نمونه پایان نامه کنترل: راهنمای جامع برای دانشجویان مهندسی برق
انتخاب موضوع مناسب برای پایان نامه کنترل، گامی مهم در فرآیند انجام تحقیق و نگارش آن است. موضوع پایان نامه باید به گونه ای باشد که:
- از اهمیت و نوآوری کافی برخوردار باشد.
- قابل تحقیق و انجام باشد.
- به منابع و اطلاعات مورد نیاز دسترسی داشته باشید.
- در زمینه تخصصی شما باشد.
- به شما در کسب دانش و مهارت های جدید کمک کند.
در این مقاله، به بررسی نمونه هایی از موضوعات پایان نامه کنترل، منابعی برای یافتن موضوع مناسب و نکاتی برای انتخاب موضوع می پردازیم.
نمونه هایی از موضوعات پایان نامه کنترل:
- طراحی و پیاده سازی کنترل کننده های PID برای سیستم های مکانیکی
- کنترل بهینه سیستم های خطی با استفاده از الگوریتم های برنامه ریزی خطی
- طراحی و پیاده سازی کنترل کننده های فازی برای سیستم های غیرخطی
- کنترل سیستم های هیدرولیکی و پنوماتیکی با استفاده از روش های مدرن کنترل
- طراحی و پیاده سازی سیستم های کنترل رباتیک
- کنترل فرآیند با استفاده از سیستم های کنترل توزیع شده
- طراحی و پیاده سازی سیستم های کنترل هوشمند برای ساختمان ها
- کنترل شبکه های برق با استفاده از روش های هوشمند
- طراحی و پیاده سازی سیستم های کنترل خودکار برای خودروها
- بررسی و تحلیل چالش های کنترل در صنایع مختلف
منابعی برای یافتن موضوع مناسب:
- مقالات علمی: می توانید با مطالعه مقالات علمی در زمینه مهندسی برق و به خصوص در زمینه کنترل، موضوعات جدید و جالب را برای پایان نامه خود پیدا کنید.
- کنفرانس ها و همایش ها: شرکت در کنفرانس ها و همایش های مرتبط با مهندسی برق و به خصوص با موضوع کنترل می تواند به شما در یافتن موضوعات جدید و ایده های نو کمک کند.
- پایگاه های اطلاعاتی علمی: می توانید از پایگاه های اطلاعاتی علمی مانند IEEE Xplore، ScienceDirect و IranMedex برای جستجوی موضوعات پایان نامه در زمینه کنترل استفاده کنید.
- اساتید و متخصصان: می توانید از اساتید و متخصصان رشته مهندسی برق و به خصوص از متخصصان زمینه کنترل برای مشورت و دریافت ایده برای انتخاب موضوع پایان نامه خود استفاده کنید.
نکاتی برای انتخاب موضوع:
- به علایق و توانایی های خود توجه کنید.
- موضوعی را انتخاب کنید که به شما در کسب دانش و مهارت های جدید کمک کند.
