Abstract image of a woman sitting on books and studying on a laptop

Training experiments for path planning tasks

Download as PPTX, PDF
D
davidbdavit

layers, where (7 + 4(NU − 1) + 4NT + 7NO) represents the state information si = (sui, oi) of each UAV under the scenario of NU UAVs, NT targets and NO obstacles within the detection range. For UAV i, after four FCs, the target assignment network maps the state information si = (sui, oi) to the probability (PiT1, PiT2, · · · , PiTNT ) of UAV i flying to targets (T1, T2, · · · , TNT ). The probability is first normalized by the Softmax function [Equation (15)], pij = piTj PN j T piTj (15) and then the Cross-Entropy calculation is performed with the assigned labels to update the assignment network [Equation (16)], H(L, P) = − XN j T lj log pij (16) (2) Construction of the assignment label From the bottom section of the Figure 6, it can be seen that the training labels of the assignment network are provided by TD3 framework. The task objective is to achieve a complete assignment and minimize the total flight path, but it is not accurate to only consider the distance between UAVs and targets to make decisions in random and dynamic environments. As mentioned in Section 2.2, a multi-UAV problem means to maximize the joint cumulative reward of all UAVs in DRL, that is, each UAV will choose the action that maximized the Q-value based on its current state. Compared with selecting the target only according to distance, this method determines the assigned target according to the Q-value comprehensively taking into account UAVs, targets, and obstacles, even if obstacles are moving, so the targets can This paper proposed the twin-delayed deep deterministic policy gradient algorithm with target assignment network (TANet-TD3), different from the existing methods that assign targets for the whole task first and then planning the path according to the assignment results, TANet-TD3 can solve the multiple UAVs target assignment and path planning simultaneously in dynamic multiobstacle environments. The framework of the TANet-TD3 is shown in Figure 5, it can be seen that the object of the task is to minimize the total flight path length of all UAVs with the complete target assignment constraint and collision-free constraint. TANetTD3 introduces a target assignment network into the framework of TD3 to solve the two problems simultaneously. Among the overall process, the target assignment network provides the optimal complete assignment of targets for each step of UAVs (the green dashed box), and then the TD3 algorithm guides each UAV plan a feasible path for this step (the blue dashed box) according to the assigned result (the yellow dashed box). In the meantime, the training labels of assignment network are obtained from the process of path planning driven by TD3 algorithm (the purple dashed box). This method not only takes into account the distance between UAVs and targets but also considers the dynamic obstacles in task environments, so it can generate an optimal assignment and path

