توضیحات

موتورهای پله ای وکاربردآن درشبکه های عصبی

موتورهای پله ای را می توان جزو گروه سیستم های محرکه بدون جاروبک به حساب آورد . این موتور ها به طور روزافزون در «سیستم های تثبیت یا

موتورهای کنترل یا سرو موتورها ،

موتورهایی هستند که ، در سیستم کنترل به کار می روند و برای

تثبیت موقعیت به فیدبک نیاز دارند؛ بدین معنی که ، اگر قرار باشد یک سیستم کنترل وضعیت ، یک محور را در یک زاویه خاص نگاه دارد ، استفاده از یک

حس کننده زاویه نیز اجتناب ناپذیر است . در چنین سیستمی یک «حس کننده موقعیت محور »

، موقعیت زاویه ای محور را به طور مداوم حس می کند و

به یک ولتاژ تابع مقدار زاویه محور تبدیل می کند. این ولتاژ با یک ولتاژ از پیش تعیین شده ، که متناظر با موقعیت مورد نظر محور است ، مقایسه می

گردد و در صورت مغایرت ، ولتاژ «ولتاژ خطا » حاصل می شود. ولتاژ فوق پس از تقویت شدن

، به طور مناسب به سیم پیچی کنترل یک سروموتور دوفاز ،

که با محور مورد کنترل به طور مکانیکی کوپل شده است ، اعمال می شود .

در جهت اصلاح وضعیتش می چرخاند . بنابراین در این حالت لازم

است وضیت خروجی سیستم ، به طریقی در اختیار باشد ، تا به محض رسیدن

سیستم به وضعیت مطلوب ، فرمان خاموش شدن داده شود. و این مستلزم فیدبک (بازتاب ۹ از خروجی به ورودی است .

۱۵۰صفحه فایل ورد (Word) فونت ۱۴ منابع دارد

پس از پرداخت آنلاین میتوانید فایل کامل این پروژه را دانلود کنید

فصل اول عنوان صفحه

مقدمه………………………………………….……………………………………………………………………………………………….. ۲ ۱-۱- تعاریف ومفاهیم کلی درموردموتورهای پله ای ……………………………………………………………….. ۴ ۱-۲- انواع موتورهای پله ای ……………………………………………………………………………………………………… ۶ ۱-۲-۱- موتورهای پله ای با روتورآهنربای دائم یا نوع اکتیو(pmsm)……………………… 7 1-2-2- محاسبه زاویه هر پله …………………………………………………………………………………………………… ۱۷ ۱-۳- موتورهای پله ای با رلوکتانس متغییر(vrsm) ……………………………………………………………….. 18 1-3-1موتورهای پله ای با رلوکتانس متغییر چند طبقه ……………………………………………. ۲۴ ۱-۴- موتورهای پله ای مختلط (HSM)…………………………………………………………………………………… 27 1-5- شرایط کارومشخصه های موتورهای پله ای ……………………………………………………………………. ۳۰ ۱-۵-۱- شرایط کاراستاتیکی موتور…………………………………………………………………………….. ۳۱ ۱-۵-۲- چند نمونۀ ویژه از موتورهای پله ای اکتیو …………………………………………………… ۳۵ ۱-۵-۳- شرایط کار تک پله ای (Single step) ………………………………………………….. 38 1-5-4-شرایط کار چند پله ای (Multi-step operation) ……………………………… 41 1-5-5- نکاتی در مورد مشخصه ” گشتاور – سرعت پله ” ……………………………………. ۴۳ ۱- ۶- موتورهای رلوکتانس متغییر(VRM) ………………………………………………………………………….. 45 1-6-1- مشخصات ساختمانی ……………………………………………………………………………………. ۴۶ ۱-۶-۲- اصول کار ……………………………………………………………………………………………………….. ۴۷ ۱-۶-۳- حالت های کاری …………………………………………………………………………………………… ۴۸ ۱-۶-۴- کاربرد ها ……………………………………………………………………………………………………….. ۴۹
فصل دوم