نمونه پایاننامه کنترل
فصل اوّل: مقدمه
1-1- بیان مسئله 2
1-2- پیشینه تحقیق 3
1-2-1- کنترل سیستم‌های بدون بکلش 3
1-2-2- کنترل سیستم‌های حاوی بکلش 5
1-3- اهداف پایاننامه 7
فصل دوم: مدل ریاضی بکلش و شناسایی سیستم‌های حاوی بکلش
2-1- معرفی مدل ریاضی سیستم‌های بدون بکلش 10
2-2- معرفی مدلهای ریاضی سیستم‌های حاوی بکلش 12
2-2-1- مدل Dead Zone 14
2-2-2- مدل بکلش با استفاده از توابع توصیفکننده 15
2-2-3- مدل هیسترسیس 15
2-2-4- مدل دقیق بکلش 16
2-3- روش شناسایی ارائه شده 17
2-3-1- بلوک اول شناسایی 18
2-3-2- بلوک دوم شناسایی 22
فصل سوم: کنترل سیستم‌های حاوی بکلش
3-1- کنترل وفقی غیرمستقیم 29
3-2- کنترل وفقی مستقیم بر اساس MRAC 33
3-3- کنترل با روش پسگام 38
فصل چهارم: نتایج شبیه‌سازی
4-1- شبیه‌سازی سیستم‌های حلقه باز 50
4-1-1- سیستم‌های حلقه باز بدون بکلش 52
4-1-2- سیستم‌های حلقه باز حاوی بکلش 53
4-2- شبیه‌سازی سیستم‌های حلقه بسته به روش کلاسیک 62
4-2-1- شبیه‌سازی سیستم‌های حلقه بسته با استفاده از کنترلکننده پیشفاز 62
4-2-2- شبیه‌سازی سیستم‌های حلقه بسته با استفاده از کنترلکننده PID 64
4-3- شناسایی و کنترل وفقی غیرمستقیم 69
4-4- کنترل وفقی مستقیم 74
4-5- کنترل با روش پسگام 78
فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات
5-1- نتیجه گیری 84
5-2- پیشنهادات 85
فهرست منابع و مراجع 87
فهرست جدولها
جدول 3-1- شروط تطبیق کنترل وفقی مستقیم 35
جدول 4-1- ضرایب کنترلکننده PID برای سیستم‌های بدون بکلش و حاوی بکلش 65
جدول 4-2- نتایج شبیه‌سازی بلوک اول شناسایی 70
جدول 4-3- نتایج شبیه‌سازی بلوک دوم شناسایی 71
جدول 4-4- شروط تطبیق و شرایط اولیه پارامترهای θ’ 74
فهرست شکلها
شکل 1-1- شماتیک کلی یک سیستم بدون بکلش 4
شکل 1-2- شماتیک کلی سیستم حاوی بکلش 5
شکل 2-1- شماتیک کلی یک سیستم بدون بکلش 11
شکل 2-2- بلوک دیاگرام سیستم بدون بکلش 11
شکل 2-3- شماتیک کلی سیستم‌های حاوی بکلش 13
شکل 2-4- بلوک دیاگرام یک سیستم حاوی بکلش با مدل بکلش Dead Zone 14
شکل 3-1- کنترل وفقی غیرمستقیم سیستم‌های حاوی بکلش 32
شکل 3-2- مدل خطای 4 36
شکل 3-3- کنترل وفقی غیرمستقیم سیستم‌های حاوی بکلش 33
شکل 3-4- کنترل موقعیت سیستم‌های حاوی بکلش به روش پسگام 39
شکل 3-5- بلوک دیاگرام کنترل موقعیت بار سیستم‌های حاوی بکلش به روش پسگام 48
شکل 4-1- شماتیک کلی یک سیستم دوجرمه بدون بکلش 50
شکل 4-2- شماتیک کلی یک سیستم دوجرمه حاوی بکلش 51
شکل 4-3- سرعت موتور سیستم حلقه باز بدون بکلش به ازای ورودی پله 52
شکل 4-4- سرعت بار سیستم حلقه باز بدون بکلش به ازای ورودی پله 52
شکل 4-5- زاویه موتور، بار و زاویه اختلاف سیستم حلقه باز بدون بکلش به ازای ورودی پله 53
شکل 4-6- زاویه بکلش، زاویه شفت و زاویه اختلاف برای سیستم حلقه باز حاوی بکلش به ازای ورودی پله 54
شکل 4-7- زاوایای بکلش و اختلاف برای سیستم حلقه باز حاوی بکلش به ازای ورودی پله 55
شکل 4-8- زاویه موتور سیستم حلقه باز حاوی بکلش به ازای ورودی پله 55
شکل 4-9- زاویه بار سیستم حلقه باز حاوی بکلش به ازای ورودی پله 56
