conongnhobe_bmt3
New Member
Download miễn phí Khóa luận Xây dựng hệ thống điều khiển trực thăng không người lái giả lập bằng mô hình kết hợp GA - FL
MỤC LỤC
Lời Thank
Đềcương chi tiết
Mục lục
Danh sách hình, bảng, từviết tắt
Tóm tắt luận văn
Mở đầu
Chương 1. Mô hình kết hợp Thuật giải di truyền – Logic mờ.1
1.1.Giới thiệu . . 2
1.2. Kết hợp Thuật giải di truyền và Logic mờtrong thực tế . 2
Kết hợp GA và FL trong việc điều khiển trực thăng không người lái.3
Sơ đồgiải quyết bài toán . .4
1.3. Kết luận chương 1.4
Chương 2. Tổng quan vềhệthống điều khiển trực thăng không người lái .5
2.1. Giới thiệu . .6
2.2. Các vấn đềtrong việc điều khiển trực thăng . .8
2.3. Biến trạng thái (state variables) .11
2.4. Sơ đồhệthống điều khiển .14
2.4.1. Sơ đồtổng quát của hệthống điều khiển máy bay trực thăng .14
2.4.2. Sơ đồcấu trúc bộ điều khiển logic mờ . . 14
2.5. Kết luận chương 2.15
Chương 3. Điều khiển bay tự động bằng bộluật logic mờ . 16
3.1. Giới thiệu 17
3.2. Cấu trúc bộ điều khiển logic mờ .17
3.2.1. Bộ điều khiển mờcổ điển và bộ điều khiển mờphân tán 17
3.2.2. Ứng dụng bộ điều khiển phân tán đểthiết kếbộ điều khiển logic mờ.18
3.2.3. Biến đầu vào và đầu ra của bộ điều khiển logic mờ 22
3.2.4. Bộluật tổng quát . . 24
3.3. Thiết kếbộluật tổng quát . .25
3.4. Kết luận chương 3.26
Chương 4. Phương pháp mởrộng bộluật điều khiển bằng Thuật giải di truyền .27
4.1. Giới thiệu . .28
4.2. Sựmã hoá biến và xây dựng hàm thích nghi . . .29
4.2.1. Mã hoá biến .29
4.2.2. Xây dựng hàm thích nghi .29
4.3 Kết luận chương 4.30
Chương 5. Giải quyết bài toán. . . .31
5.1. Giới thiệu . 32
5.2. Xây dựng bộluật cơbản . . 32
5.2.1. Sơ đồthuật toán. 32
5.2.2. Mô tảsơ đồ. . . . . . .32
5.2.3. Xây dựng bộluật cơbản . . 32
5.3. Mởrộng bộluật cơbản . . 34
5.3.1. Sơ đồthuật toán . . . . . . .34
5.3.2. Xây dựng bộluật cơbản . . . . . . 34
5.4. Quá trình ra quyết định của bộ điều khiển . . . . 36
5.5. Kết quảthửnghiệm. . . . .40
5.5.1 Xây dựng bộluật cơbản . . 40
5.5.2. Mởrộng bộluật cơbản. .40
5.5.3. Điều khiển trực thăng . .41
5.6. Kết luận chương 5.45
Kết luận và hướng phát triển . .46
Kết luận . . . 46
Hướng phát triển . . 46
Tài liệu tham khảo 47
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
a = 0Vùng điều khiển trực thăng theo hướng dọc cho ra kết luận : góc nghiêng
mong ước Rtheta = 4.016275 (cách tính toán được trình bày ở mục 5.4), giá
trị lonδ dương (Positive) 1.094118 (cách tính tương tự mục 5.4), tức là phải
tăng từ từ góc Theta bằng với góc Rtheta.
Điều khiển trực thăng bay theo hướng ngang (lateral control):
Điều khiển trực thăng theo hướng ngang là điều khiển trực thăng bay rẽ
trái, rẽ phải. Điều khiển này do vùng điều khiển trực thăng theo hướng ngang
đảm nhiệm. latδ
Với các dữ liệu đầu vào (thử nghiệm):
IAS = 43
Ev = 1.5
v_dot = 0.5
Epsi = 3
----------------------------------------------------------------------------------------------
42
Chương 5 : Giải quyết bài toán
----------------------------------------------------------------------------------------------
psi_dot = 0.5
p = 1.5
p_dot = 1
u = 3
Phi = 0
Vùng điều khiển trực thăng theo hướng ngang cho ra kết luận : góc
nghiêng mong ước Rphi = 3.763474, giá trị latδ dương (Positive) 1.094118,
tức là phải tăng từ từ góc Phi bằng với góc Rphi.
Điều khiển cánh quạt đuôi (tail rotor control):
Cánh quạt đuôi dùng để giữ thăng bằng và điều khiển hướng khi trực
thăng bay rẽ trái hay rẽ phải. Điều khiển cánh quạt đuôi do vùng điều khiển
bàn đạp đảm nhiệm. trδ
Với dữ liệu đầu vào (thử nghiệm):
IAS = 8.5
Epsi = 6
r = 10
r_dot = 5
Ev = 1.5
v_dot = 0.5
Vùng điều khiển bàn đạp cho ra kết luận : giá trị trδ dương (Positive)
1.195469, tức là phải đạp bàn đạp bên phải để cánh quạt đuôi tạo lực cho trực
thăng rẽ sang phải.
Điều khiển cần nâng (collective control):
Cần nâng có nhiệm vụ điều khiển cánh quạt chính quay để tạo lực nâng
cho trực thăng. Điều khiển này do vùng điều khiển cần nâng đảm nhiệm. δ col
----------------------------------------------------------------------------------------------
43
Chương 5 : Giải quyết bài toán
----------------------------------------------------------------------------------------------
Với dữ liệu đầu vào (thử nghiệm):
IAS = 7
Eh = 1.5
h_dot = 1.5
Vùng điều khiển cần nâng cho ra kết luận : giá trị δ col dương
(Positive) 1.094118, tức là phải kéo cần nâng lên để tăng tốc độ quay của
cánh quạt chính tạo lực nâng lớn hơn nữa cho trực thăng bay lên.
5.5.3.2. Kết hợp các vùng điều khiển cho việc điều khiển trực thăng bay
trong những vị trí định sẵn :
Bằng cách kết hợp 4 vùng điều khiển, ta sẽ điều khiển toàn bộ hoạt
động bay của máy bay trực thăng. Để điều khiển trực thăng bay trong những
vị trí định trước, cần cung cấp các dữ liệu đầu vào cũng như toạ độ tại
mỗi vị trí. Các dữ liệu đầu vào phải được tính toán chính xác, phù hợp với
miền giới hạn của bộ điều khiển. Bộ điều khiển sẽ tổng hợp các kết quả của 4
vùng điều khiển để đưa ra quyết định cuối cùng.
Ví dụ :
-1.5 0 0.25 IAS=12 Eu=7 udot=0.4 q=1.5 qdot=1 theta=0 Ev=4 vdot=0.5 p=4 pdot=2
Epsi=7 psidot=1.5 u=4
-1.24 0.02 0.26 IAS=43 Eu=7 udot=0.4 q=1.5 qdot=1 Ev=1.5 vdot=0.5 p=1.5 pdot=1
Epsi=3 psidot=0.5 u=14 phi=0
-0.7 0.02 0.28 IAS=30 Eu=28 udot=0.6 q=5 qdot=5 theta=11 Ev=15 vdot=0.5 p=1.5
pdot=1 Epsi=3 psidot=0.5 u=14 phi=0
0.06 0.19 0.28 IAS=45 Ev=1.5 vdot=0.5 p=6 pdot=5 Epsi=20 psidot=3 u=15 phi=2
0.67 0.2 0.37 IAS=30 Eu=28 udot=0.6 q=5 qdot=5 theta=11
1.36 0.36 0.38 IAS=30 Ev=1.5 vdot=0.5 p=6 pdot=5 Epsi=-20 psidot=-3 u=15 phi=-2
1.87 0.37 0.29 IAS=6 Eu=-28 udot=-0.6 q=5 qdot=5 theta=-8
2.1 0.32 .29 IAS=45 Ev=1.5 vdot=0.5 p=6 pdot=5 Epsi=20 psidot=3 u=15 phi=2
2.62 0.31 .36 IAS=45 Ev=1.5 vdot=0.5 p=6 pdot=5 Epsi=20 psidot=3 u=15 phi=2
----------------------------------------------------------------------------------------------
44
Chương 5 : Giải quyết bài toán
----------------------------------------------------------------------------------------------
Với 3 số đầu là toạ độ (x,y,z) hiện tại của trực thăng với hệ toạ độ định
sẵn, mỗi dòng là dữ liệu đầu vào tại mỗi vị trí định trước.
5.6. Kết luận chương 5 :
Chương 5 trình bày việc sử dụng mô hình GA- FL để tạo ra bộ luật
điều khiển máy bay không người lái và áp dụng bộ luật này cho chương trình
giả lập điều khiển trực thăng không người lái cũng như các kết quả thử
nghiệm đạt được.
----------------------------------------------------------------------------------------------
45
Kết luận và hướng phát triển
----------------------------------------------------------------------------------------------
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Kết luận :
Luận văn đạt được một số kết quả sau :
- Tìm hiểu về hai kỹ thuật tính toán mềm : Logic mờ và Thuật giải di truyền.
- Tìm hiểu về hệ thống điều khiển trực thăng không người lái. Tiến tới xây
dựng bộ luật điều khiển bay tự động bằng mô hình kết hợp giữa Logic mờ và
Thuật giải di truyền. Cụ thể :
+ Xây dựng bộ luật cơ bản bằng Logic mờ.
+ Mở rộng bộ luật cơ bản hình thành bộ luật mở rộng bằng Thuật giải
di truyền.
- Ứng dụng bộ luật điều khiển được xây dựng cho chương trình giả lập : điều
khiển tự động trực thăng bay không người lái.
-Tính khả thi của mô hình kết hợp GA – FL thông qua các kết quả thử
nghiệm.
Hướng phát triển :
- Tiếp tục nghiên cứu, phát triển mô hình xây dựng sao cho có thể ứng dụng
rộng rãi cho việc điều khiển bay tự động trong nhiều điều kiện giả lập khác :
khí hậu, gió, mưa,…
- Phát triển mô hình xây dựng để chỉ ra tính khoa học của nó với mục tiêu
hướng tới những ứng dụng khác bên ngoài điều khiển bay tự động.
----------------------------------------------------------------------------------------------
46
Tài liệu tham khảo
----------------------------------------------------------------------------------------------
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] C. Phillips, C.L. Karr, and G. Walker. Helicopter flight control with fuzzy
logic and genetic algorithms. Engineering Applications of Artificial
Intelligence, 9(2) : 175 – 184, April 1996.
[2] Hoàng Kiếm, Lê Hoàng Thái. Thuật giải di truyền, cách giải tự nhiên các
bài toán trên máy tính. Nhà xuất bản Giáo Dục, 2000.
[3] Nguyễn Đình Thúc. Trí tuệ nhân tạo, Lập trình tiến hoá, Cấu trúc dữ liệu
+ Thuật giải di truyền = Chương trình tiến hoá. MK.PUB Nhà xuất bản Giáo
Dục, 2001.
[4] Foundations of Fuzzy Logic, Mathlab - The Language of Technical
Computing, Fuzzy Logic Toolbox.
[5] John A.R. Tucker, Phillip E. Fraley, and Lawrence P. Swanson, 1994:
Fuzzy Logic in C: An Update, Dr. Dobb's Journal, April 1994.
[6] L.Doitsidis, K.P. Valavanis, N.C. Tsourveloudis, M. Kontitsis. A
Framework for Fuzzy Logic Based UAV Navigation and Control. Proceeding
of the 2004 IEEE, International Conference on Robotics & Automation, New
Orieans, LA – April 2004.
[7] D.K.Kahaner. Fuzzy helicopter control. Asian Technology Information
Program (ATIP), 12 April 1993, Japan.
[8] D.K.Kahaner. Fuzzy logic. Asian Technology Information Program
(ATIP), 24 August 1990, Japan.
[9] Jim Murtha, 1995: Applications of fuzzy logic in operational meteorology,
Scientific Services and Professional Development Newsletter, Canadian
Forces Weather Service, 42-54.
[10] Flight Directional Controls.
----------------------------------------------------------------------------------------------
47
Phụ lục A : Thuật giải di truyền
----------------------------------------------------------------------------------------------
PHỤ LỤC
A. Thuật giải di truyền :[2], [3]
+ Đại cương :
Quá trình tiến hoá tự nhiên là quá trình hoàn hảo nhất, hợp lý nhất và tự
nó đã mang tín...