در صنعت، جرثقیل­ها به طور گسترده برای حمل بارهای سنگین و مواد پر خطر در کارخانه­ها، صنایع هسته­ای، ساختمان­های بلند و صنایع کشتی سازی استفاده می­شوند. جرثقیل باید بار معلق را با بیشترین سرعت وکمترین نوسان در مقصد جابجا کند[1]. در بیشتر جرثقیل­ها بعد از انتقال سریع بار به نقطه پایانی، توقف ناگهانی باعث بوجود آمدن حرکت نوسانی در بار می­شود. این حرکت نوسانی ممکن است که به بار و تجهیزات اطراف آسیب برساند. علاوه بر آن اپراتور باید برای قرار دادن بار در محل مورد نظر منتظر اتمام این نوسانات باشد.
روش­های کنترلی زیادی بر پایه روش­های کلاسیک و مدرن پیشنهاد و تست شده است، که می­توان به روش­های کنترل تطبیقی [2-3]، کنترل با استفاده از الگوریتم ژنتیک و کنترل تناسبی-انتگرالی-مشتقی در [4]، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات [5] اشاره کرد. بیشتر روش‌های کلاسیک تنها وقتی قابل استفاده هستند که مدل دقیقی از جرثقیل در دسترس باشد. روش های ارائه شده در کنترل فازی به خوبی این قابلیت را دارند که بر روی سیستم هایی که مدل ریاضی دقیقی ندارند و یا به هر نحو اطلاعات محدودی در مورد آنها در اختیار است، پیاده شوند. همین امر یکی از دلایل عمده کاربرد چشم گیر منطق فازی در پروسه­های صنعتی است.
یک کنترل کننده فازی، معمولا یک کنترل کننده غیرخطی به فرم  می­باشد که  در آن یک تابع فازی است. بنابراین تعمیم روش­های طراحی و آنالیز در کنترل غیرخطی، امکان مطالعه کنترل کننده‌های فازی را به صورت سیستماتیک فراهم می­آورد. یکی از مهمترین پارامترهایی که از هر سیستم کنترلی انتظار می­رود، پایداری کل مجموعه است. مسئله پایداری در سیستم­های فازی به لحاظ دقیق نبودن مدل و عدم تعریف

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

 دقیق ریاضی تابع فازی ، از اساسی ترین مباحث مطرح شده در کنترل فازی است. مسئله پایداری در سیستم­های فازی تاکاگی-سوگنو بر پایه کنترل غیر متمرکز، با استفاده از رویکرد جبران ساز موازی توزیع یافته مورد بحث قرار می­گیرد. در روش جبران ساز موازی توزیع یافته، ساختار کنترل بر اساس مدل فازی می­باشد. مدل فازی تاکاگی-سوگنو توسط قوانین فازی اگر-آنگاه بیان می شوند. این قوانین روابط خطی ورودی و خروجی را به صورت محلی در سیستم غیر خطی نشان می­دهند.

در تحقیق حاضر کنترل جرثقیل، با استفاده از سیستم­های توزیع یافته موازی به منظور رسیدن به موقعیت مورد نظر در کمترین زمان ممکن، با کمترین نوسان مورد بررسی قرار می­گیرد. در مرحله اول مطالعات، روابط حاکم بر کارکرد جرثقیل مورد بحث قرار می­گیرد، سپس چند روش مختلف برای کنترل جرثقیل به همراه روش کنترل توزیع یافته موازی بیان می­شود. در نهایت شبیه سازی­ها و نتایج به دست آمده مقایسه و روش مناسب تر پیشنهاد می­گردد.
جرثقیل­ها با کابل کششی را می­توان به دو گروه عمده دروازه­ای و گردان تقسیم بندی کرد. شکل (1-1) سازه جرثقیلی با کابل کششی ویژه تخلیه و بارگیری کانتینر بر روی شناور را نشان می­دهد. به عبارتی دیگر بار از طریق کانتینری که به وسیله کابلی قابل انعطاف به سر جرثقیل متصل است به داخل کشتی هدایت می­کند. وضعیت به گونه­ای­ است که هنگام بلند کردن و انتقال بار، این کانتینر در هوا تاب می­خورد و نوسان می­کند. همانگونه که در  شکل (1-2) مشاهده می­شود این نوع جرثقیل برای بارگیری و تخلیه بار از بندرگاه (مبدا) به کشتی (مقصد) و بالعکس مورد استفاده قرار می­گیرد. بار با استفاده از کابل­های قابل انعطاف که روی سر جرثقیل قرار دارند بلند می­شوند در حالی که سر جرثقیل روی یک خط آهن افقی حرکت می­کند.
شکل (1-1): جرثقیل با کابل کششی
شکل (1-2): نمایی دیگر ازحمل بار توسط جرثقیل
هنگامی که بار توسط جرثقیل بلند می شود و سر جرثقیل شروع به حرکت می­کند بار نوسان می­کند و چنانچه بار در نوسان باشد نمی­توان آن را رها کرد پس دو راه حل جزیی برای حل این مسئله مطرح می­شود:

1. سر جرثقیل درست در بالای هدف قرار گیرد و صبر کند تا بار از نوسان خارج شود و سپس بار را رها کند.