Design
1 of 50
Download to read offline
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
‫کنترل‬ ‫درس‬ ‫ديجيتال‬ ‫مهر‬ 1389 ‫الرحمن‬ ...‫ا‬ ‫بسم‬ ‫الرحيم‬ ‫عیل‬ ‫اسما‬ ‫مجید‬ ‫سید‬ ‫دکتر‬ -‫بلندي‬ ‫حسين‬ ‫دکتر‬ ‫زاده‬
‫فصل‬ ‫اول‬ ” - ‫زمان‬ ‫کنترل‬ ‫های‬ ‫سيستم‬ ‫با‬ ‫آشنايی‬ ‫گ‬ “‫سسته‬ ،‫صنعتی‬ ‫های‬ ‫يستم‬7‫س‬ ‫از‬ ‫ياری‬7‫بس‬ ،‫ر‬7‫اخي‬ ‫الهای‬7‫س‬ ‫در‬ ‫عمليات‬ ‫الزم‬ ‫جزء‬ ‫عنوان‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫ديجيتال‬ ‫های‬ ‫ر‬7‫کامپيوت‬ ‫اخير‬ ‫ی‬777‫تکامل‬ ‫ير‬777‫س‬ .‫گيرند‬ ‫ی‬777‫م‬ ‫دربر‬ ‫خود‬ ‫در‬ ‫توانند‬ ‫ی‬7 ‫م‬ ‫ه‬7 ‫ک‬ ‫ا‬7 ‫ه‬‫ميکروکامپيوتر‬ ‫و‬ ‫سورها‬7 ‫س‬‫ميکروپرو‬ ‫روند‬ ،‫گيرند‬ ‫قرار‬ ‫استفاده‬ ‫مورد‬ ‫مختلف‬ ‫کنترلی‬ ‫وظايف‬ ‫ديجيتال‬ ‫کامپيوترهای‬ ‫کردن‬ ‫منظور‬ ‫جهت‬ ‫در‬ ‫جديدی‬ ‫منظور‬ ‫به‬ ‫کوچک‬ ‫مقياس‬ ‫با‬ ‫کنترل‬ ‫های‬ ‫سيستم‬ ‫در‬ ‫ی‬7 ‫ت‬‫ح‬
‫دو‬ ‫برای‬ ‫ديجيتال‬ ‫کامپيوترهای‬ ،‫کنترل‬ ‫ی‬7 7‫مهندس‬ ‫در‬ :‫شوند‬ ‫می‬ ‫برده‬ ‫بکار‬ ‫مختلف‬ ‫منظور‬ 1 - ‫پيچيده‬ ‫کنترل‬ ‫های‬ ‫يستم‬7‫س‬ ‫ب‬7‫ترکي‬ ‫و‬ ‫ل‬7‫تحلي‬ ‫به‬77‫محاس‬ ‫و‬ ‫ی‬77‫ديجيتال‬ ‫ازی‬77‫س‬ ‫بيه‬77‫ش‬ ‫ل‬77‫شام‬ ‫پيچيده‬ ‫کنترل‬ ‫های‬ ‫ديناميک‬ ‫ديجيتالی‬ 2 - ‫های‬ ‫يستم‬777‫س‬ ‫در‬ ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫ورت‬777‫ص‬ ‫ه‬777‫ب‬ ‫کنترل‬  ‫ديجيتال‬ ‫های‬ ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫بر‬ ‫دوره‬ ‫ن‬77‫اي‬ ‫در‬ ‫ا‬77‫م‬ ‫د‬77‫تاکي‬ ‫ی‬7‫ل‬‫ديجيتا‬ ‫به‬7‫س‬‫محا‬ ‫ا‬7‫ي‬ ‫ی‬7‫ديجيتال‬ ‫ازی‬7‫س‬ ‫بيه‬7‫ش‬ ‫بر‬ ‫ه‬7‫ن‬ ‫ت‬7‫س‬‫ا‬ ‫پيچيده‬ ‫کنترل‬ ‫های‬ ‫ديناميک‬ .
‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬ • Manual operation • Mechanical Operation • People know more than machines, so leave decisions to them • Pneumatic Devices • Analog Electronics • Digital Electronics
• Manual operation • Mechanical Operation • Pneumatic Devices • Analog Electronics • Digital Electronics • Mechanical Devices The value of variable is represented by position of equipment ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
• Manual operation • Mechanical Operation • Pneumatic Devices • Analog Electronics • Digital Electronics • the value of variable is proportional to air pressure ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
• Manual operation • Mechanical Operation • Pneumatic Devices • Analog Electronics • Digital Electronics • PID implementation in pneumatic devices • force balance-Newtone law ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
• Manual operation • Mechanical Operation • Pneumatic Devices • Analog Electronics • Digital Electronics • the variable is proportional to voltage or current ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
• Manual operation • Mechanical Operation • Pneumatic Devices • Analog Electronics • Digital Electronics • PID implementation in analog electronics • current balance-(Kirkoff’s laws) ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
• Manual operation • Mechanical Operation • Pneumatic Devices • Analog Electronics • Digital Electronics Displays of variables, calculations, and commands to valves are in the central control room ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
‫ديجيتال‬ ‫كنترل‬ ‫سیستمهای‬ ‫كاربردهاي‬ ‫نمونه‬ used to manufacture product embedded in product Flight Control Engine Control Satellite Attitude Control Missile guidance & Control Mobile robot Industrial Control Motion Control
• ‫پتروشیمی‬ ‫صنایع‬ • ‫فضایی‬ ‫سیستمهای‬ • ‫رباتیک‬ ‫و‬ ‫موشکی‬ ‫صنایع‬ ‫عملي‬ ‫كاربردهای‬ ‫از‬ ‫هایی‬ ‫نمونه‬
• digital control versus analog control • ‫دقت‬ : • ‫مي‬ ‫برخوردار‬ ‫باالتري‬ ‫دقت‬ ‫از‬ ‫ديجيتال‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سيگنالهاي‬ ‫از‬ ‫كمتر‬ ‫مختلف‬ ‫نويز‬ ‫اثر‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫باشند‬ ‫شوند‬ ‫مي‬ ‫خطا‬ ‫دچار‬ ‫آنالوگ‬ • ‫پياده‬ ‫خطاهاي‬ ‫سازي‬ : • ‫اساس‬ ‫بر‬ :‫كنترل‬ ‫سيگنالهاي‬ ‫ديجيتال‬ ‫پردازش‬ ‫ديجيتال‬ ‫نمايش‬ ‫كه‬ ‫باشد‬ ‫مي‬ ‫شده‬ ‫ذخيره‬ ‫مقادير‬ .‫است‬ ‫همراه‬ ‫كمي‬ ‫خطاي‬ ‫با‬ ‫آنها‬ • ‫و‬ ‫خازن‬ ‫مثل‬ ‫المانهائي‬ ‫از‬ :‫آنالوگ‬ ‫سيگنال‬ ‫پردازش‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫آنها‬ ‫مقادير‬ ‫كه‬ ‫كند‬ ‫مي‬ ‫استفاده‬ ‫مقاومت‬ .‫كند‬ ‫مي‬ ‫محسوسي‬ ‫تغيير‬ ‫نامي‬ ‫مقادير‬ • Why digital control? ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
• digital control versus analog control • ‫انعطاف‬ ‫پذيري‬ : • ‫يا‬ ‫اصالح‬ ،‫آنها‬ ‫افزاري‬ ‫سخت‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫با‬ :‫آنالوگ‬ ‫هاي‬ ‫كننده‬ ‫كنترل‬ ‫بود‬ ‫خواهد‬ ‫مشكل‬ ‫طراحي‬ ‫تغيير‬ • ‫كنترل‬ ‫كامل‬ ‫جايگزينی‬ ‫بدون‬ ‫آنها‬ ‫اصالح‬ :‫ديجيتال‬ ‫هاي‬ ‫كننده‬ ‫كنترل‬ ‫بود‬ ‫ميسرخواهد‬ ‫اصلي‬ ‫كننده‬ • ‫ساده‬ ‫هاي‬ ‫كننده‬ ‫نترل‬7 ‫ك‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫تنها‬ :‫آنالوگ‬ ‫هاي‬ ‫كننده‬ ‫كنترل‬ ‫بود‬ ‫خواهد‬ ‫پذير‬ ‫امكان‬ • ‫منتج‬ ‫تنها‬ ‫كننده‬ ‫كنترل‬ ‫شدن‬ ‫تر‬ ‫پيچيده‬ :‫ديجيتال‬ ‫هاي‬ ‫كننده‬ ‫كنترل‬ ‫گردد‬ ‫مي‬ ‫كننده‬ ‫كنترل‬ ‫در‬ ‫رياضي‬ ‫عمليات‬ ‫چند‬ ‫شدن‬ ‫اضافه‬ ‫به‬ ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
• digital control versus analog control • ‫هزينه‬ ‫و‬ ‫سرعت‬ : • ‫برداري‬ ‫نمونه‬ ‫پريودهاي‬ ،‫تر‬ ‫سريع‬ ‫كامپيوتري‬ ‫افزارهاي‬ ‫سخت‬ ‫دهند‬ ‫مي‬ ‫نتيجه‬ ‫را‬ ‫تري‬ ‫كوتاه‬ • ‫متغيرهاي‬ ،‫ديجيتال‬ ‫هاي‬ ‫كننده‬ ‫كنترل‬ ،‫كوتاه‬ ‫برداري‬ ‫نمونه‬ ‫پريودهاي‬ ‫با‬ ‫كنند‬ ‫مي‬ ‫مونيتور‬ ‫پيوسته‬ ‫بطور‬ ‫تقريبا‬ ‫را‬ ‫كنترلي‬ • ‫‍ژي‬ ‫و‬‫تكنول‬ ‫در‬ ‫پيشرفت‬ VLSI ‫و‬ ‫تر‬ ‫سربع‬ ،‫بهتر‬ ‫مجتمع‬ ‫مدارات‬ ‫به‬ ‫منجر‬ .‫است‬ ‫شده‬ ‫كمتر‬ ‫قيمت‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫تر‬ ‫مطمئن‬ ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
‫ديجيتال‬ ‫كنترل‬ ‫سيستم‬ ‫یک‬ ‫کلی‬ ‫دياگرام‬ ‫بلوك‬ S/H & A/D ‫مبدل‬ ‫كامپيوتر‬ ‫ديجيتال‬ D/A ‫مبدل‬ ‫مدار‬ ‫نگهدار‬ ‫محرك‬ ‫يا‬ ‫دستگاه‬ ‫فرايند‬ ‫مبدل‬ + - 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1
‫يك‬ ‫نشستن‬ ‫زمين‬ ‫به‬ ‫مربوط‬ ‫اتوماتيك‬ ‫كنترل‬ ‫سيستم‬ ‫هواپيما‬ Transmitter Controlling unit Radar unit Lateral position Bank command(tilt) Digital Computer Automatic Aircraft Landing System Vertical position Pitch command
‫هواپيما‬ ‫افقي‬ ‫موقعيت‬ ‫كنترل‬ ‫سيستم‬ Data hold Aircraft Lateral system Lateral Digital controller Bank command Aircraft position Radar noise y(t) y(kT) T + + Desired position w(t) Wind input difference between the exact aircraft position and the measured position disturbance Control system attempts to force y(t) to zero
‫موتور‬ ‫دور‬ ‫کنترل‬ DC ‫دیجیتال‬ ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬
‫موتور‬ ‫دور‬ ‫دیجیتال‬ ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫بسته‬ ‫حلقه‬ ‫شماتیک‬ DC
‫موتور‬ ‫دور‬ ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫طراحی‬ ‫مراحل‬ DC 1 ‫موتور‬ ‫مدلسازی‬ - DC 2 ‫آنالوگ‬ ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫طراحی‬ - PI 3 ‫دیجیتال‬ ‫به‬ ‫آنالوگ‬ ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫تبدیل‬ - 4 ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫تحقق‬ -
‫موتور‬ ‫مدلسازی‬ ‫سیستم‬ ‫مدلسازی‬ ، ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬ ‫طراحی‬ ‫در‬ ‫گام‬ ‫اولین‬ .‫است‬ ‫کنترل‬ ‫تحت‬ :‫مدلسازی‬ ‫های‬ ‫روش‬  ‫سیستم‬ ‫بر‬ ‫حاکم‬ ‫فیزیکی‬ ‫روابط‬ ‫و‬ ‫قوانین‬ ‫اساس‬ ‫بر‬ ‫مدلسازی‬  ‫سیستم‬ ‫خروجی‬ -‫ورودی‬ ‫اطالعات‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫مدلسازی‬
‫ورودی‬ ‫اطالعات‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫مدلسازی‬ ‫خروجی‬  ‫ولتاژهای‬ ‫با‬ ‫پله‬ ‫ورودی‬ ‫اعمال‬ 2.5 ، 5 ، 7.5 ، 9.47 ‫ولت‬  ‫موتور‬ ‫سرعت‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬
‫موتور‬ DC ‫اول‬ ‫مرتبه‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬ ‫بصورت‬ ‫توان‬ ‫می‬ ‫را‬ .‫کرد‬ ‫مدل‬ ‫مدل‬ ‫پارامترهای‬ ‫تخمین‬ ‫میانگین‬ ‫پارامترها‬ ‫از‬ ‫گیری‬
‫شده‬ ‫استخراج‬ ‫مدل‬ ‫صحت‬ ‫بررسی‬
‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫طراحی‬ PI ‫آنالوگ‬
‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫طراحی‬ PI ‫آنالوگ‬
‫به‬ ‫آنالوگ‬ ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫تبدیل‬ ‫دیجیتال‬
‫س‬7 ‫و‬‫معک‬ ‫تفاضل‬ ‫روش‬
‫خطی‬ ‫دو‬ ‫تبدیل‬ ‫روش‬
‫ضربه‬ ‫ناپذیری‬ ‫تغییر‬ ‫روش‬
‫پله‬ ‫ناپذیری‬ ‫تغییر‬ ‫روش‬
‫موتور‬ ‫دور‬ ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫تحقق‬ DC
‫بسته‬ ‫حلقه‬ ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫اجزای‬ ‫میکروکنترلر‬  ‫کنترلی‬ ‫سیگنال‬ ‫محاسبه‬ ‫و‬ ‫کنترل‬ ‫الگوریتم‬ ‫اجرای‬  ‫سنسور‬ ‫خروجی‬ ‫سیگنال‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫موتور‬ ‫سرعت‬ ‫محاسبه‬ ‫نوری‬ ‫سرعت‬ ‫آنالوگ‬ ‫به‬ ‫دیجیتال‬ ‫مبدل‬  ‫دیجیتال‬ ‫سیگنال‬ ‫تبدیل‬ u(kT) ‫ولتاژ‬ ‫آنالوگ‬ ‫سیگنال‬ ‫به‬ ‫عملگر‬  ‫کنترل‬ ‫سیگنال‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫جریان‬ ‫تقویت‬ u(kT) ‫اندازی‬ ‫راه‬ ‫جهت‬ ‫موتور‬ DC ‫نوری‬ ‫سرعت‬ ‫سنسور‬  ‫پالس‬ ‫تولید‬ ‫با‬ ‫موتور‬ ‫چرخش‬ ‫سرعت‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬
‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫افزاری‬ ‫سخت‬ ‫شماتیک‬ D/A ‫نمایشگر‬ ‫موتور‬ DC ‫موتور‬ ‫انداز‬ ‫راه‬ DC ‫و‬ ‫پردازش‬ ‫واحد‬ ‫کنترل‬
‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫بورد‬ ‫بخش‬ ‫انداز‬ ‫راه‬ ‫بخش‬ ‫پردازش‬ ‫و‬ ‫کنترل‬
‫سیستم‬ ‫پاسخ‬ ‫موتور‬ ‫سرعت‬ ‫نمودار‬ DC
Overview Continuous or analog signals Discrete-time signals Basic analog signals Basic discrete signals Quantized signals Digital signals Representation of signals in MATLAB
What is a signal? A signal is a physical quantity, or quality, which conveys information Example: voice of my friend is a signal which causes me to perform certain actions or react in a particular way My friend's voice is called an excitation My action or reaction is called a response
Continuous or analog signals Continuous signal is a signal that exists at every instant of time A continuous signal is often referred to as continuous time or analog
‫ه‬7 ‫ک‬ ‫شود‬ ‫ی‬7 ‫م‬ ‫ف‬7 ‫ي‬‫تعر‬ ‫زمان‬ ‫از‬ ‫ای‬ ‫ته‬7 ‫س‬‫پيو‬ ‫تره‬7 ‫س‬‫گ‬ ‫در‬ ‫ه‬7 ‫ک‬ ‫ت‬7 ‫س‬‫ا‬ ‫يگنالی‬7 ‫س‬ ‫ل‬7 ‫ک‬‫ش‬ .‫کند‬ ‫انتخاب‬ ‫را‬ ‫ر‬7 ‫ي‬‫مقاد‬ ‫از‬ ‫ای‬ ‫ته‬7 ‫س‬‫پيو‬ ‫تره‬7 ‫س‬‫گ‬ ‫د‬7 ‫ن‬‫توا‬ ‫ی‬7 ‫م‬ ‫ن‬7 ‫آ‬ ‫ه‬7 ‫ن‬‫دام‬ ‫يگنال‬7‫س‬ ‫ک‬7‫ي‬ )‫ف‬7‫(ال‬ ‫ته‬7‫پيوس‬ - ‫زمان‬ ‫آنالوگ‬ ‫يگنال‬7‫س‬ ‫ک‬7‫ي‬ )‫(ب‬ ‫ل‬7‫وشک‬ ‫پيوسته‬ - ‫زمان‬ ‫شده‬ ‫کوانتيزه‬ .‫دهد‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫را‬
Discrete-time signals A signal defined only for discrete values of time is called a discrete-time signal or simply a discrete signal Discrete signal can be obtained by taking samples of an analog signal at discrete instants of time Digital signal is a discrete-time signal whose values are represented by digits
:‫واقع‬ ‫در‬ ‫سيگنال‬ ‫ديجيتال‬ ‫ا‬7‫ب‬ ‫سته‬7‫س‬‫گ‬ – ‫زمان‬ ‫يگنال‬7‫س‬ ‫ک‬7‫ي‬ ‫کوانتيزه‬ ‫ه‬7‫ن‬‫دام‬ .‫است‬ ‫شده‬ .‫داد‬ ‫ش‬7‫نماي‬ ‫اعداد‬ ‫از‬ ‫ای‬ ‫ه‬7‫دنبال‬ ‫ا‬7‫ب‬ ‫ميتوان‬ ‫را‬ ‫يگنالی‬7‫س‬ ‫ن‬7‫چني‬ ‫از‬ ‫ديجيتال‬ ‫های‬ ‫يگنال‬7‫س‬ ‫از‬ ‫ياری‬7‫بس‬ ‫ل‬7‫عم‬ ‫در‬ ‫برداری‬ ‫ه‬7‫نمون‬ ‫کردن‬ ‫کوانتيزه‬ ‫پس‬7‫س‬ ‫و‬ ‫آنالوگ‬ ‫های‬ ‫يگنال‬7‫س‬ ‫آ‬ ‫ت‬7‫دس‬ ‫ه‬7‫ب‬ ‫ا‬7‫نه‬ ‫خواندن‬ ‫که‬ ‫ت‬777‫اس‬ ‫کردن‬ ‫کوانتيزه‬ ‫ل‬777‫عم‬ ‫ن‬777‫اي‬ .‫آيند‬ ‫ی‬777‫م‬ ‫محدود‬ ‫باينری‬ ‫های‬ ‫ه‬7‫کلم‬ ‫ورت‬7‫ص‬ ‫ه‬7‫ب‬ ‫را‬ ‫آنالوگ‬ ‫های‬ ‫يگنال‬7‫س‬ ( ‫ل‬7 ‫ک‬‫ش‬ .‫دارد‬ ‫ی‬7 ‫م‬ ‫مجاز‬ ‫پ‬ ‫يگنال‬7 ‫س‬ ‫ک‬7 ‫ي‬ ) ‫داده‬ ‫برداری‬ ‫نمونه‬ .‫دهد‬ ‫می‬ ‫نمايش‬ ‫را‬  ‫از‬ ‫م‬7 7‫ه‬ ‫ه‬7 7‫ک‬ ‫ت‬7 7‫اس‬ ‫يگنالی‬7 7‫س‬ ‫ديجيتال‬ ‫يگنال‬7 7‫س‬ ‫ه‬7 7‫دامن‬ ‫لحاظ‬ ‫از‬ ‫م‬7 7‫ه‬ ‫و‬ ‫زمان‬ ‫لحاظ‬ .‫است‬ ‫شده‬ ‫کوانتيزه‬
What is sampling? Sampling is capturing a signal at an instant in time Sampling means taking amplitude values of the signal at certain time instances Uniform sampling is sampling every T units of time  , 3 , 2 , , 0 ) ( ) ( T T T t k t x kT x x       T F 1 0  Sampling frequency or sampling rate time step or sample interval
Training experiments for path planning tasks
Training experiments for path planning tasks
Lets generate few signals by MATLAB
) 2 sin( ) ( s s s s t f X t x     Frequency in Hertz (Hz) -0.1 0 0.1 0.2 -2 0 2 t x s x s (t) = X s sin(2  f s t +  s ) Sinusoidal signal Amplitude Phase in radian (rad) Time in seconds (s)
-0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 t x s x s (t) = X s sin(2  f s t +  s ) MATLAB code for sine signal Xs = 1.8; fs = 10; fi = pi/3; t1 = -0.1; tstep = 0.01; t2 = 0.2; t = t1:tstep:t2; x = Xs*sin(2*pi*fs*t+fi); plot(t, x) xlabel('t') ylabel('x_s') title('x_s(t) = X_s sin(2 pi f_s t + phi_s)') grid on
-0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 t x s x s (t) = X s sin(2  f s t +  s ) Advanced MATLAB code Xs = 1.8; fs = 10; fi = pi/3; t1 = -0.1; t2 = 0.2; t = [t1, t2]; x = inline('Xs*sin(2*pi*fs*t+fi)','t','Xs','fs','fi'); fplot(x,t,2e-3,1,'-',Xs,fs,fi) xlabel('t'); ylabel('x_s'); grid on title('x_s(t) = X_s sin(2 pi f_s t + phi_s)')

More Related Content

PPT
Plc 1
mohsen kamravafar
 
PPTX
Pid controllers
Pourya Parsa
 
PDF
#1_AAA_control_system(2).pdf
SanazGerameifar
 
PDF
Chapter 03 - Transmission basics and networking media
behrad eslamifar
 
PPTX
سیستمهای کنترل تردد نوین
Amin Younesi
 
PDF
سیستم-کنترل-خطی-محبی-قسمت-اول.pdf
amirdepmood
 
PDF
168-186-C488-7-J1_0.pdf
myme6
 
PPT
Fasl 8.1
Mehdi Nazari
 
Plc 1
mohsen kamravafar
 
Pid controllers
Pourya Parsa
 
#1_AAA_control_system(2).pdf
SanazGerameifar
 
Chapter 03 - Transmission basics and networking media
behrad eslamifar
 
سیستمهای کنترل تردد نوین
Amin Younesi
 
سیستم-کنترل-خطی-محبی-قسمت-اول.pdf
amirdepmood
 
168-186-C488-7-J1_0.pdf
myme6
 
Fasl 8.1
Mehdi Nazari
 

Similar to Training experiments for path planning tasks (20)

PDF
طراحی کنترلر فازی PID برای میرایی ارتعاشی تیر تیموشنکو یک سر گیردار با استفاد...
Shanghai Jiao Tong University
 
PDF
DVCA workshop
Ehsan Zamanian
 
PPTX
smart antennaفناوری آنتن های هوشمندppp//
phasedarrayantenna
 
PDF
teleoperationنگار پژوه :: تله اپراتور برای آموزش جراحی رباتیک
Mojtaba Hasanlu
 
PDF
نگار پژوه :: کنترل گشتاور چرخشی با کنترلر فازی
Mojtaba Hasanlu
 
PDF
نحوه پیاده‌سازی و اجرای سیستم اعلام حریق متعارف؟
Mohammad Karimi
 
PDF
MPC_CH3_Commersial MPC-d6ty7wd5ctgt7ppe43tsrx1wtc.pdf
khanifateme
 
DOCX
BMS چیست
Ali Shojaei
 
PDF
آموزش مکاترونیک کاربردی ۱ - بخش دوم
faradars
 
PDF
سخت افزاردی 94
pem515
 
PDF
تجهیزات ارزیابی ارتعاش
Mojtaba Hasanlu
 
PPT
I T C S Learning
subdaemon
 
PPTX
203_Ch2_Signals_and_Systems-PCM_1401-1_01.pptx
hjhjkk1
 
PDF
کنترل های کاربردی
AydaMohammadi
 
PPTX
BMS
soheilmorez47gmailco
 
PPTX
سیستم های عامل فصل ۱
Shayan Khaksar
 
PPTX
Logo! v7 ethernet translate-Persian
hamid servat
 
PDF
سیستم‌ آنتن مرکزی تحت شبکه (IP) چیست؟
Mohammad Karimi
 
PDF
بکارگیری وصله­های پیزوالکتریک بصورت حسگر و عملگر به منظور دمپینگ ارتعاشی تیر...
Shanghai Jiao Tong University
 
PDF
فصل دوم، مقدمه بر سیستم دیجیتل (1).pdfaa
arifjoya119
 
طراحی کنترلر فازی PID برای میرایی ارتعاشی تیر تیموشنکو یک سر گیردار با استفاد...
Shanghai Jiao Tong University
 
DVCA workshop
Ehsan Zamanian
 
smart antennaفناوری آنتن های هوشمندppp//
phasedarrayantenna
 
teleoperationنگار پژوه :: تله اپراتور برای آموزش جراحی رباتیک
Mojtaba Hasanlu
 
نگار پژوه :: کنترل گشتاور چرخشی با کنترلر فازی
Mojtaba Hasanlu
 
نحوه پیاده‌سازی و اجرای سیستم اعلام حریق متعارف؟
Mohammad Karimi
 
MPC_CH3_Commersial MPC-d6ty7wd5ctgt7ppe43tsrx1wtc.pdf
khanifateme
 
BMS چیست
Ali Shojaei
 
آموزش مکاترونیک کاربردی ۱ - بخش دوم
faradars
 
سخت افزاردی 94
pem515
 
تجهیزات ارزیابی ارتعاش
Mojtaba Hasanlu
 
I T C S Learning
subdaemon
 
203_Ch2_Signals_and_Systems-PCM_1401-1_01.pptx
hjhjkk1
 
کنترل های کاربردی
AydaMohammadi
 
BMS
soheilmorez47gmailco
 
سیستم های عامل فصل ۱
Shayan Khaksar
 
Logo! v7 ethernet translate-Persian
hamid servat
 
سیستم‌ آنتن مرکزی تحت شبکه (IP) چیست؟
Mohammad Karimi
 
بکارگیری وصله­های پیزوالکتریک بصورت حسگر و عملگر به منظور دمپینگ ارتعاشی تیر...
Shanghai Jiao Tong University
 
