طراحی سیستم خبره فازی برای مشترکین شرکت گاز

چکیده
بررسی سیستم مشترکین شرکت گاز توسط سیستم فازی
سیستم‌های فازی، سیستم‌های هستند با تعریف دقیق و کنترل فازی نیز نوع خاصی از کنترل فازی می‌باشد که آن هم دقیقاً تعریف می‌گردد. دنیای واقعی ما بسیار پیچیده تر از آن است که بتوان یک توصیف و تعریف دقیق برای آن بدست آورد. بنابراین باید یک توصیف تقریبی یا همان فازی برای یک مدل معرفی شود. در سیستم‌های عملی اطلاعات مهم از دو منبع سرچشمه می‌گیرند. یکی از منابع افراد خبره می‌باشند که دانش و آگاهیشان را در مورد سیستم با زبان طبیعی تعریف می‌کنند. منبع دیگر اندازه گیری‌ها و مدلهای ریاضی هستند که از قواعد فیزیکی مشتق شده اند.
در این اثر ریاضیات فازی، یک نقطه شروع و یک زبان اصلی را برای سیستم‌های فازی فراهم می‌کند. بعد از آن مجموعه‌های فازی مطرح شده که می‌تواند علاوه بر دو مقدار [0?1] مقادیر زیادی را در این باره پذیرا باشد.

فصل اول – سیستم فازی چگونه سیستمی است؟
1-1 مقدمه
واژه فازی در فرهنگ لغت آکسفورد بصورت “مبهم و گنگ” تعریف شده است. سیستم‌های فازی، سیستم هایی هستند با تعریف دقیق و کنترل فازی نیز نوع خاصی از کنترل فازی نیز نوع خاصی از کنترل غیر خطی می‌باشد که آن هم دقیقاً تعریف می‌گردد. این مطلب مشابه کنترل و سیستم‌های خطی می‌باشد که واژه “خطی” یک صفت فنی بوده که حالت وضعیت سیستم و کنترل را مشخص می‌کند. چنین چیزی در مورد واژه فازی نیز وجود دارد. اساسا گرچه سیستم‌های فازی پدیده‌های غیر قطعی و نامشخص را توصیف می‌کنند، با این حال خود تئوری فازی، یک تئوری دقیق می‌باشد.
دنیای واقعی ما بسیار پیچیده تر از آن است که بتوان یک توصیف و تعریف دقیق برای آت بدست آورد، بنابراین باید یک توصیف تقریبی یا همان فازی که قابل قبول و قابل تجزیه و تحلیل باشد، برای یک مدل معرفی شود.
با حرکت ما به سوی عصر اطلاعات، دانش و معرفت بشری بسیار اهمیت پیدا می‌کند. بنابراین ما به فرضیه‌ای نیاز داریم که بتواند دانش بشری را به شکلی سیستماتیک فرموله کرده و آنرا به همراه سایر مدل‌های ریاضی در سیستم‌های مهندسی قرار دهد.
به عنوان مثال در عالم واقع تمامی سیستم‌ها به صورت غیر خطی میباشند. ولی تقریباً تمامی مطالعات و بررسی‌ها بر روی سیستم‌های خطی می‌باشد. یک تئوری مهندسی خوب از یک سو باید بتواند مشخصه‌های اصلی و کلیدی دنیای واقعی را توصیف کرده و از سویی دیگر قابل تجزیه تحلیل ریاضی باشد. بنابراین از این جنبه تئوری فازی تفاوتی با سایر تئوری‌های علوم مهندسی ندارد.
بعنوان یک قائده کلی یک تئوری مهندسی خوب باید قادر باشد از تمامی اطلاعات موجود به نحو موثری استفاده کند.
در سیستم‌های عملی اطلاعات مهم از دو منبع سرچشمه می‌گیرند. یکی از منابع افراد خبره می‌باشد که دانش و آگاهیشان را در مورد سیستم با زبان طبیعی تعریف می‌کنند. منبع دیگر اندازه گیری‌ها و مدلهای ریاضی هستند که از قواعد فیزیکی مشتق شده اند. بنابراین یک مسئله مهم ترکیب این دو نوع اطلاعات در طراحی سیستم‌ها است. برای انجام این ترکیب سوال کلیدی این است که چگونه می‌توان دانش بشری را در چارچوبی مشابه مدلهای ریاضی فرموله کرد. به عبارت دیگر سوال اساسی این است که چگونه می‌توان دانش را به یک فرمول ریاضی تبدیل کرد ؟ برای پاسخ این سوال، تاریخچه و این که سیستم فازی چگونه سیستمی است را باید بدانید.

