Younes Solgi

چکیده: اهمیت تحلیل پایداری و پایدارسازی سیستم‌های سوئیچینگ دارای تأخیر زمانی بر کسی پوشیده نیست، چرا که وجود تأخیر و سوئیچ بین زیر‌سیستم‌ها می‌تواند به‌طور جدی پایداری و عملکرد این سیستم‌ها را تحت تأثیر قرار دهد. از این‌رو، پژوهش‌های متعددی به بررسی پایداری سیستم‌های سوئیچینگ‌ زمان گسسته همراه با تأخیر زمانی پرداخته‌اند. در اغلب مطالعات پیشین، تحلیل پایداری بر پایه تکنیک‌های لیاپانوف–کراسوفسکی یکنوا انجام شده است که مستلزم کاهش یکنواخت تابع لیاپانوف در هر گام زمانی هستند. این الزام سخت‌گیرانه، انعطاف‌پذیری روش را کاهش داده و در بسیاری از موارد منجر به شرایط محافظه‌کارانه، به‌ویژه درحضور تأخیرهای زمانی و پدیده‌های سوئیچینگ تصادفی، می‌شود. در این پژوهش، به‌منظور غلبه بر محدودیت‌های مذکور، رویکردی نوین و کارآمد مبتنی بر تکنیک لیاپانوف–کراسوفسکی نایکنوا برای تحلیل پایداری و پایدارسازی سیستم‌های سوئیچینگ خطی و زمان ‌گسسته همراه با تأخیر زمانی ارائه می‌شود. در این چارچوب، الزام کاهش یکنواخت تابع لیاپانوف با شرایط نایکنوا جایگزین شده و از دیگر موارد مورد بررسی، تحلیل پایداری سیستم نه‌تنها در چند گام زمانی محدود، بلکه بر روی یک افقm -‌مرحله‌ای می‌باشد، بدون آنکه تحلیل به تعداد اندکی از گام‌های زمانی مقید شود. به همین منظور در چارچوب لیاپانوف–کراسوفسکی نایکنوا، مجموعه‌ای از شرایط کافی به‌صورت نامساوی‌های ماتریسی خطی (LMIs) ارائه می‌شود که امکان ارزیابی پایداری سیستم‌های سوئیچینگ دارای تأخیر زمانی را فراهم می‌سازد. این روش امکان طراحی الگوریتم پایدارسازی را نیز فراهم می‌آورد. در این راستا، یک کنترل‌کننده بازخورد حالت همراه با تأخیر در ورودی طراحی شده و با یک سازوکار کنترل رویدادمحور (ETC)‌ادغام می‌شود. به این ترتیب مکانیزم کنترل رویدادمحور در بستر تکنیک لیاپانوف–کراسوفسکی نایکنوا برای یک کلاس خاص از سیستم‌های سوئیچینگ خطی و زمان‌ گسسته دارای تأخیر در ورودی معرفی و مورد تحلیل قرار می‌گیرد. این ادغام موجب کاهش نیاز به به‌‌روزرسانی‌های پیوسته در هر گام زمانی شده و در نتیجه صرفه‌جویی در منابع را به همراه دارد. کارآیی و کاهش محافظه‌کاری در روش‌های تحلیل پایداری و پایدارسازی پیشنهادی با استفاده از چند مثال عددی و شبیه‌سازی مورد بررسی قرار گرفته است.

امروزه در صنایع فولاد بحث گرفتگی و ترک خورده‌گی لوله‌های حامل سیال یکی از مباحث چالش برانگیز است. عدم تشخیص این ایراد (عیب) در صنعت فولاد منجر به پیامد های ناگوار و جبران ناپذیری مانند: انفجار، نشت، تلفات جانی و ... خواهد شد. در سیستم انتقال خطوط لوله به علت وجود شرایط جوی و تغییرات آب و هوایی در گذر زمان، آسیب های ناشی از حفاری های نامناسب، فرسایش خاک، استفاده از تجهیزات نامناسب (کیفیت کم و طول عمر پایین)، خوردگی لوله‌ها بر اثر گذر زمان، وجود پدیده‌های محیطی طبیعی مانند سیل و زلزله و ... و سایر آسیب های محیطی ناشناخته و آسیب های خارجی، ایراداتی در سیستم رخ خواهد داد که تعدادی از این عیب های متدوال پرتکرار شامل: گرفتگی لوله، ترک خوردگی، شکستگی، نشتی لوله و ... است. این امر مهم باکمک به اقدامات اصلاحی پیشگیرانه، موجب کاهش تلفات، بهره برداری مناسب از زمان و همچنین صرفه جویی اقتصادی می‌شود. در صورت فقدان یک روش مناسب تشخیص عیب چالش های بیان شده منجر به پیامد های ناگواری مانند انفجار خط لوله، تهدیدهای آسیب جانی، کاهش بهره‌وری و انتقال، پیامدهای زیست محیطی و ... می‌شود. حال هدف این پایان نامه ارائه یک روش تشخیص عیب هوشمند و کار آمد است که بتواند بهترین عملکرد را در کم ترین زمان داشته باشد. روش پیشنهادی در این پایان نامه، طراحی یک روش هوشمند مبتنی بر روشهای یادگیری ماشین است. روش پیشنهادی دارای مزایای بسیاری است، که برخی از این مزایا شامل عدم نیاز به مدل و روابط دینامیکی سیستم، هوشمند بودن، داشتن تشخیص سریع، مقاوم بودن در برابر عوامل مزاحم در سیستم مانند: نامعینی های پارامتری، اغتشاشات خارجی سیستم و...، خطای پایین سیستم تشخیص، زمان واقعی بودن (Real time)، قابلیت تطبیق پذیر بودن، قابلیت اطمینان بالا، امنیت بالای سیستم تشخیص و توانایی در دسترس پذیری بالا می باشد.

هدف از این پژوهش بهبود عملکرد شبکه ی عصبی فازی - موجک با تغییر و اصلاح ساختار آن می باشد.