شکل 4-10- سرعت زاویهای موتور سیستم حلقه باز حاوی بکلش به ازای ورودی پله 56
شکل 4-11- سرعت زاویهای بار سیستم حلقه باز حاوی بکلش به ازای ورودی پله 56
شکل 4-12- زاویه شفت سیستم حاوی بکلش به ازای ضریب های کشسانی متفاوت شفت 57
شکل 4-13- زاویه اختلاف سیستم حاوی بکلش به ازای ضریب های کشسانی متفاوت شفت 58
شکل 4-14- زاویه شفت سیستم حاوی بکلش به ازای ضریب های میرایی متفاوت شفت 58
شکل 4-15- زاویه اختلاف سیستم حاوی بکلش به ازای ضریب های میرایی متفاوت شفت 59
شکل 4-16- زاویه موتور به ازای اندازه بکلش های متفاوت 60
شکل 4-17- زاویه بار به ازای اندازه بکلش های متفاوت 60
شکل 4-18- سرعت زاویهای موتور به ازای اندازه بکلش های متفاوت 61
شکل 4-19- سرعت زاویهای بار به ازای اندازه بکلش های متفاوت 61
شکل 4-20- زاویه اختلاف، به ازای اندازه بکلش های متفاوت 62
شکل 4-21- کنترل زاویه بار سیستم بدون بکلش با استفاده از کنترلکننده پیشفاز 63
شکل 4-22- کنترل زاویه بار سیستم حاوی بکلش با استفاده از کنترلکننده پیشفاز 64
شکل 4-23- کنترل زاویه بار سیستم بدون بکلش با استفاده از کنترلکننده PID 65
شکل 4-24- کنترل زاویه بار سیستم حاوی بکلش با استفاده از کنترلکننده PID به ازای بکلش 0.03 رادیان 66
شکل 4-25- زاویه بکلش سیستم حاوی بکلش با استفاده از کنترلکننده PID به ازای بکلش 0.03 رادیان 67
شکل 4-26- کنترل زاویه بار سیستم با بکلش 0.03 رادیان، به ازای K_d=6.5 68
شکل 4-27- زاویه بکلش سیستم حاوی بکلش، به ازای K_d=6.5 68
شکل 4-28- گشتاور واقعی شفت و گشتاور تخمین زده شده توسط بلوک اول شناسایی 70
شکل 4-29- سیگنال تخمین زده شدهی زاویه پیچشی شفت در مقایسه با مقدار واقعی آن 72
شکل 4-30- سیگنال تخمین زده شدهی سرعت زاویهای پیچشی شفت در مقایسه با مقدار واقعی آن 72
شکل 4-31- کنترل وفقی غیرمستقیم سیستم حاوی بکلش در مقایسه با سیستم با پارامترهای معلوم 73
شکل 4-32- کنترل وفقی مستقیم سیستم حاوی بکلش با بکلش 0.03 رادیان (1.72 درجه) 75
شکل 4-33- زاویه بار سیستم، زاویه بکلش و خروجی مدل مرجع در کنترل وفقی مستقیم 76
شکل 4-34- اغتشاش سینوسی وارده به سمت بار در طول مدت زمان کنترل وفقی مستقیم 76
شکل 4-35- کنترل وفقی مستقیم سیستم حاوی بکلش با بکلش 0.5 درجه و در حضور اغتشاش سینوسی 77
شکل 4-36- اغتشاش سینوسی کلی وارده به سمت بار در طول مدت زمان کنترل وفقی مستقیم 78
شکل 4-37- کنترل پسگام سیستم حاوی بکلش با ماکزیمم بکلش 0.3 رادیان 79
شکل 4-38- حالت گذرای متغیرهای zi ,∀i=1,2,3 79
شکل 4-39- حالت گذرای متغیر z_4 80
شکل 4-40- اغتشاش سینوسی وارده به سمت بار در طول مدت زمان کنترل پسگام 81
شکل 4-41- کنترل پسگام سیستم حاوی بکلش با ماکزیمم بکلش 0.5 درجه 81
فصل اول
مقدمه
1-1- بیان مسئله
بکلش به نوعی لقی بین قطعات متحرک مکانیکی گفته میشود که تقریباً در تمامی سیستم‌های مکانیکی موجود است. از جمله این سیستم‌ها می‌توان به چرخدندهها، جعبهدندهها، قسمتهای متحرک و تا شوندهی رباتها اشاره کرد. در حالت کلی می‌توان گفت در هر سیستمی که قسمت رانش یا موتور بطور مستقیم به قسمت رانده شده یا بار متصل نباشد بکلش وجود خواهد داشت [1].
از آنجا که از طرفی پدیده بکلش در بسیاری از قطعات متحرک و ابزار مکانیکی موجود میباشد و از طرف دیگر کنترل این قطعات و ابزار حاوی بکلش از اهمیت زیادی برخوردار است، در نتیجه این موضوع حجم وسیعی از تحقیقات علمی را به خود اختصاص داده است؛ بطوری که از دهه 40 میلادی تحقیق و بررسی این پدیده غیرخطی عملاً بصورت جدی مورد توجه قرار گرفته و بسیاری از محققان بدلیل اهمیت کنترل این پدیده، کنترل بهینه قطعات و ابزار حاوی بکلش را بررسی کردهاند.
بدیهی است که کنترل دقیق بار در سیستمهایی که در آن پدیده بکلش وجود دارد، یک امر پیچیده میباشد. در کنترل سیستم‌های حاوی بکلش، لحظاتی وجود دارند که فاصله بکلش باز میباشد و تماس بین موتور و بار عملاً از بین میرود. این امر در دو حالت ممکن است اتفاق بیفتد:
- زمانی که اغتشاش بر روی بار وجود دارد
- زمانی که موتور یک چرخش تصحیحکننده در جهت خلاف حرکت بار برای کنترل آن آموزش انجام میدهد. زمانی که فاصله بکلش باز میباشد حرکت بار خودمختار بوده و نیروی تولیدی توسط موتور فقط موتور را میچرخاند و هیچ تأثیری روی بار نخواهد داشت. در برداشت اول این چنین به نظر میرسد که در لحظاتی که فاصله بکلش باز میباشد، بار کنترلناپذیر میباشد ولی با استفاده از تکنیک‌های کنترلی ارائه شده می‌توان بار را بطور مناسبی کنترل کرد.
1-2- پیشینه تحقیق
کنترل سیستم‌های بدون بکلش و سیستم‌های حاوی بکلشِ درایو موتوری یا گردشی دوجرمه، موضوعی است که تقریباً از نیمه اول قرن بیستم تاکنون به آن پرداخته شده است. کنترل‌کننده‌های P، PI و PID، کنترل‌کننده‌های با درجه بالا ، کنترل‌کننده‌های مبتنی بر متغیرهای حالت و کنترل‌کننده‌های مبتنی بر تخمینگرها از جمله کنترل‌کننده‌های خطی موجود برای کنترل این سیستم‌ها میباشند.
استفاده از پیشبارگذار بعنوان یکی از روش‌های بکار برده شده هم در کنترل‌کننده‌های خطی و هم در کنترل‌کننده‌های غیرخطی و استفاده از کنترل‌کننده‌های فازی و کنترل‌کننده‌های سویچینگ از جمله دیگر تکنیک‌های استفاده شده برای کنترل این سیستم‌ها میباشند [1]. در ادامه مروری بر تحقیقات گذشته در این زمینه آموزش انجام میشود.
پرسش و پاسخ درباره عبارت “نمونه پایاننامه کنترل”
1. منظور از نمونه پایاننامه کنترل چیست؟
پاسخ:
نمونه پایاننامه کنترل به پروژه‌های تحقیقاتی دانشجویان در زمینه مهندسی کنترل و سیستم‌های کنترلی اشاره دارد. این پایان‌نامه‌ها موضوعاتی مانند طراحی سیستم‌های کنترل پیشرفته، کنترل رباتیک، کنترل تطبیقی، و مدل‌سازی سیستم‌های دینامیکی را پوشش می‌دهند.
2. چرا بررسی نمونه پایان‌نامه‌های کنترل اهمیت دارد؟
پاسخ:
بررسی این نمونه‌ها کمک می‌کند:
- با موضوعات روز و کاربردی در مهندسی کنترل آشنا شوید.
- روش‌های تحقیق، تحلیل، و شبیه‌سازی را بهتر درک کنید.
- از ساختار و قالب استاندارد پایان‌نامه‌نویسی اطلاع پیدا کنید.
- ایده‌هایی نوین برای تحقیقات آینده پیدا کنید.
