can be used to control the DVR. Fuzzy controllers are nonlinear controllers with specific structure. The fuzzy controller acts like an expert human when controlling. The disadvantage of these controllers is their inability to learn that genetic algorithms, neural networks and etc are used to solve this problem. In this paper, a genetic algorithm is used to optimize the fuzzy membership functions of the fuzzy controller.
Keywords: The Genetic Algorithms, Optimization, Fuzzy Controller -
Iranian Journal of Mechanical Engineering Transactions of ISME, Volume:21 Issue: 1, Mar 2020, PP 135 -149
The purpose of this paper is to design and optimize an intelligent fuzzy-logic controller for a three-degree of freedom (3DOF) artificial finger with shape-memory alloy (SMA) wire actuators. The robotic finger is constructed using three SMA wires as tendons to bend each phalanx of the finger around its revolute joint and three torsion springs which return the phalanxes to their original positions. A PID controller is designed to control the rotation of each phalanx. The gains of the controller are defined and optimized using the genetic algorithm. Finally, a fuzzy PID controller is presented to improve the performance of the system. The performance of the designed controller to achieve the desired output is simulated and also tested. The rotation of each link of both prototype robot and simulated model is measured. The experimental results show that the fuzzy controller can reach the desired angle in less time and the output signal is uniform. Moreover, the simulation results indicate that the closed-loop control system of the simulated robot is in good agreement with the prototype robot.
Keywords: Optimization, genetic algorithm, artificial finger prototype, Fuzzy Controller, simlation -
This paper focuses on variable speed wind turbines operation with pitch control. An advanced control strategy is proposed based on linear quadratic regulator and fuzzy controllers in order to improve the performance of the variablespeed wind turbine. The proposed controller is designed to reduce rotor speed variation and optimizing wind turbine power. Wind turbine states are estimated by using fuzzy observer. Moreover, the Takagi-Sugeno fuzzy strategy is used to regulate the rotor speed by controlling the rotation of blades. The proposed method is implemented on MATLAB software by SimWindFarm simulator. Simulation results proved that the fuzzy TS method is appropriate in improving efficiency of wind turbine. Moreover, the proposed method shows better performance compared to the PI controller.
Keywords: Variable speed wind turbine, Fuzzy controller, Pitch control, LQR -
کنترل سیستم های سروالکتروهیدرولیک به دلیل عملکرد مناسب در گشتاور اینرسی بار بالا و همچنین دستیابی به سرعت پاسخ سریع بسیار حائز اهمیت می باشد. کنترل سرعت، کنترل موقعیت و کنترل گشتاور جزء مهمترین روش های کنترلی برای این سیستم ها می باشد. روش های پیشنهادی که برای کنترل سیستم ارائه شده اند دارای یک سری عدم قطعیت در سیستم از جمله وجود اصطکاک داخلی، شار داخلی، اثر غیر خطی مدل و نویز خارجی می باشند. در این مقاله از یک روش ترکیبی با استفاده از روش جبران توزیع شده به صورت موازی و بر پایه مدل تاکاگی سوگنو و کنترل کننده فازی با ایده آموزش پسخورد خطا استفاده شده است. علاوه بر این، کنترل سرعت و شناسایی مدل سیستم توسط ایده رگولاسیون انجام شده است. نتایج تحقیق حاضر در مقایسه با سایر کنترل کننده ها عملکرد بهتری در پاسخگویی سیستم نشان می دهد. همچنین پایداری گنترل کننده توسط روش نامساوی ماتریس خطی به اثبات رسیده است.کلید واژگان: سامانه سروالکتروهیدرولیک، روش نامساوی ماتریس خطی، روش جبران توزیع شده به صورت موازی، کنترل کننده فازی، آموزش بازخورد خطاElectro hydraulic control systems are important in their ability to handle large torque loads and quick response. Velocity, position and torque control are the most important controlling methods for the systems. The control systems suggested before including uncertainty parameters such as: internal friction, external noises, and non-linearity in the model behavior. Parallel distributed compensator method based on Takagi-Sugeno and fuzzy controller are used in this paper by feedback error learning's idea. In addition velocity control and identification of the model is carried out by applying regulation scheme. Results indicate that the controller presents better performance and response to the other controllers Also stability of controller is validated by linear matrix inequality method.Keywords: Electro Hydraulic Servo Systems, Parallel Distributed Compensator Approach, Fuzzy Controller, Feedback Error Learning