۲-۱- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۵۱
عنوان صفحه
۲-۲- شبکه عصبی مصنوعی چیست؟ …………………………………………………………………………………………………. ۵۲
۲-۳- شبکه عصبی بیولوژیکی ………………………………………………………………………………………………………………. ۵۲ ۲-۴- قابلیت های شبکه عصبی ………………………………………………………………………………………………………….. ۵۵
۲-۵- کاربردهای شبکه عصبی ……………………………………………………………………………………………………………… ۵۷
۲-۶- تفاوت شبکه های عصبی با سیستم های محاسباتی وسیستم خبره …………………………………………. ۵۸
۲-۷- مقایسه شبکه عصبی مصنوعی با شبکه عصبی بیولوژیکی ………………………………………………………… ۵۹
۲-۸- مقایسه شبکه های عصبی با کامپیوترهای معمولی …………………………………………………………………… ۶۰
۲-۹- ساختار شبکه عصبی …………………………………………………………………………………………………………………… ۶۱
۲-۹-۱- شبکه های عصبی تک لایه …………………………………………………………………………………………. ۶۷
۲-۹-۲- شبکه های عصبی چند لایه ……………………………………………………………………………………….. ۶۷
۲-۹-۳- شبکه های پسخور یا برگشتی …………………………………………………………………………………….. ۶۸
۲-۱۰- مروری برانواع مختلف شبکه های عصبی ………………………………………………………………………………… ۶۹
۲-۱۰-۱- شبکه عصبی رقابتی ………………………………………………………………………………………………….. ۶۹
۲-۱۰-۱-۱-شبکه عصبی همینگ ……………………………………………………………………………………………. ۶۹
-۱۰-۱-۲- شبکه LVQ ………………………………………………………………………………………………………………. 71
۲-۱۰-۲- شبکه عصبی حافظ انجمنی ………………………………………………………………………………………………… ۷۱
۲-۱۰-۲-۱- شبکه اینستار…………………………………………………………………………………………………………. ۷۲
۲-۱۰-۲-۱-شبکه عصبی هاپفیلد …………………………………………………………………………………………….. ۷۲
۲-۱۰-۳-شبکه عصبی آدا لاین ………………………………………………………………………………………………… ۷۳
۲-۱۰-۴- شبکه عصبی پرسپترون ……………………………………………………………………………………………. ۷۳
۲-۱۰-۴-۱- ساختارشبکه های عصبی پرسپترون ……………………………………………………………………. ۷۳

عنوان صفحه
فصل سوم

۳-۱- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۷۷
۳-۲- سیستمهای محرک …………………………………………………………………………………………………………………….. ۷۷
۳-۳- مدار ترتیب دهندۀ منطقی …………………………………………………………………………………………………………. ۷۸
۳-۳-۱- اتصال بین مدار ترتیب دهنده منطقی ومحرکه ………………………………………………………….. ۸۲
۳-۳-۲- مسائل مربوط به محرکه ها …………………………………………………………………………………………. ۸۳
۳-۳-۳- مدارهای گردش آزاد …………………………………………………………………………………………………… ۸۴
۳-۳-۴- روش های بهبود صعود جریان ……………………………………………………………………………………. ۸۶
۳-۳-۵- محرکه پل برای یک موتوردو فاز ………………………………………………………………………………… ۸۸
۳-۳-۶- موتورهای سه وپنج فاز مختلط …………………………………………………………………………………… ۹۰
۳-۳-۷- محرکه با مدولاسیون پهنای پالس (PWM) …………………………………………………………….. 91
فصل چهارم
۴-۱- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۹۸
۴-۲- فرمول بندی مسئله …………………………………………………………………………………………………………………….. ۹۹
۴-۳- یک شیوه کنترل جدید ………………………………………………………………………………………………………………. ۱۰۳
۴-۴- نتایج ……………………………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۰۷
فصل پنجم

۵-۱- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۱۰۹
۵-۲- مدل موتور ………………………………………………………………………………………………………………………….. ………. ۱۱۰
۵-۳- شبکه های عصبی دینامیک دارای نظم سطح بالا ……………………………………………………………………… ۱۱۱
۵-۳-۱- مدل عصبی ……………………………………………………………………………………………………………….. ۱۱۱
۵-۳-۲- مدل عصبی تحول یافته ……………………………………………………………………………………………. ۱۱۲
عنوان صفحه
۵-۳-۳- شبکه عصبی قابل کنترل با بلوک دینامیکی ……………………………………………………………. ۱۱۳
۵-۴- تشخیص آنلاین ……………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۱۴
۵-۴-۱- قانون تجدید وزن آنلاین …………………………………………………………………………………………… ۱۱۴
۵-۵- قانون کنترل …………………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۱۵
۵-۵-۱- تکنیک کنترل بلوک ………………………………………………………………………………………… ………. ۱۱۵
۵-۶- کنترل موتورپله ای ………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۱۷
۵-۷- نتایج شبیه سازی …………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۲۰
۵-۸- قانون کنترل …………………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۲۰
۵-۹- نتیجه گیری …………………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۲۱

موتورهای پله ای وکاربردآن درشبکه های عصبی

وضعیت های پایدار در یک موتور پله ای ، دارای فواصل مساوی از هم است و حرکت موتور از هر وضعیت پایدار به وضعیت پایدار بعدی یک پله نامیده می

شود . این نوع کنترل موتور دارای تعدادی سیم پیچی مجزا از هم است ، که جریان آنها توسط یک میکروپروسسور کنترل می شود. هر پالس تولید شده

توسط مدار کنترل موتور را به اندازه یک پله در جهت پیش بینی شده می چرخاند . بنـابـراین اگر یک موتـور پله ای ، دارای ۴ وضعیت پایدار در یک دور

چرخش خود باشد ، صدور شش پالس مشابه ، می تواند موتور را شش پله ۹۰ درجه یعنی معادل ۵/۱ د.ور کامل ، در یک جهت بچرخاند و سپس

بایستد. با تغییر سرعت اعمال پالس ها ، موتور پله ای می تواند در

سرعتهای بسیار کند ، مثلاً یک پله در زمان نسبتاً زیاد تا سرعت های بالای ۴۰۰۰ دور در دقیقه و البته به صورت پله ای بچرخد. موتورهای پله ای بسته به ترتیب پالس هایی که به سیم پیچی های آن اعمال می شود ، در جهت مثلثاتی

یا در خلاف جهت آن می چرخند .
پالس های مثبت در جهت عکس مثلثاتی و پالسهای منفی

در جهت مثلثاتی عمل می کنند. در نتیجه ، میکروپروسسور کنترل کننده ، با اطلاع از سابقه

پالس های تولید شده ، قادر خواهد بود موقعیت دقیق محور را

بدون دسترسی مستقیم به آن روشن سازد. موتورهای پله ای با قدرت بسیار کم در یک سیستم کنترل گاهی به «کریستال های نوسان ساز » در مدارهای الکترونیکی تشبیه می شود.

موتورهای پله ای از جمله ماشین های سنکرون با دو برجستگی ( doubly salient machines )

هستند ، یعنی قطب های برجسته در هر دو طرف فاصله هوایی ، روی روتور و نیز استاتور ، وجود دارند ، لذا تئوری ماشین های سنکرون سنتی ، در مورد این نوع ماشین ها چندان معتبر نیست .

علاوه بر وجود این دو برجستگی ، به علت اینکه منبع تغذیه این موتور نیز ،

دارای ولتاژ و جریان غیر سینوسی است ، تحلیل ریاضی گشتاور تولیدی در این ماشین ها مشکل و پیچیده است .
موتورهای پله ای کاربردهای زیادی در سیستم های کنترل کم قدرت ( کمتر از KW) ، مانند ماشین های ابزار کنترل شده عددی ( CNC ) یا هدهای خواندن و نوشتن در حافظه های کامپیوتری ، که در آن ها کنترل دقیق سرعت و یا تثبیت موقعیت صحیح مورد نیاز است ، پیدا کرده اند [۱].

