طراحي كنترل‌‌كننده فازي بهينه يك پايدارساز سه پايه فعال با استفاده از نمونه سازي مجازي

Optimal fuzzy controller design for an active tripod stable platform using virtual prototyping

در اين تحقيق، با استفاده از نمونه‌سازي مجازي، كنترل فازي بهينه يك پايدارساز سه پايه فعال مستقر بر روي عرشه يك شناور جهت كنترل حركات رول، پيچ و هيو انجام شده است. براي اين منظور، ابتدا بااستفاده از تكنيك نمونه‌سازي مجازي، يك نمونه مجازي از شناور و پايدارساز توسعه داده شده و سپس با شبيه‌سازي همزمان نرم افزارهاي متلب و آدامز عملكرد كنترل‌‌كننده فازي در مواجهه با اغتشاشات امواج دريا بر روي نمونه مجازي مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد. در ادامه براي افزايش كارايي كنترل‌‌كننده با به كارگيري روش بهينه‌سازي الگوريتم ژنتيك، كنترل‌‌كننده فازي بر روي نمونه مجازي بهينه مي‌گردد. نتايج به دست آمده نشان مي‌دهد كه كنترل كننده فازي بهينه باعث كاهش 55 درصدي بيشينه دامنه هيو و كاهش 90 درصدي بيشينه دامنه رول و پيچ پايدارساز فعال نسبت به پايدارساز غير فعال مي‌گردد.

A buoyant in sea is prone to undesirable translational and rotational motions initiated from sea wave and wind excitations. These transmitted motions may affect proper performance of high precision equipment placed on the buoyant. Stable platform is one of the solutions employed for attenuating the transmitted motions via stabilizing a platform. Design of an optimal fuzzy controller for a tripod stable platform placed on the deck of a medium boat is considered in this paper. For this purpose, a fuzzy controller is proposed for the stable platform control. Furthermore, a 3 dimensional virtual prototype is developed for the boat and stable platform and the fuzzy controller is applied to the virtual prototype using co-simulation technique of MATLAB and ADAMS software. The fuzzy controller is then optimized using the genetic algorithm technique. The controllers are then implemented in the virtual prototype and their performance in the presence of sea wave excitations is simulated. Simulation results reveal that the tripod stable platform controlled with the optimal fuzzy controller, in comparison with passive one, can reduce pitch and roll motions up to 90 percent and reduce heave motion up to 55 percent.