آموزش سیستم های سوئیچینگ (کلیدزن)

طی چند سال اخیر بحث سیستمهای هایبرید (Hybrid Systems) بسیار داغ شده است. این سیستم ها با قابلیت تلفیق حالت های پیوسته و گسسته تبدیل به ساختارهایی قدرتمند و جذاب برای مدل سازی، تحلیل و یا کنترل سیستم های پیچیده شده اند. کاربری های سیستم ها در مسائل عملی همچون سیستم های قدرت، سیستم های زیستی، سیستم های کامپیوتری و کنترل شبکه ای باعث شده تا محققین علاقه زیادی برای تحقیق در رابطه با آن ها داشته باشند. این روز ها این بحث آنقدر گسترده شده که حتی در دانشگاه های ایران هم درس سه واحدی کنترل سیستم های هایبرید ارائه می شود. سیستم های سوئیچینگ یا کلیدزن (Switching Systems) به عنوان کلاس خاصی از این سیستم های هایبرید مطرح می شوند که کاربردهای بسیاری دارند. از آنجایی که مرجع منسجم و کاملی (اعم از کتاب یا مقاله) که مفاهیم مورد نیاز این سیستم ها را به صورت یکجا ارائه کند وجود ندارد برآن شدم تا آموزشی جامع را در باره سیستم های کلیدزن ارائه بدهم. این آموزش به تدریج جلو خواهد رفت و به معرفی سیستم های سوئیچینگ، معادلات ریاضیاتی، کاربردها، مثال های عملی، چالش ها، و تئوری های ریاضی و اثبات آن ها خواهند پرداخت.

پیش نیاز ها: کنترل خطی، کنترل مدرن


جلسه اول: در این جلسه مقدمه ای از سیستم های کلیدزن بیان شده است. ابتدا سیستم سوئیچینگ یا سیستم کلیدزن تعریف شده و جایگاه آن در رده سیستم های هایبرید مشخص شده است. سپس معادلات ریاضیاتی آن به صورت مختصر ارائه شده و مفهوم سیگنال کلیدزنی (Switching Signal) شرح داده شده است. در ادامه ضرورت، اهمیت و کاربرد سیستم های کلیدزن مورد بحث قرار گرفته و درنهایت نمونه های از سیستم های عملی و مثال های کاربردی ارائه شده اند.

مدت زمان: ۴۳ دقیقه

محتوا: فایل تصویری ۷۲۰p و پاورپوینت درس

پیش نمایش جلسه اول:


جلسه دوم:  در جلسه اول از این مجموعه آموزشی به معرفی مقدماتی سیستم های کلیدزن پرداخته شد. در جلسه دوم، معادلات ریاضیاتی این نوع سیستم ها ارائه شده و نحوه مدل سازی آن ها مورد بحث قرار گرفته است. تعاریف اساسی این سیستم ها که در اغلب مقالات با آن ها مواجه می شویم ارائه شده و در نهایت انواع این سیستم ها معرفی شده اند. دسته بندی سیستم های سوئیچینگ در این جلسه با چند رویکرد مختلف صورت گرفته و سعی شده تا کلاس های مربوط به سیستم های کلیدزن وابسته به حالت  (State dependent Switching Systems)، ، سیستمهای کلیدزن وابسته به زمان (Time dependent Switching Systems) سیستم های کلیدزن تصادفی (Stochastic or Random Switching Systems)، سیستم های کلیدزن زمان اقامت (Dwell-time Switching Systems)، و سیستم های کلیدزن دلخواه  (Arbitrary Switching Systems) به صورت مفصل مورد بررسی قرار گیرند. در نهایت مثال های عملی و کاربردی برای هر یک از انواع سیستم های کلیدزن بیان شده است.