1-2 تاریخچــه
[250]در سال 1965، ایرانی تباری بنام پروفسور لطفی عسگرزاده، معروف به زاده، استاد دانشگاه برکلی آمریکا، در مجله اطلاعات و کنترل، مقاله‌ای تحت عنوان Fuzzy Sets منتشر ساخت و این فصل مبنای توسعه و ترویج این نظریه به جهان شد. مدتها بود که او با نظریه سیستم‌ها سر و کار داشت و ملاحظه می‌کرد که هر چه پیچیدگی یک سیستم بیشتر شود حل و فصل آن بوسیله ریاضیات رایج، مشکل تر است و لذا به ریاضیات دیگری برای حل این مشکل نیاز است این ریاضیات باید بتواند ابهام موجود در پیچیدگی یک سیستم رامدل سازی کند و با محاسبات خود ان را تحت کنترل و نظارت در آورد و رفتار آن را پیشگویی کند و بالاخره در سال 1965 به این موفقیت دست یافت.
اولین دانشجویی که در جهان رسماً دوره دکتری خود را در این رشته در سال 1972 میلادی زیر نظر آقای پروفسور زاده به اتمام رسانید مرحوم ولی ا… طحانی بود که روحش شاد و قرین رحمت باد. ایشان اولین کسی بود که در ایران به تحقیق فازی پرداخت اما نهال این رشته علمی و ادبیات آن در برلین و در دانشگاه کرمان در سال 1366 کاشته شد همچنین اولین فازغ التحصیل دکتری ریاضی ایران در رشته جبر فازی بود.
منطق فازی بویژه در صنعت کاربردهای فراوان پیدا کرده است. مثلاً در کنترل، شبکه‌ها عصبی، کامپیوتر، منطق، تحقیق در عملیات، شبیه سازی، ریاضیات، آمار، شیمی محاسبات نرم، هوش مصنوعی، تجزیه و تحلیل داده ها، کشاورزی. و چندین زمینه دیگر.

1-3 سیستم‌های فازی چگونه سیستم هایی هستند ؟
[248] سیستم‌های فازی سیستم‌های مبتنی بر دانش یا قواعد می‌باشند. قلب یک سیستم فازی یک پایگاه دانش بوده که از قواعد اگر-آنگاه فازی تشکیل شده است. یک قواعد اگر-آنگاه فازی یک عبارت اگر-آنگاه بوده که بعضی کلمات آن بوسیله توابع تعلق پیوسته مشخص شده اند. بعنوان مثال عبارت فازی زیر را در نظر بگیرید:
اگر سرعت اتومبیل بالا است. آنگاه نیروی کمتری به پدال گاز وارد کنید. که کلمات “بالا” و “کم” بوسیله توابع تعلق نشان داده می‌شوند. یک سیستم فازی از مجموعه‌ای از قواعد اگر-آنگاه فازی ساخته می‌شود. برای طراحی کنترل کننده‌ای که سرعت اتومبیل را بطور خودکار کنترل کند راه حل به صورت شبیه سازی رفتار رانندگان است. بدین معنی که قواعدی که راننده در حین حرکت استفاده می‌کند را به کنترل کننده خودکار تبدیل نماییم. در صحبت‌های عامیانه راننده‌ها در شرایط طبیعی از سه قاعده زیر در حین رانندگی استفاده می‌کنند.
اگر سرعت پایین است، آنگاه نیروی بیشتری به پدال گاز وارد کنید.
اگر سرعت متوسط است، آنگاه نیروی متعادلی به پدال گاز وارد کنید.
اگر سرعت بالا است، آنگاه نیروی کمتری به پدال گاز وارد کنید.
کلمات “پایین”، “بیشتر”، “متوسط”، “متعادل”، “بالا” و “کمتر” بوسیله توابع تعلق مشخص می‌شود.

فهرست مطالب
فصل اول- سیستم فازی چگونه سیستمی است؟
1-1 مقدمه
1-2 تاریخچــه
1-3 سیستم‌های فازی چگونه سیستم هایی هستند ؟
1-4 سیستم‌های فازی کجا و چگونه استفاده می‌شوند ؟
1-4-1 ماشین شستشوی فازی
1-4-2 تثبیت کننده تصویردیجیتال
1-4-3 سیستم‌های فازی در اتومبیل
1-5 مکمل فازی
1-6 اجتماع فازی، -s نُرم ها
1-7 اشتراک فازی، -T نرم ها
1-8 عملگرهای میانگین
1-9 موتور استنتاج فازی
1-9-1 استنتاج مبتنی بر ترکیب قواعد
1-9-2 استنتاج مبتنی بر قواعد جداگانه
1-10 فازی سازها
1-10-1 فازی ساز منفرد
1-10-2 فازی سازگوسین
1-10-3 فازی ساز مثلثی
1-11 غیر فازی سازها
1-11-1 غیرفازی ساز مرکز ثقل
1-11-2 غیرفازی ساز میانگین مراکز
1-11-3 غیرفازی ساز ماکزیمم
فصل دوم- پیشینه تحقیق
2-1 انتخاب ساختار سیستم‌های فازی
2-2 طراحی سیستم فازی
2-3 طراحی سیستم فازی با استفاده از روش کمترین مربع‌های بازگشتی
2-4 طراحی سیستم‌های فازی بوسیله خوشه سازی
2-5 طراحی سیستم فازی با استفاده از الگوریتم نزدیک ترین همسایه
2-6 طراحی سیستم فازی با استفاده از جدول جستجو
2-7 کاربرد در کنترل کامیون باری
فصل سوم- تجزیه و تحلیل تحقیق
3-1 روش‌های یادگیری برای سیستم‌های فازی
3-2 سیستم‌های فازی
3-3 سیستم‌های نروفازی
3-4 مدل NEfcon:
3-5 یک اجرا از مدل NEfcon:
3-6 سیستمهای زمان گسسته
3-7 حالت پیوسته
3-8- خاتمه
فصل چهارم- طراحی و ساخت درایور موتور DC با استفاده از منطق فازی
4-1 مقدمه
4-2 اجزای تشکیل دهنده درایور
4-3 محاسن و معایب این طرح
4-4 مراحل ساخت دستگاه
4-4-1 سیستم ورودی داده ها
4-4-2- تخمین زدن و مشخص نمودن سیستم کنترل خروجی
4-4-3- در این مرحله باید نقطه تنظیم مورد نظر را انتخاب کنیم
4-4-4- در نظر گرفتن حالت‌های مختلف ورودی و خروجی سیستم نازی
4-4-3 قوانین
4-5-6- قوانین استنتاجی
4-5-7- رساندن ولتاژ به موتور
4-5-8- رسم کردن مثلث‌های معلول
فصل پنجم- بحث و نتیجه‌گیری
5-1 برنامه
5-2 مراحل اجرا
5-3- نتیجه گیری
منابع

فهرست شکل‌ها
شکل 1-1 تابع عضویت برای “بالا”
شکل 1-2 تابع عضویت برای “کمتر”
شکل 1-3 ساختار اصلی سیستم‌های فازی خالص
شکل 1-4 کنترل کننده حلقه باز
شکل 1-5 شکلی برای پایگاه قواعد و موتور استنتاج فازی
شکل 2-1 نمایش شبکه ای سیستم فازی
شکل 2-2 شکل مربوط به مثال بالا
شکل 3-1 سیستم با دو ورودی و با پنج خروجی
شکل 3-2 الگوریتم‌های یادگیریNEfcon
شکل 3-3 نتایج سیستم PT2
شکل 3-4: تابع عضویت مثلثی
شکل 3-5: رابطه x(t+1) = b و x(t) = d در
شکل 3-6: روال درون یابی x(t+1)

فهرست جداول
جدول 2-1 زوجهای ورودی – خروجی را که از حالت اولیه
جدول 2-2 قواعد و درجه تولید شده بوسیله زوج ها ورودی – خروجی جدول

 

برای دانلود کلیک کنید