عنوان کامل پروژه:

پروژه طراحي يک سيستم کنترلي ANFIS با استفاده از آموزش روش ممتيک براي پايداري و حرکت روبات زيرآبي بر روي يک مسير از پيش تعيين شده با استفاده از نرم افزار MATLAB

در اين پروژه از الگوريتم غير گرادياني ممتيک براي آموزش کنترلر ANFIS استفاده شده است؛ به طوري که ربات زيرآبي توسط سيستم کنترلي ANFIS و الگوريتم ممتيک رديابي مسير مي­‌نمايد. این سيستم کنترلی از استنتاج سوگنو درجه يک بهره مي‌­برد. الگوريتم ممتيک نوعي الگوريتم تکاملي مي­‌باشد که براي بهينه­‌سازي يک مسئله، از روش ترکيب جستجوهاي محلي با ديگر الگوريتم‌هاي تکاملي بهره مي‌­برد و منجر به دستيابي به پاسخ­‌هاي بهتر ميشود. در اين پژوهش با توجه به تکامل رفتاري در حل يک مسئله بهينه­‌سازي، استراتژي تطبيقي براي الگوريتم ممتيک ارائه شده است. با تعيين يک پارامتر تطبيقي براي الگوريتم در هر تکرار، تعداد جمعيت، احتمال جهش و شرايط ورود به الگوريتم‌هاي جستجوي محلي را مي­توان به صورت تطبيقي تعيين نمود. اين الگوريتم تطبيقي براي سيستم­‌هاي استاتيکي و ديناميکي مناسب مي­‌باشد و از آن براي کنترل خارج خط يک ربات زيرآبي همراه با کنترلر ANFIS استفاده شده است. پارامترهاي متغير شبکه کنترلي ANFIS، مانند مرکز و انحراف معيار تابع گوسي و ضرايب مدل سوگنو توسط الگوريتم ممتيک تعليم داده مي­‌شوند تا ربات بر روي مسير از پيش تعيين شده­ همراه اغتشاش با حداقل خطا حرکت کند. مقايسه نتايج تعليم کنترلر توسط الگوريتم­ ممتيک با نتايج حاصل از تعليم کنترلر توسط الگوريتم­ ژنتيک، دقت و پايداري بيشتر روش تعليم توسط الگوريتم ممتيک را نشان مي­‌دهد.

توضیحات بیشتر

ربات زيرآبي يک وسيله­ نقليه پويش­گر قابل کنترل از راه دور است که به کاربر اين امکان را مي‌­دهد تا اين وسيله را در اعماق آب کنترل و هدايت کند. برخي از ماموريت‌­هاي ربات­ زيرآبي عبارتند از: بازرسي سازه­‌هاي دريايي، کمک به انجام عمليات حفاري، مطالعات و جمع‌­آوري اطلاعات مربوط به محيط زيست و شيلات، نقشه‌­برداري اقيانوسي و کاربردهاي نظامي. 

الگوريتم ممتيک يک الگوريتم هيبريدي است که از ترکيب الگوريتم‌­هاي تکاملي و روش‌هاي جستجوي محلي شکل گرفته است. 

آنچه در کد خواهید آموخت:

1- پاسخ­هاي رديابي مسير بدست آمده توسط الگوريتم ممتيک نسبت به پاسخ­هاي رديابي مسير حاصل از الگوريتم ژنتيک برتر و دقيق­تر هستند. عمده دليل اين امر، استفاده الگوريتم ممتيک از روش­هاي جستجوي محلي است زيرا اين روش­ها به صورت آگاهانه به آناليز يک بخش از فضاي جستجوي مسئله مي‌­پردازند تا پاسخ­هاي فعلي را بهبود بخشند.

۲- شبيه­‌سازي‌­های انجام شده با استفاده از نرم افزار MATLAB ( متلب ) نشان مي‌دهند که رديابي مسير توسط روش پيشنهادي در حضور اغتشاشات مي­تواند نزديک به مسير مرجع دنبال شود.

۳- بررسي نتايج بدست آمده در سه مسير متفاوت شبيه­‌سازي شده نشان مي­‌دهد که حرکت ربات زيرآبي در مسيرهاي ملايم و نرم که تغيير جهت ناگهاني در آن­ها وجود ندارد، با خطاي کمتري صورت مي­‌پذيرد.

۴- با افزايش شدت اغتشاش در محيط، تلاش کنترلي و نيروي توليد شده توسط موتورها افزايش پيدا مي‌­کند.