فصل دوم، مقدمه بر سیستم دیجیتل (1).pdfaa
arifjoya119
 
Ad

Training experiments for path planning tasks

  • 1. ‫کنترل‬ ‫درس‬ ‫ديجيتال‬ ‫مهر‬ 1389 ‫الرحمن‬ ...‫ا‬ ‫بسم‬ ‫الرحيم‬ ‫عیل‬ ‫اسما‬ ‫مجید‬ ‫سید‬ ‫دکتر‬ -‫بلندي‬ ‫حسين‬ ‫دکتر‬ ‫زاده‬
  • 2. ‫فصل‬ ‫اول‬ ” - ‫زمان‬ ‫کنترل‬ ‫های‬ ‫سيستم‬ ‫با‬ ‫آشنايی‬ ‫گ‬ “‫سسته‬ ،‫صنعتی‬ ‫های‬ ‫يستم‬7‫س‬ ‫از‬ ‫ياری‬7‫بس‬ ،‫ر‬7‫اخي‬ ‫الهای‬7‫س‬ ‫در‬ ‫عمليات‬ ‫الزم‬ ‫جزء‬ ‫عنوان‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫ديجيتال‬ ‫های‬ ‫ر‬7‫کامپيوت‬ ‫اخير‬ ‫ی‬777‫تکامل‬ ‫ير‬777‫س‬ .‫گيرند‬ ‫ی‬777‫م‬ ‫دربر‬ ‫خود‬ ‫در‬ ‫توانند‬ ‫ی‬7 ‫م‬ ‫ه‬7 ‫ک‬ ‫ا‬7 ‫ه‬‫ميکروکامپيوتر‬ ‫و‬ ‫سورها‬7 ‫س‬‫ميکروپرو‬ ‫روند‬ ،‫گيرند‬ ‫قرار‬ ‫استفاده‬ ‫مورد‬ ‫مختلف‬ ‫کنترلی‬ ‫وظايف‬ ‫ديجيتال‬ ‫کامپيوترهای‬ ‫کردن‬ ‫منظور‬ ‫جهت‬ ‫در‬ ‫جديدی‬ ‫منظور‬ ‫به‬ ‫کوچک‬ ‫مقياس‬ ‫با‬ ‫کنترل‬ ‫های‬ ‫سيستم‬ ‫در‬ ‫ی‬7 ‫ت‬‫ح‬
  • 3. ‫دو‬ ‫برای‬ ‫ديجيتال‬ ‫کامپيوترهای‬ ،‫کنترل‬ ‫ی‬7 7‫مهندس‬ ‫در‬ :‫شوند‬ ‫می‬ ‫برده‬ ‫بکار‬ ‫مختلف‬ ‫منظور‬ 1 - ‫پيچيده‬ ‫کنترل‬ ‫های‬ ‫يستم‬7‫س‬ ‫ب‬7‫ترکي‬ ‫و‬ ‫ل‬7‫تحلي‬ ‫به‬77‫محاس‬ ‫و‬ ‫ی‬77‫ديجيتال‬ ‫ازی‬77‫س‬ ‫بيه‬77‫ش‬ ‫ل‬77‫شام‬ ‫پيچيده‬ ‫کنترل‬ ‫های‬ ‫ديناميک‬ ‫ديجيتالی‬ 2 - ‫های‬ ‫يستم‬777‫س‬ ‫در‬ ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫ورت‬777‫ص‬ ‫ه‬777‫ب‬ ‫کنترل‬  ‫ديجيتال‬ ‫های‬ ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫بر‬ ‫دوره‬ ‫ن‬77‫اي‬ ‫در‬ ‫ا‬77‫م‬ ‫د‬77‫تاکي‬ ‫ی‬7‫ل‬‫ديجيتا‬ ‫به‬7‫س‬‫محا‬ ‫ا‬7‫ي‬ ‫ی‬7‫ديجيتال‬ ‫ازی‬7‫س‬ ‫بيه‬7‫ش‬ ‫بر‬ ‫ه‬7‫ن‬ ‫ت‬7‫س‬‫ا‬ ‫پيچيده‬ ‫کنترل‬ ‫های‬ ‫ديناميک‬ .
  • 4. ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬ • Manual operation • Mechanical Operation • People know more than machines, so leave decisions to them • Pneumatic Devices • Analog Electronics • Digital Electronics
  • 5. • Manual operation • Mechanical Operation • Pneumatic Devices • Analog Electronics • Digital Electronics • Mechanical Devices The value of variable is represented by position of equipment ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
  • 6. • Manual operation • Mechanical Operation • Pneumatic Devices • Analog Electronics • Digital Electronics • the value of variable is proportional to air pressure ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
  • 7. • Manual operation • Mechanical Operation • Pneumatic Devices • Analog Electronics • Digital Electronics • PID implementation in pneumatic devices • force balance-Newtone law ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
  • 8. • Manual operation • Mechanical Operation • Pneumatic Devices • Analog Electronics • Digital Electronics • the variable is proportional to voltage or current ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
  • 9. • Manual operation • Mechanical Operation • Pneumatic Devices • Analog Electronics • Digital Electronics • PID implementation in analog electronics • current balance-(Kirkoff’s laws) ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
  • 10. • Manual operation • Mechanical Operation • Pneumatic Devices • Analog Electronics • Digital Electronics Displays of variables, calculations, and commands to valves are in the central control room ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
  • 11. ‫ديجيتال‬ ‫كنترل‬ ‫سیستمهای‬ ‫كاربردهاي‬ ‫نمونه‬ used to manufacture product embedded in product Flight Control Engine Control Satellite Attitude Control Missile guidance & Control Mobile robot Industrial Control Motion Control
  • 12. • ‫پتروشیمی‬ ‫صنایع‬ • ‫فضایی‬ ‫سیستمهای‬ • ‫رباتیک‬ ‫و‬ ‫موشکی‬ ‫صنایع‬ ‫عملي‬ ‫كاربردهای‬ ‫از‬ ‫هایی‬ ‫نمونه‬
  • 13. • digital control versus analog control • ‫دقت‬ : • ‫مي‬ ‫برخوردار‬ ‫باالتري‬ ‫دقت‬ ‫از‬ ‫ديجيتال‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سيگنالهاي‬ ‫از‬ ‫كمتر‬ ‫مختلف‬ ‫نويز‬ ‫اثر‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫باشند‬ ‫شوند‬ ‫مي‬ ‫خطا‬ ‫دچار‬ ‫آنالوگ‬ • ‫پياده‬ ‫خطاهاي‬ ‫سازي‬ : • ‫اساس‬ ‫بر‬ :‫كنترل‬ ‫سيگنالهاي‬ ‫ديجيتال‬ ‫پردازش‬ ‫ديجيتال‬ ‫نمايش‬ ‫كه‬ ‫باشد‬ ‫مي‬ ‫شده‬ ‫ذخيره‬ ‫مقادير‬ .‫است‬ ‫همراه‬ ‫كمي‬ ‫خطاي‬ ‫با‬ ‫آنها‬ • ‫و‬ ‫خازن‬ ‫مثل‬ ‫المانهائي‬ ‫از‬ :‫آنالوگ‬ ‫سيگنال‬ ‫پردازش‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫آنها‬ ‫مقادير‬ ‫كه‬ ‫كند‬ ‫مي‬ ‫استفاده‬ ‫مقاومت‬ .‫كند‬ ‫مي‬ ‫محسوسي‬ ‫تغيير‬ ‫نامي‬ ‫مقادير‬ • Why digital control? ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