مدت زمان: ۵۰ دقیقه

محتوا: فایل تصویری ۷۲۰p و پاورپورینت درس

پیش نمایش جلسه دوم:


جلسه سوم: در جلسات اول و دوم این آموزش مقدمه ای از سیستم های سوئیچینگ بیان شده و روابطه و مدل های ریاضیاتی آن ها معرفی شدند. سپس کلاس ها و انواع مختلف این سیستم ها ارائه شدند. در این جلسه به چالش های پیش روی این سیستم ها اشاره شده و بحث پایداری و پایداری پذیری سیستم های کلیدزن مطرح گشته است. ابتدا تعاریف پایداری و پایداری پذیری بیان شده و سپس پایداری سیستم های کلیدزن وابسته به حالت(State  dependent Switching Systems)، سیستم های کلیدزن تصادفی (Stochastic Switching Systems)، سیستم های کلیدزن زمان اقامت (Dwell-time Switching Systems)، و سیستم های کلیدزن دلخواه  (Arbitrary Switching Systems) به صورت مفصل مورد بررسی قرار گرفته اند.

مدت زمان: ۴۵ دقیقه

محتوا: فایل تصویری ۷۲۰p و پاورپورینت درس

پیش نمایش جلسه سوم:


برای خرید کلیک فرمایید.

۴۲ comments

  1. ممنونم بابت پاسخگویی شما.
    در واقع اصطلاح سیستم های کنترل بازنشانی رایج است (Reset control systems). به عبارت دیگر اگر شرایط ریست که معمولا خطا برابر صفر (e=0) برآورده شود. حالت های کنترل کننده به مقادیر دیگر پرش می کنند، تا پاسخ حالت گذرا بهبود یابد.

    1. درسته. اطلاعات دقیقی از این نوع سیستم ها ندارم متاسفانه.
      ولی به طور کلی می تونم بگم که سیستم های سوییچینگ هم به همین صورت از یک حالت به حالت دیگه ای سوییچ می کنن و معمولا اون قاعده ای که باعث سوییچ می شه موقع طراحی کنترل کننده هم لحاظ می شه که باعث بهتر شدن پاسخ می شه.

  2. سلام خانوم دکتر. وقت شما بخیر.
    ممنونم از آموزش خوبتان.
    میخواستم بدانم فرق کنترل کننده های ریست شونده و کنترل کننده های هیبریدی چیست؟
    سپاسگزارم از شما

      1. ممنونم بابت پاسخگویی شما.
        در واقع اصطلاح سیستم های کنترل بازنشانی رایج است (Reset control systems). به عبارت دیگر اگر شرایط ریست که معمولا خطا برابر صفر (e=0) برآورده شود. حالت های کنترل کننده به مقادیر دیگر پرش می کنند، تا پاسخ حالت گذرا بهبود یابد.

  3. سلام من چند روز پیش هم کامنت گذاشتم متاسفانه اقدامی انجام نشد، بنده این مجموعرو خریداری کردم و لینک به ایمیلم فرستاده شده ولی متاسفانه نمیشه از طریق لینکا دانلود کرد فایلارو لطفا یه جوابی بدین ممنون

    1. سلام لطفا در قسمت تماس با مدیریت سایت مشکل رو مطرح بفرمایید یا از طریق شماره تماس درج شده تماس بگیرید. مدیریت سابت مشکل رو براتون حل می کنن مدرسین به جزییات فنی دسترسی ندارن

  4. واقعیت من روی کنترل پیش بین میخوام کار کنم و اینکه مقالاتی که پیدا می کنم سیستم با اختلال و نامعینی هستش.
    یک مقاله برای کنترل پیش بین سیستم نامی خطی سوئیچینگ با سوئیچینگ دلخواه لازم دارم برای اینکه بیس کار را یاد بگیرم ولی هر چی سرچ میزنم نمیتونم پیدا کنم.اگر کمکم کنید خیلی لطف بزرگی در حق بنده کردید.
    امکان داره ایمیل شما را داشته باشم؟؟؟؟؟؟؟؟

  5. باعرض سلام وخسته نباشید
    خانم دکتر شما روی کنترل کننده برای سیستم های سوئیچینگ هم کار کرده اید؟
    مخصوصا کنترل پیش بین