3. موضوعات رایج در پایان‌نامه‌های کنترل کدامند؟
پاسخ:
موضوعات متداول شامل:
- کنترل تطبیقی (Adaptive Control).
- کنترل مقاوم (Robust Control).
- طراحی کنترل‌کننده‌های PID بهینه.
- کنترل سیستم‌های غیرخطی.
- کنترل پیش‌بین مدل (MPC).
- کنترل هوشمند مبتنی بر یادگیری ماشین.
- کاربردهای کنترل در رباتیک و هوافضا.
4. چگونه می‌توان نمونه پایان‌نامه‌های کنترل را پیدا کرد؟
پاسخ:
برای یافتن این نمونه‌ها می‌توانید از:
- پایگاه‌های علمی: IEEE Xplore، Springer، و ScienceDirect.
- کتابخانه‌های دانشگاهی: مراجعه به پایان‌نامه‌های دانشجویان قبلی.
- وب‌سایت‌های تخصصی: سیویلیکا و ایرانداک.
- اساتید و پژوهشگران: مشورت با اساتید و دانشجویان مقطع دکتری.
5. ساختار استاندارد پایاننامه مهندسی کنترل چیست؟
پاسخ:
ساختار معمول پایاننامه کنترل شامل:
- چکیده
- مقدمه و بیان مسئله
- مرور ادبیات
- روش تحقیق و طراحی سیستم کنترلی
- شبیه‌سازی و تحلیل داده‌ها
- نتیجه‌گیری و پیشنهادات
- منابع و مراجع
6. چه نرم‌افزارهایی در پایان‌نامه‌های کنترل استفاده می‌شوند؟
پاسخ:
رایج‌ترین نرم‌افزارها:
- MATLAB/Simulink: برای شبیه‌سازی سیستم‌های کنترلی.
- LabVIEW: برای مدل‌سازی و اجرای سیستم‌های واقعی.
- Python: برای تحلیل داده‌ها و الگوریتم‌های یادگیری ماشین.
- Control Toolbox: برای طراحی و تحلیل کنترل‌کننده‌ها.
- ROS (Robot Operating System): برای کنترل سیستم‌های رباتیکی.
7. چه نکاتی در انتخاب موضوع پایاننامه کنترل باید رعایت شود؟
پاسخ:
- موضوع باید به‌روز و کاربردی باشد.
- امکان جمع‌آوری داده‌ها و انجام شبیه‌سازی وجود داشته باشد.
- با علایق دانشجو و تخصص استاد راهنما هماهنگ باشد.
- امکان توسعه موضوع برای تحقیقات بیشتر فراهم باشد.
8. آیا استفاده از نمونه پایان‌نامه‌های کنترل قانونی است؟
پاسخ:
بله، استفاده از این نمونه‌ها برای یادگیری و الهام‌گیری قانونی است، به شرط آنکه حقوق نویسندگان رعایت شود و منابع به درستی ارجاع داده شوند.
9. چه منابعی برای دانلود نمونه پایان‌نامه‌های کنترل پیشنهاد می‌شوند؟
پاسخ:
- ایرانداک: برای پایان‌نامه‌های فارسی.
- سیویلیکا: مقالات و پایان‌نامه‌های مرتبط.
- IEEE Xplore: منابع بین‌المللی تخصصی.
- ResearchGate: پروژه‌ها و مقالات مرتبط با مهندسی کنترل.
10. چه مزایایی در مطالعه نمونه پایان‌نامه‌های کنترل وجود دارد؟
پاسخ:
- بهبود مهارت‌های نوشتاری و ساختاردهی مطالب.
- یادگیری تکنیک‌های شبیه‌سازی و طراحی.
- آشنایی با روش‌های ارزیابی و تحلیل سیستم‌ها.
- الهام‌گیری برای توسعه ایده‌های تحقیقاتی نوین.
نتیجه‌گیری
نمونه پایان‌نامه‌های کنترل ابزار ارزشمندی برای دانشجویان و پژوهشگران هستند تا با مباحث پیشرفته مهندسی کنترل آشنا شوند و بتوانند پروژه‌های خود را با ایده‌های کاربردی و ساختار علمی بهتری انجام دهند.