  • 14. • digital control versus analog control • ‫انعطاف‬ ‫پذيري‬ : • ‫يا‬ ‫اصالح‬ ،‫آنها‬ ‫افزاري‬ ‫سخت‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫با‬ :‫آنالوگ‬ ‫هاي‬ ‫كننده‬ ‫كنترل‬ ‫بود‬ ‫خواهد‬ ‫مشكل‬ ‫طراحي‬ ‫تغيير‬ • ‫كنترل‬ ‫كامل‬ ‫جايگزينی‬ ‫بدون‬ ‫آنها‬ ‫اصالح‬ :‫ديجيتال‬ ‫هاي‬ ‫كننده‬ ‫كنترل‬ ‫بود‬ ‫ميسرخواهد‬ ‫اصلي‬ ‫كننده‬ • ‫ساده‬ ‫هاي‬ ‫كننده‬ ‫نترل‬7 ‫ك‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫تنها‬ :‫آنالوگ‬ ‫هاي‬ ‫كننده‬ ‫كنترل‬ ‫بود‬ ‫خواهد‬ ‫پذير‬ ‫امكان‬ • ‫منتج‬ ‫تنها‬ ‫كننده‬ ‫كنترل‬ ‫شدن‬ ‫تر‬ ‫پيچيده‬ :‫ديجيتال‬ ‫هاي‬ ‫كننده‬ ‫كنترل‬ ‫گردد‬ ‫مي‬ ‫كننده‬ ‫كنترل‬ ‫در‬ ‫رياضي‬ ‫عمليات‬ ‫چند‬ ‫شدن‬ ‫اضافه‬ ‫به‬ ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
  • 15. • digital control versus analog control • ‫هزينه‬ ‫و‬ ‫سرعت‬ : • ‫برداري‬ ‫نمونه‬ ‫پريودهاي‬ ،‫تر‬ ‫سريع‬ ‫كامپيوتري‬ ‫افزارهاي‬ ‫سخت‬ ‫دهند‬ ‫مي‬ ‫نتيجه‬ ‫را‬ ‫تري‬ ‫كوتاه‬ • ‫متغيرهاي‬ ،‫ديجيتال‬ ‫هاي‬ ‫كننده‬ ‫كنترل‬ ،‫كوتاه‬ ‫برداري‬ ‫نمونه‬ ‫پريودهاي‬ ‫با‬ ‫كنند‬ ‫مي‬ ‫مونيتور‬ ‫پيوسته‬ ‫بطور‬ ‫تقريبا‬ ‫را‬ ‫كنترلي‬ • ‫‍ژي‬ ‫و‬‫تكنول‬ ‫در‬ ‫پيشرفت‬ VLSI ‫و‬ ‫تر‬ ‫سربع‬ ،‫بهتر‬ ‫مجتمع‬ ‫مدارات‬ ‫به‬ ‫منجر‬ .‫است‬ ‫شده‬ ‫كمتر‬ ‫قيمت‬ ‫با‬ ‫و‬ ‫تر‬ ‫مطمئن‬ ‫كنترل‬ ‫سيستمهاي‬ ‫سازي‬ ‫پياده‬ ‫روشهاي‬ ‫انواع‬
  • 16. ‫ديجيتال‬ ‫كنترل‬ ‫سيستم‬ ‫یک‬ ‫کلی‬ ‫دياگرام‬ ‫بلوك‬ S/H & A/D ‫مبدل‬ ‫كامپيوتر‬ ‫ديجيتال‬ D/A ‫مبدل‬ ‫مدار‬ ‫نگهدار‬ ‫محرك‬ ‫يا‬ ‫دستگاه‬ ‫فرايند‬ ‫مبدل‬ + - 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1
  • 17. ‫يك‬ ‫نشستن‬ ‫زمين‬ ‫به‬ ‫مربوط‬ ‫اتوماتيك‬ ‫كنترل‬ ‫سيستم‬ ‫هواپيما‬ Transmitter Controlling unit Radar unit Lateral position Bank command(tilt) Digital Computer Automatic Aircraft Landing System Vertical position Pitch command
  • 18. ‫هواپيما‬ ‫افقي‬ ‫موقعيت‬ ‫كنترل‬ ‫سيستم‬ Data hold Aircraft Lateral system Lateral Digital controller Bank command Aircraft position Radar noise y(t) y(kT) T + + Desired position w(t) Wind input difference between the exact aircraft position and the measured position disturbance Control system attempts to force y(t) to zero
  • 19. ‫موتور‬ ‫دور‬ ‫کنترل‬ DC ‫دیجیتال‬ ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬
  • 20. ‫موتور‬ ‫دور‬ ‫دیجیتال‬ ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫بسته‬ ‫حلقه‬ ‫شماتیک‬ DC
  • 21. ‫موتور‬ ‫دور‬ ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫طراحی‬ ‫مراحل‬ DC 1 ‫موتور‬ ‫مدلسازی‬ - DC 2 ‫آنالوگ‬ ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫طراحی‬ - PI 3 ‫دیجیتال‬ ‫به‬ ‫آنالوگ‬ ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫تبدیل‬ - 4 ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫تحقق‬ -
  • 22. ‫موتور‬ ‫مدلسازی‬ ‫سیستم‬ ‫مدلسازی‬ ، ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬ ‫طراحی‬ ‫در‬ ‫گام‬ ‫اولین‬ .‫است‬ ‫کنترل‬ ‫تحت‬ :‫مدلسازی‬ ‫های‬ ‫روش‬  ‫سیستم‬ ‫بر‬ ‫حاکم‬ ‫فیزیکی‬ ‫روابط‬ ‫و‬ ‫قوانین‬ ‫اساس‬ ‫بر‬ ‫مدلسازی‬  ‫سیستم‬ ‫خروجی‬ -‫ورودی‬ ‫اطالعات‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫مدلسازی‬
  • 23. ‫ورودی‬ ‫اطالعات‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫مدلسازی‬ ‫خروجی‬  ‫ولتاژهای‬ ‫با‬ ‫پله‬ ‫ورودی‬ ‫اعمال‬ 2.5 ، 5 ، 7.5 ، 9.47 ‫ولت‬  ‫موتور‬ ‫سرعت‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬
  • 24. ‫موتور‬ DC ‫اول‬ ‫مرتبه‬ ‫سیستم‬ ‫یک‬ ‫بصورت‬ ‫توان‬ ‫می‬ ‫را‬ .‫کرد‬ ‫مدل‬ ‫مدل‬ ‫پارامترهای‬ ‫تخمین‬ ‫میانگین‬ ‫پارامترها‬ ‫از‬ ‫گیری‬
  • 25. ‫شده‬ ‫استخراج‬ ‫مدل‬ ‫صحت‬ ‫بررسی‬
  • 28. ‫به‬ ‫آنالوگ‬ ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫تبدیل‬ ‫دیجیتال‬
  • 33. ‫موتور‬ ‫دور‬ ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫تحقق‬ DC
  • 34. ‫بسته‬ ‫حلقه‬ ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫اجزای‬ ‫میکروکنترلر‬  ‫کنترلی‬ ‫سیگنال‬ ‫محاسبه‬ ‫و‬ ‫کنترل‬ ‫الگوریتم‬ ‫اجرای‬  ‫سنسور‬ ‫خروجی‬ ‫سیگنال‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫با‬ ‫موتور‬ ‫سرعت‬ ‫محاسبه‬ ‫نوری‬ ‫سرعت‬ ‫آنالوگ‬ ‫به‬ ‫دیجیتال‬ ‫مبدل‬  ‫دیجیتال‬ ‫سیگنال‬ ‫تبدیل‬ u(kT) ‫ولتاژ‬ ‫آنالوگ‬ ‫سیگنال‬ ‫به‬ ‫عملگر‬  ‫کنترل‬ ‫سیگنال‬ ‫از‬ ‫ناشی‬ ‫جریان‬ ‫تقویت‬ u(kT) ‫اندازی‬ ‫راه‬ ‫جهت‬ ‫موتور‬ DC ‫نوری‬ ‫سرعت‬ ‫سنسور‬  ‫پالس‬ ‫تولید‬ ‫با‬ ‫موتور‬ ‫چرخش‬ ‫سرعت‬ ‫گیری‬ ‫اندازه‬
  • 35. ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫افزاری‬ ‫سخت‬ ‫شماتیک‬ D/A ‫نمایشگر‬ ‫موتور‬ DC ‫موتور‬ ‫انداز‬ ‫راه‬ DC ‫و‬ ‫پردازش‬ ‫واحد‬ ‫کنترل‬
  • 36. ‫کنترل‬ ‫سیستم‬ ‫بورد‬ ‫بخش‬ ‫انداز‬ ‫راه‬ ‫بخش‬ ‫پردازش‬ ‫و‬ ‫کنترل‬
  • 38. Overview Continuous or analog signals Discrete-time signals Basic analog signals Basic discrete signals Quantized signals Digital signals Representation of signals in MATLAB
  • 39. What is a signal? A signal is a physical quantity, or quality, which conveys information Example: voice of my friend is a signal which causes me to perform certain actions or react in a particular way My friend's voice is called an excitation My action or reaction is called a response
  • 40. Continuous or analog signals Continuous signal is a signal that exists at every instant of time A continuous signal is often referred to as continuous time or analog
  • 41. ‫ه‬7 ‫ک‬ ‫شود‬ ‫ی‬7 ‫م‬ ‫ف‬7 ‫ي‬‫تعر‬ ‫زمان‬ ‫از‬ ‫ای‬ ‫ته‬7 ‫س‬‫پيو‬ ‫تره‬7 ‫س‬‫گ‬ ‫در‬ ‫ه‬7 ‫ک‬ ‫ت‬7 ‫س‬‫ا‬ ‫يگنالی‬7 ‫س‬ ‫ل‬7 ‫ک‬‫ش‬ .‫کند‬ ‫انتخاب‬ ‫را‬ ‫ر‬7 ‫ي‬‫مقاد‬ ‫از‬ ‫ای‬ ‫ته‬7 ‫س‬‫پيو‬ ‫تره‬7 ‫س‬‫گ‬ ‫د‬7 ‫ن‬‫توا‬ ‫ی‬7 ‫م‬ ‫ن‬7 ‫آ‬ ‫ه‬7 ‫ن‬‫دام‬ ‫يگنال‬7‫س‬ ‫ک‬7‫ي‬ )‫ف‬7‫(ال‬ ‫ته‬7‫پيوس‬ - ‫زمان‬ ‫آنالوگ‬ ‫يگنال‬7‫س‬ ‫ک‬7‫ي‬ )‫(ب‬ ‫ل‬7‫وشک‬ ‫پيوسته‬ - ‫زمان‬ ‫شده‬ ‫کوانتيزه‬ .‫دهد‬ ‫می‬ ‫نشان‬ ‫را‬
  • 42. Discrete-time signals A signal defined only for discrete values of time is called a discrete-time signal or simply a discrete signal Discrete signal can be obtained by taking samples of an analog signal at discrete instants of time Digital signal is a discrete-time signal whose values are represented by digits
  • 43. :‫واقع‬ ‫در‬ ‫سيگنال‬ ‫ديجيتال‬ ‫ا‬7‫ب‬ ‫سته‬7‫س‬‫گ‬ – ‫زمان‬ ‫يگنال‬7‫س‬ ‫ک‬7‫ي‬ ‫کوانتيزه‬ ‫ه‬7‫ن‬‫دام‬ .‫است‬ ‫شده‬ .‫داد‬ ‫ش‬7‫نماي‬ ‫اعداد‬ ‫از‬ ‫ای‬ ‫ه‬7‫دنبال‬ ‫ا‬7‫ب‬ ‫ميتوان‬ ‫را‬ ‫يگنالی‬7‫س‬ ‫ن‬7‫چني‬ ‫از‬ ‫ديجيتال‬ ‫های‬ ‫يگنال‬7‫س‬ ‫از‬ ‫ياری‬7‫بس‬ ‫ل‬7‫عم‬ ‫در‬ ‫برداری‬ ‫ه‬7‫نمون‬ ‫کردن‬ ‫کوانتيزه‬ ‫پس‬7‫س‬ ‫و‬ ‫آنالوگ‬ ‫های‬ ‫يگنال‬7‫س‬ ‫آ‬ ‫ت‬7‫دس‬ ‫ه‬7‫ب‬ ‫ا‬7‫نه‬ ‫خواندن‬ ‫که‬ ‫ت‬777‫اس‬ ‫کردن‬ ‫کوانتيزه‬ ‫ل‬777‫عم‬ ‫ن‬777‫اي‬ .‫آيند‬ ‫ی‬777‫م‬ ‫محدود‬ ‫باينری‬ ‫های‬ ‫ه‬7‫کلم‬ ‫ورت‬7‫ص‬ ‫ه‬7‫ب‬ ‫را‬ ‫آنالوگ‬ ‫های‬ ‫يگنال‬7‫س‬ ( ‫ل‬7 ‫ک‬‫ش‬ .‫دارد‬ ‫ی‬7 ‫م‬ ‫مجاز‬ ‫پ‬ ‫يگنال‬7 ‫س‬ ‫ک‬7 ‫ي‬ ) ‫داده‬ ‫برداری‬ ‫نمونه‬ .‫دهد‬ ‫می‬ ‫نمايش‬ ‫را‬  ‫از‬ ‫م‬7 7‫ه‬ ‫ه‬7 7‫ک‬ ‫ت‬7 7‫اس‬ ‫يگنالی‬7 7‫س‬ ‫ديجيتال‬ ‫يگنال‬7 7‫س‬ ‫ه‬7 7‫دامن‬ ‫لحاظ‬ ‫از‬ ‫م‬7 7‫ه‬ ‫و‬ ‫زمان‬ ‫لحاظ‬ .‫است‬ ‫شده‬ ‫کوانتيزه‬
  • 44. What is sampling? Sampling is capturing a signal at an instant in time Sampling means taking amplitude values of the signal at certain time instances Uniform sampling is sampling every T units of time  , 3 , 2 , , 0 ) ( ) ( T T T t k t x kT x x       T F 1 0  Sampling frequency or sampling rate time step or sample interval
  • 47. Lets generate few signals by MATLAB
  • 48. ) 2 sin( ) ( s s s s t f X t x     Frequency in Hertz (Hz) -0.1 0 0.1 0.2 -2 0 2 t x s x s (t) = X s sin(2  f s t +  s ) Sinusoidal signal Amplitude Phase in radian (rad) Time in seconds (s)
  • 49. -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 t x s x s (t) = X s sin(2  f s t +  s ) MATLAB code for sine signal Xs = 1.8; fs = 10; fi = pi/3; t1 = -0.1; tstep = 0.01; t2 = 0.2; t = t1:tstep:t2; x = Xs*sin(2*pi*fs*t+fi); plot(t, x) xlabel('t') ylabel('x_s') title('x_s(t) = X_s sin(2 pi f_s t + phi_s)') grid on
  • 50. -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 t x s x s (t) = X s sin(2  f s t +  s ) Advanced MATLAB code Xs = 1.8; fs = 10; fi = pi/3; t1 = -0.1; t2 = 0.2; t = [t1, t2]; x = inline('Xs*sin(2*pi*fs*t+fi)','t','Xs','fs','fi'); fplot(x,t,2e-3,1,'-',Xs,fs,fi) xlabel('t'); ylabel('x_s'); grid on title('x_s(t) = X_s sin(2 pi f_s t + phi_s)')