  6. یعنی میفرمایید اگر رندوم عادی باشه جزو غیر مقید‌ها محسوب میشه ولی اگر این رندوم از قاعده خاصی مثل مارکف با برنولی پیروی کنه جزو مقید‌ها هستش . آیا تعبیرم درسته؟

    1. بله
      دقیقا. در واقع گاهی کلیدزنی دلخواه رو کاچلیدزنی رندوم تعبیر می کنن. در حالت کلی در صورتی که کاچلیدزنی از هر قاعده ای ولو تصدافی پیروی کنه، در واقع مقید هست

  7. سلام
    در جلسه دوم، در دسته بندی سیستم‌های سوئیچینگ ، حالت Random swiching درواقع رویکرد سوم است آیا ؟ یا اینکه از حالت‌های رویکرد دوم برای سیستم‌های سوئیچینگ میباشد؟

    1. Random switching
      جزو کلیدزنی های غیرمقید هست یعنی محدودیتی برای کلیدزنی در اون ها نیست مگر اینکه منظور از رندومنس پیروی از قاعده ی تصادفی خاصی باشه

  8. سلام خانم دکتر
    خیلی ممنون بابت تهیه ی این جلسات
    دوسوال خدمتتون داشتم:
    ۱- ایا این مفاهیم برای سیستهای دارای چندین معادله ی فضای حالت و یا ماتریسهای A و B (که بنا به دلایل مختلفی ممکنه در هر لحظه یکی از اونها فعال باشه یا خودمون یک سیستم رو انتخاب کنیم) قابل استفاده است؟
    مثلا یک مدار که دارای کلید است و باز و بسته بودن کلید، سبب معادلات فضای حالت متفاوتی میشه
    (A1 و B1) و (A2 و B2)
    ۲- باتوجه به گذشت زمان زیادی از تهیه ی این جلسات، آیا تصمیمی برای تهیه ی جلسات تکمیلی جدید دارید و یا اینکه پرونده این درس با همین سه جلسه بسته شده است.
    خیلی ممنون
    موفق و پیروز باشید

    1. سلام بابت تاخیر در پاسخ عذرخواهی می کنم.
      ۱. بله قابل استفاده هستش و اصلا مقهوم سیستم کلیدزن هم همینه که در شرایط مختلف دینامیک یا حالت های مختلفی داره

      ۲. این سه جلسه فقط یه معرفی بسیار مقدماتی هست و متاسفانه به دلیل مشغله نمی تونم جلسات دیگه ای بهش اضافه کنم الیته این مجموعه سه جلسه دیگه با عنوان سیستم های تحت سوییچینگ دلخواه هم داره که تو سایت می تونید پیداش کنید

  9. سلام ممنون از شما این سه جلسه خیلی مفید بود بخصوص برای من که هیچ اطلاعاتی نداشتم. خانم دکتر یک سوال دارم من میخواستم به طور خاص روی پایداری سیستم های کلید زن تصادفی کار کنم ایا اموزش های مربوط به فرایند مارکوف که شما ارائه دادید مفید هستند ؟

    1. @فاطمه,
      سلام، خوشحالم براتون مفید بوده
      اگرکلاس سیستم های مورد مطالعه شما سیستم های پرش مارکوف یا یه عبارتی
      Markov Jump Systems
      باشه، بله این اموزش مفید خواهد بود.

