بهینه سازی در علوم و مهندسی
نازیلا نیکدل
چکیده
هدف: امروزه از سیستمهای رباتیک به‌صورت وسیعی در پیشبرد عملیات صنعتی بهره گرفته می شود. بنابراین، اتخاذ تصمیمات کنترلی مناسب جهت تضمین کارایی این سیستم ها امری حیاتی است. لازم است یک کنترل کننده مناسب پیشنهاد شود که با تضمین معیارهایی همچون سرعت پاسخ بالا، مدت زمان عملیات، هزینه کنترلی و خطای سیستم کم، عملیات صنعتی را به صورت کارآمد ...
بیشتر
هدف: امروزه از سیستمهای رباتیک به‌صورت وسیعی در پیشبرد عملیات صنعتی بهره گرفته می شود. بنابراین، اتخاذ تصمیمات کنترلی مناسب جهت تضمین کارایی این سیستم ها امری حیاتی است. لازم است یک کنترل کننده مناسب پیشنهاد شود که با تضمین معیارهایی همچون سرعت پاسخ بالا، مدت زمان عملیات، هزینه کنترلی و خطای سیستم کم، عملیات صنعتی را به صورت کارآمد انجام دهد. لذا هدف اول این مقاله ، کنترل سیستم رباتیک بر اساس حسابان مرتبه کسری به صورتی که قادر باشد با وجود پیچیدگی و غیرخطی گری در سیستم آن را کنترل کند؛ هدف دوم، ارائه الگوریتم فراابتکاری "بهبود یافته گرگ خاکستری" جهت بهینه سازی پاسخ سیستم.
روش‌شناسی پژوهش: ابتدا مدل ریاضی ربات بر مبنای قوانین لاگرانژ ارائه می شود و سپس از حسابان مرتبه کسری جهت طراحی کنترل کننده بهره گرفته می شود. علاوه بر آن، کارایی الگوریتم گرگ خاکستری، با ارائه روش بهبود یافته افزایش می یابد.
یافته ها: توابع هزینه مختلف برمبنای معیارهای عملکردی اصلی سیستم رباتیک معرفی و الگوریتم بهبود یافته بر آن ها اعمال می شود. نتایج حاصل از مقایسه الگوریتم پیشنهادی با الگوریتم های دیگر، نشان دهنده عملکرد مطلوب الگوریتم پیشنهادی هستند. علاوه بر آن، کارایی کنترل کننده مرتبه کسری با معادل مرتبه صحیح آن مقایسه می شود و نتایج نشان دهنده بهبود قابل توجه عملکرد سیستم هستند.
اصالت/ارزش افزوده علمی: کنترل کننده پیشنهادی قادر است با پیچیدگی ها و غیرخطی گری های مدل سیستم مقابله کند و عملکردی مطلوب را نتیجه دهد. علاوه بر آن با الهام از الگوریتم گرگ خاکستری، روش بهینه سازی بهبود یافته ای ارائه می شود که قادر به افزایش کارایی سیستم کنترل شده باشد. نتایج عددی عملکرد مطلوب کنترل کننده و الگوریتم بهینه سازی بهبود یافته را نشان می دهند.