-
روش های مختلفی برای کنترل تزریق داروی شیمی درمانی برای درمان تومورهای سرطانی مورد مطالعه قرار گرفته اند. هدف اصلی از کنترل ،کم کردن سریع سلول های سرطانی و در عین حال رساندن کمترین آسیب به بافت های سالم بدن است. همچنین در انتهای درمان، میزان غلظت داروهای باقیمانده در بدن بیمار تا حد امکان باید کم باشد. الگوریتم های کنترلی مختلفی بر مدل های دینامیک با درجات متنوع اعمال شده اند. در این مقاله یک مدل دینامیک به روز سرطان با پنج معادله دیفرانسیل با درنظرگرفتن سلول های سالم، دیواره رگ، سلول های سرطانی و میزان دو داروی شیمی درمانی و آنتی آنژیوژنیک باقیمانده در بدن به عنوان متغیرهای فضای حالت و نرخ تزریق دو دارو به عنوان سیگنال کنترلی در نظر گرفته شده است. بعد از بررسی مدل ریاضی سیستم، کنترل این بیماری به وسیله کنترلر فازی با تعریف قوانین به همراه فازی ساز و فازی زدا، یکی از سیگنال های کنترلی (نرخ داروی شیمی درمانی) کنترل شده است. بدین صورت که میزان تراکم سلول های سالم و سرطانی به عنوان ورودی کنترلر فازی و نرخ تزریق داروی شیمی درمانی، خروجی آن است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که در روزهای آخر درمان، سلول های سرطانی روندی نزولی دارد و سلول های سالم و دیواره رگ نیز به مقدار حالت بدون بیماری میل می کنند. جواب های حاصل از کنترلر فازی با حالت بدون کنترلر و همچنین با داده های آزمایشگاهی موجود مقایسه شده است. نتایج مشخص می کند که سیستم محدوده های مجاز را رعایت کرده که بیانگر معتبربودن جواب حاصل از کنترلر فازی است.کلید واژگان: تومور سرطانی، شیمی درمانی، آنتی آنژیوژنیک، کنترل فازیDifferent strategies are studied to control chemotherapy delivery in cancerous tumors. The main aim of control is to reduce cancer cells immediately and, at the same time, it is the least harm to the healthy tissue of the body. Besides, at the end of treatment, the amount of drug remaining in the patient's body should be as low as possible. Various control algorithms are applied dynamic models with different orders. In this paper, a model for cancer with five ordinary differential equations by considering normal, endothelial and cancer cells, and the amount of two chemotherapy drugs and anti-angiogenic residues in the body as state space variables and the rate of injection of as a control After discussing the mathematical model of the system, the system is controlled by defining the rules along with and by one of the control signals (rate of chemotherapy drug). This means that the rate of normal and cancerous counts as the input of the fuzzy controller and the amount of chemotherapy drug signal is the output. The simulation results show that in the last days of treatment, cancer cells have a downward trend, and normal and endothelial cells also tend to the healthy state. The solutions of the fuzzy controller are compared with the uncontrolled mode as well as the available experimental data. The results indicate that the system has met the permissible limits, which indicates the validity of the answer from the fuzzy controller.Keywords: Cancerous Tumor, Chemotherapy, Anti-Angiogenic, Fuzzy Controller
-
Hybrid electric vehicles employ a hydraulic braking system and a regenerative braking system together to provide enhanced braking performance and energy regeneration. In this paper an integrated braking system is proposed for an electric hybrid vehicle that include a hydraulic braking system and a regenerative braking system which is functionally connected to an electric traction motor. In the proposed system, four independent anti-lock fuzzy controllers are developed to adjust the hydraulic braking torque in front and rear wheels. Also, an antiskid controller is applied to adjust the regenerative braking torque dynamically. A supervisory controller, is responsible for the management of this system. The proposed integrated braking system is simulated in different driving cycles. Fuzzy rules and membership functions are optimized considering the objective functions as SoC and slip coefficient in various road conditions. The simulation results show that the fuel consumption and the energy loss in the braking is reduced. In the other hand, this energy is regenerated and stored in the batteries, especially in the urban cycles with high start/stop frequency. The slip ratio remains close to the desired value and the slip will not occur in the whole driving cycle. Therefore, the proposed integrated braking system can be considered as a safe, anti-lock and regenerative braking system.
Keywords: Antilock braking system, Antilock hydraulic braking, Fuzzy controller, Regenerative braking -
این مقاله یک الگوریتم کنترلی خالص مبتنی بر روش فازی برای کنترل زاویه ای کوادروتور ارائه می کند. پارامترهای خطا و نرخ تغییرات خطا به عنوان ورودی سیستم فازی محسوب می شوند و ورودی های کنترلی برای حرکت های پایه ای کوادروتور مبتنی بر قوانین فازی تعریف شده، تولید می شوند. با توجه به دینامیک غیرخطی کوادروتور، الگوریتم کنترلی فازی برای پایدارسازی و کنترل زاویه ای این نوع از ربات ها پاسخ مطلوبی ارائه می دهد. برای بررسی عملکرد الگوریتم کنترلی فازی در مدل آزمایشگاهی، یک مجموعه شامل کوادروتور، میکرو کنترل گر و حسگرهای مورد نیاز ساخته شده است. حسگرهای سه محوره ی ژیروسکوپ و شتاب سنج برای تخمین موقعیت زاویه ای مورد استفاده قرار گرفته اند. به علت وجود نویز و خطا در خروجی حسگرها، از فیلتر کالمن برای حذف نویز استفاده شده است. نتایج بدست آمده در آزمایش های عملی نشان دهنده طراحی موفقیت آمیز الگوریتم کنترلی فازی بر روی کوادروتور بوده است.کلید واژگان: کنترل گر فازی، کوادروتور، فیلتر کالمن، سیستم فازی، کنترل گر زاویه ایThis paper presents a control algorithm based on pure fuzzy method for attitude control of the quadrotor. Error and error rate are the input parameters of the fuzzy system and control inputs will be generated based on predetermined fuzzy rules. Based on the nonlinear dynamics of quadrotor, fuzzy controller provides a satisfactory response for stabilization and attitude control of the robots. To study the performance of fuzzy control algorithm, a set of sensors and the quadrotor is used in the experimental model. The system consists of accelerometer and gyroscope sensors and a microcontroller which is used to design fuzzy attitude controller for the quadrotor. Three-axis gyroscope and accelerometer sensors are used to estimate the angular position of the quadrotor. Considering that the experimental data has lots of errors and noises, Kalman filter is used to reduce the noises. The experimental results indicates the successful design of fuzzy controller for the quadrotorKeywords: Fuzzy controller, Quadrotor, Kalman filter, fuzzy systems, attitude controller
-
One of the main problems in wind energy conversion system (WECS) is how to achieve maximum output power in different wind speeds. Maximum methods for maximum power point tracking in wind energy conversion systems require the knowledge of system characteristics and mechanic sensors. So, using these methods practically will follow with high price and an abundant difficulties. In this paper, new method for maximum power point tracking based on fuzzy controller has been presented that is maximum power point tracking with high power coefficient without requiring mechanical sensors and knowing system characteristics. Wind energy conversion system is simulated by using tracking system based on fuzzy controller in MATLAB/SIMULINK and simulation results prove the advantages of suggested tracking method such as increase of power coefficient in wind turbine and decrease of fluctuations about maximum power point.Keywords: Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG), Maximum Power Point Tracking, Boost Converter, Fuzzy Controller
-
این مقاله یک سیستم کنترل نرو فازی جدید را برای کنترل بازوهای مکانیکی ماهر صلب-انعطاف پذیرارایه می دهد. ارتقاء عملکرد کنترل کننده فازی و هوشمند سازی در واحدهای فازی ساز و غیر فازی ساز، از اهداف مورد نظر این تحقیق هستند. سیستم کنترل پیشنهادی شامل کنترل کننده فازی در قسمت پسخورد و شبکه عصبی در قسمت پیشخورد است. شبکه وظیفه تخمین دینامیک معکوس دستگاه و نیز تولید فرمان کنترلی را به عهده دارد. به روز رسانی ضرایب وزنی شبکه، با استفاده از خروجی قسمت فازی و بر روی خط انجام می شود. از طرفی برای هوشمند سازی واحد فازی ساز، از دو شبکه عصبی بازگشتی پویا استفاده شده است. شبکه ها وظیفه تنظیم ضرایب اصلی توابع عضویت را در کنترل کننده فازی به عهده دارند. ورودی این شبکه ها خطا و نرخ تغییر خطا هستند و وزن های آنها با استفاده از الگوریتم پس انتشار خطا انجام می شود. جهت تصدیق و کارآمدی روش ارایه شده، شبیه سازی برای بازوی مکانیکی ماهر با سه رابط که رابط انتهایی انعطاف پذیراست، انجام شده است. پاسخ سیستم به ورودی پله و ورودی سینوسی بطور مجزا برای کنترل کننده فازی و کنترل کننده پیشنهادی به دست آمده و با یکدیگر مقایسه شده اند. مقایسه و بررسی های انجام شده، نشان از کارآمدی روش ارایه شده دارد.کلید واژگان: بازوی مکانیکی انعطاف پذیر_ کنترل کننده نروفازی، شبکه عصبی بازگشتی پویاThis paper presents a new Neuro-fuzzy control system to control rigid-flexible manipulators. Enhancing the performance of fuzzy controller and intelligence in fuzzy and non-fuzzy units are the goals of this research. Proposed control system includes a fuzzy controller in the feedback and a neural network is the feed-forward. The network has the responsibility of estimating the inverse dynamic of device and then, the production of control command. Updating weighting coefficients of network is done on line using the fuzzy controller output. On the other hand, two dynamic recurrent neural networks are used for making fuzzy unit intelligent. Networks are responsible for regulating the main factors of membership functions in the fuzzy controller. The input of these networks is error and error change rate and their weights are done by using an error back-propagation algorithm. To verify the effectiveness of the proposed method, simulation is conducted for skilled manipulators with three interfaces which the end interface is flexible. System responses to step input and sinusoidal input are separately obtained for fuzzy controllers and proposed controller and compared. Comparison and studies indicate the effectiveness of the provided method.Keywords: Flexible Manipulator, Neuro, fuzzy Controller, Dynamic Recurrent Neural Network
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.