موتورهای پله ای وکاربردآن درشبکه های عصبی

۱-۱- تعاریف و مفاهیم کلی در مورد موتورهای پله ای

سیم پیچی های متمرکز پله ای روی قطب های برجسته استاتور پیچیده می شوند و سپس به طور

مناسب به یکدیگر متصل می گردند تا سیم یچی دو ، سه یا چهار فازی به نام «سیم پیچی های کنترل » یا فازهای کنترل » به وجود آیند. روتور موتورهای پله ای ، سیم پیچی ندارند و معمولاً از آهنربای دائم یا از مواد فرو مغناطیسی و یا ترکیبی از آن دو ساخته می شوند. موتور پله ای از یک مدار

خارجی تغذیه می شود . مدار محرک بر اساس فرامین صادره از مدار کنترل جریان های مناسب به سیم پیچی های استاتور موتور پله ای تحویل می

دهد. این جریان ها در فاصله هوایی میدان مغناطیسی تولید می کنند. به ازای هر پالس ورودی ، مکان به اندازه یک پله زاویه ای حرکت می کند. تولید

گشتاور رلوکتانس یا گشتاور تداخلی و یا هر دو روتور را وادار می کند ، که امتداد محور میدان مغناطیسی فاصله هوایی را در جهت کاهش مقا.مت

مغناطیسی مسیر فلو یا افزایش اندوکتانس متقابل ، تعقیب کند. بدین ترتیب برای هر پالس ورودی ، روتور به اندازه یک پله حرکت می کند.

استاتور بر تعداد قطب ها یا دندانه های روتور ” مشخص می شوند ؛ برای مثال ، یک موتور پله ای ” ۲/۶ – قطب ” موتور پله ای است که دارای ۶ قطب برجسته بر روی استاتور و ۲ قطب یا دندانه بر روی روتور است .

موتورهای پله ای می توانند به صورت ماشین هایی با هر تعداد فاز سیم پیچی شوند ؛ اما موتورهای دو ، سه و چهار فاز بیشتر مرسومند . سیم پیچی هر فاز استاتور به صورت یک سیم پیچی کنترل ساده ویا به صورت تقسیم

شده با سر وسط است . هر سیم پیچی با سر وسط ، معادل دو سیم

پیچی است که محورهای مغناطیسی آن ها ۱۸۰ درجه با یکدیگر فاصله دارند.

سیم پیچی های کنترل یک موتور پله ای ، با قطار پالس های مستطیلی یک جهته یا چند جهته تغذیه می شوند و به همین دلیل نوع تغذیه سیم پیچی های کنترل به ترتیب “یک جهته ” یا ” دو جهته ” نامیده می شود.

برای کنترل یک جهته یک موتور سه فازه ، یک مدار کنترل و سه

ترانزیستور مطابق شکل (۱-۱ ) لازم است . این ترانزیستورها نقش کلید را ایفا می کنند . پالس های حاصل از مدار کنترل ، ترانزیستورها را روشن کرده و سیم پیچی متناظر را تحریک می کنند. این مدار محرک ، مدار محرک یک جهته نامیده می شود.

مدار محرک یک فاز از یک موتور پله ای دو فاز دو جهته نیز در شکل (۱-۲) نشان داده شده است . در این حالت برای فراهم آوردن امکان عبور جریان در دو جهت ، هر سیم پیچی از طریق چهار ترانزیستور به منبع تغذیه متصل شده است . روشن شدن دو ترانزیستور T_1 و T_4 جریان را در یک جهت و روشن
……………………………………

۱- ۵- شرایط کار و مشخصه های موتورهای پله ای

هنگامی که روتور یک موتور پله ای، بتوان همه موقعیت های تعادل پایدار متناظر با موقعیت های بردار mmf منتجه استاتور را، برای هر پله از بردار mmf اشغال کند، گفته می شود، موتور پله ای در شرایط پیوسته کار می کند. در این حالت، روتور پالس های داده شده را عینا با همان سرعت پالس ها دنبال می کند.

شرایط کـار موتـورهای پله ای، در ابتدا بر حسب فـرکانس یا سرعت پالس های کنتـرل f طبقه بندی می شود.

۱-۵-۱- شرایط کار استاتیکی موتور

حالت f=0 متناظر با کار استاتیکی موتور تعریف می شود، که

در آن سیم پیچ های کنترل حامل جریان مستقیم اند و میدان مغناطیسی ساکنی تولید می کنند و گشتاور سنکرون کننده استاتیکی Ts به صورت تابعی از زاویه عدم انطباق (با واحد درجه الکتریکی)، بین محور مغناطیسی طولی روتور و محور

mmf استاتور تولید می شود. و ، به ترتیب زاویه چرخش محور روتور و زاویه چرخش mmf استاتور بر حسب زاویه الکتریکی هستند. با فرض توزیع

سینوسی میدان، گشتاور استاتیکی (گشتاور در حال سکون) تولید شده بر حسب زاویه سینوسی است و می توان آن را به صورت زیر فرض کرد:

(۱-۲)

که در آن Ts,max حداکثر گشتاور استاتیکی تولید شده به هنگام تحریک یکی از فازها است.

منحنی خط پر، در شکل (۱-۲۱- ب)، تغیــیرات Ts بـر حسب را در حـالت تحـریک فـاز A از موتـور سـه فازه شکل (۱-۲۱- الف) نشان میدهد. تغییرات گشتاور استاتیکی موتور بر حسب در حالت سکون موتور، مشخصه گشتاور استاتیکی- جابه جائی و یا به اختصار مشخصه ( -Ts) نامیده می شود.

مطابق مشخصه ( Ts-)، یک موتور پله ای برای هر مقدار گشتاور تولید شده (متناظر با بار الکتریکی تحمیل شده بر……………………..

فصل سوم

سیستم های محرک و محوربندی
موتورهای پله ای

۳-۱ مقدمه

یکی از مسائل مهم در به کارگیری موتورهای پله ای “سیستم محرک” آن ها است . سیستمهای محرک موتورهای پله ای ، معمولاً به دونوع ” محرک با حلقه باز ” و “محرک با حلقه بسته ” تقسیم می شود ، که اولی فاقد هرگونه فیدبک ازخروجی است ؛ درحال که نوع حلقه بسته ، دارای فیدبکهای خاصی از خروجی ، مانند موقعیت مکانیـکی محـور است [۱].

۳-۲- سیستمهای محرک
. شکل ” الف ” شامل قسمتهای طبقات ترتیب دهنده منطقی ومدارمحرکه وبالاخره خود موتور است .

شکل (۳-۱) دیاگرام بلوکی سیستم محرک یک موتور پله ای

وقتی که یک فرمان پله به ترتیب دهنده منطقی اعمال می شود

، حالت خروجی های آن ، که به ورودی مدار محرکه متصل است ،

با توجه به فرمان جهت ورودی تغییر می کند و موتور را به اندازه یک پله در جهت مورد نظر می چرخاند . فرمان جهت ورودی ، دارای دو حالت L (پائین) و H (بالا) منطقی

است وبرحسب مورد ، موتور را درجهت عکس مثلثاتی (CW) یا مثلثاتی

(CCW) می چرخاند . دربعضی کاربردها ، چرخش موتور یک جهته است و

درنتیجه ترتیب دهنده منطقی ، فاقد ورودی جهت چرخش است .

در بعضی کاربردها ، لازم است هر پالس ورودی موتور را فقط یک پله حرکت دهد . درچنین حالتـی ، دیــاگرام بلوکی مطابق شکل (۳-۱ الف ) کل سیستم محرک را تشکیل می…………………….

منابع:

[۱]. «ماشینهای الکتریکی مخصوص» تألیف دکترمحمدرضافیضی، کامران خفافی(MSC) – انتشارات دانشگاه تبریز- سال ۱۳۸۰
[۲]. «مبانی شبکه های عصبی» محمدباقرمنهاج
– SHANUMGAM. DIGITAL AND ANALOG
COMMUNICATION SYSTEMS
– http://www.mathworks.com/
– Adaptive Packet Equalization for Indoor Radio
Channel Using Multilayer Neural Networks
…………………

بلافاصله بعد از پرداخت موفق لینک دانلود این پروژه فعال خواهد شد.