      1. @دکتر فرجی,
        سلام
        میشه راهنمایی بفرمایید که کددوم از جلسات براى همین کلاس از سیستم ها مناسب هستند ؟
        و نکته دوم این مبحث از تدریس سیستم هاى کلید زن همین سه جلسه است یا فیلم های بیشترى هم موجود هست؟

        1. برای شروع کار با کلاس سیستمهای تصادفی، اول باید جلسات ۱ تا ۵ فرآیند مارکوف رو ببینید. فعلا در مجموعه سیستم سوئیچینگ آموزش ویژه ی سیستم های پرش مارکوف نداریم ولی سه جلسه ی مربوط به سیستم های کلیدزن دلخواه هم می تونه کمکتون بکنه.
          درکل مجموعه سوئیچینگ ۶ جلسه هست، سه تا این پست، سه تا پست کلیدزنی دلخواه

      2. @دکتر فرجی,
        سلام
        میشه راهنمایی بفرمایید که کددوم از جلسات براى همین کلاس از سیستم ها مناسب هستند ؟
        و نکته دوم این مبحث از تدریس سیستم هاى کلید زن همین سه جلسه است یا فیلم های بیشترى هم موجود هست؟

  10. سلام وقت شما بخیر
    توصیه ی شما در مورد شبیه سازی سیستم های سوئیچینگ استفاده از toolbox LMI است یا YALMIP?
    ممنون میشم راهنمایی بفرمایید

    1. سلام تفاوت زیادی ندارند، من خودم با YALMIP راحت تر هستم. انشالله در طی دو هفته آتی یک بخش جدید به این مجموعه در زمینه سیستم های سوئیچینگ اصافه خواهم کرد که شامل کد نویسی با YALMIP نیز هست

      1. ممنون. پست جدید در رابطه با سیستم های کلیدزن به همراه کدنویسی در سایت قرار داده شد. امیدوارم برایتان مفید واقع گردد.

  11. با سلام و آرزوی توفیق
    من هر سه جلسه را تهیه و مطالعه کردم بسیار آموزنده بوده. چه خوب بود اگر به مسایل مربوط به شبیه سازی این سیستم ها نیز پرداخته می شد ….
    خانم دکتر سوالی داشتم در مورد impulsive switched system ها ؟ اگر ممکنه درمورد ماهیت این سیستم ها راهنمایی بفرمایید

    با تشکر

    1. از این که آموزش ها براتون مفید بوده خیلی خوشحالم انشالله در اسرع وقت به تفکیک به هرکلاس از سیستم های سوئیچینگ خواهیم پرداخت و شبیه سازی شون رو هم براتون شرح خواهم داد.
      در مورد سیستم های impulsive هم فعلا همین رو بگم که این سیستم ها نوعی سیستم کلیدزن هستند که در اون ها پرش بین دینامیک ها دیگه ایده آل نیست و با یک ایمپالس یا جهش در حالت ها به هنگام سوئیچ مواجه هستن

  12. سلام
    وقت شما بخیر
    ممنونم از شما بابت ارائه این درس
    آیا این سه جلسه چگونگی برنامه نویسی در متلب برای این سیستم ها را هم پوشش می دهد یا فقط بیان تئوری این سیستم هاست؟

    1. سلام دوست عزیز ممنون از لطف شما
      این سه جلسه مقدمه ای بر کنترل سیستم های سوئیچینگ هست و انشالله در اسرع وقت تکمیل خواهد شد و علاوه بر سایر مباحث تئوری اموزش های شبیه سازی و کد نویسی را هم در برخواهد گرفت. برای دیدن محتوای هر جلسه می تونید به متنی که قبل هر لینک گذاشته می شه دقت کنید و برای اطلاع از زمان آپلود جلسات بعدی به کانال تلگرام مراجعه کنید. در ضمن اگر موضوع و بحث خاصی در این حوزه مد نظرتونه می تونید با ما در میون بذارید تا در اولویت قرار بگیره

      1. @دکتر فرجی,
        سپاسگزارم
        حقیقتش من در رابطه با سیستم های سوئیچینگ در ابتدای راه هستم و اساسا به مباحث آشنا نیستم …و به درخواست استادم برای تغییر فاز کاری جدیدا به سمت این دسته از سیستم ها هدایت شده ام . در حال از شما و گروهتون بابت این پیگیری ممنونم.
        و آرزوی شادکامی دارم.

پاسخ دادن به لیلا لغو پاسخ

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *