پروژه فازی 42 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 42

بسم الله الرحمن الرحیم

پروژه فازی

استاد راهنما :جناب آقای دکتر یعقوبی

توسط : فاطمه دهقان

A genetic fuzzy k-Modes for clustering categorical data

الگوریتم genetic fuzzy k-Modes

برای خوشه بندی داده های گروهی

اسفند 87

فهرست

چکیده

مقدمه (3)

مروری بر روش های قبل (7)

1.2 - الگوریتمk-Means Hard (7)

1.1.2 - مثالی عددی از الگوریتم k-Means (9)

2.2- الگوریتم Fuzzy c-Means (13)

3.2- الگوریتم Hard k-Modes (15)

4.2- الگوریتم fuzzy k-Modes (18)

3- الگوریتم پیشنهادی : genetic fuzzy k-Modes (21)

نتایج آزمایش (25)

نتیجه گیری (32)

پیوست – کد برنامه

مراجع

چکیده

خوشه بندی روشی است که داده های یک مجموعه داده را به گروه یا خوشه تقسیم می کند . از مرسوم ترین روش های خوشه بندی،الگوریتم های خوشه بندی k-Means وfuzzy k-Means می باشند.این دو الگوریتم فقط روی داده های عددی عمل می کنند و به منظور رفع این محدودیت، الگوریتم های k-Modes و fuzzy k-Modes ارائه شدند که مجموعه داده های گروهی (دسته ای) را نیز خوشه بندی می کنند. . با این وجود، این الگوریتم ها ،شبیه همه روال های بهینه سازی دیگر که برای مینیمم عمومی یک تابع جستجو می کنند، احتمال گیر افتادن در یک مینیمم محلی وجود دارد. به منظوردستیابی به جوبب بهینه عمومی ، الگوریتم های تکاملی مانند ژنتیک و جدول جستجو با الگوریتم های مذکور ترکیب می شوند. در این پژوهش، الگوریتم ژنتیک ، GA، را با الگوریتم fuzzy k-Modes ترکیب شده ،بطوریکه عملگر ادغام به عنوان یک مرحله از الگوریتم fuzzy k-Modes تعریف می شود. آزمایش ها روی دو مجموعه داده واقعی انجام شده است تا همراه با مثال کارایی الگوریتم پیشنهادی را روشن نماید.

1.مقدمه

به عنوان یک ابزار اولیه در داده کاوی ،تجزیه و تحلیل خوشه ، که تجزیه و تحلیل سگمنت نیز نامیده می شود،روشی است که داده ها را به گروه هایی همگن تحت عنوان خوشه تقسیم می کند.در چنین روشی داده های موجود در یک کلاستر یا خوشه خیلی شبیه به هم و داده ها ی کلاستر های مختلف خیلی متفاوت نسبت به هم هستند.اغلب، شباهت بر مبنای معیار فاصله می باشد.

آنالیز خوشه،خوشه بندی، تکنیک عمومی برای آنالیز داده های آماری می باشد که در بسیاری زمینه ها مانند یادگیری ماشین ، داده کاوی ، شناسایی الگو و آنالیز تصویر کاربرد دارد.در کنار اصطلاح خوشه بندی داده (یا فقط خوشه بندی)،بعضی اصطلاحات دیگرنیزهمانند کلاس بندی اتوماتیک ،طبقه بندی عددی، آنالیز نوع شناسی ، با معنای مشابه استفاده می شود[1].

به طور کلی ،یک الگوریتم خوشه بندی خوب معمولا برای طراحی شامل چهار فاز ذیل را شامل می شود:1- نمایش داده2- مدل کردن.3- بهینه سازی.4- اعتبار سنجی[2] ..

فاز نمایش داده، تعیین می کند که چه نوعی از ساختارهای خوشه می تواند داده ها را شناسایی کند.سپس فاز مدلینگ ضوابط و معیار ها را برروی ساختار تعریف می کند بطوریکه که ساختارها ی گروه های مطلوب را از موارد نامطلوب مجزا می کند.در فاز مدلینگ ، در طول جستجو برای ساختار های مخفی در داده ،یک معیار کیفیت مانند معیار بهینه سازی یا معیار تقریب تولید می شود. بعبارتی دیگرفاز بهینه سازش،ساختار های موثرتر و بهینه تر را انتخاب میکند. از آنجا که فرآیند خوشه بندی ،یک فرایند بدون

تحقیق در مورد نظریه فازی 25 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .docx ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 26 صفحه

 قسمتی از متن .docx : 

بسم الله الرحمن الرحیم

نظریه فازی

نام و نام خانوادگی:

نفیسه روشن نیا

عطیه شیبانی راد

دبیرراهنما:

سرکار خانم صائمی

پایه تحصیلی:دوم ریاضی وتجربی

دبیرستان فرزانگان 2

سال تحصیلی86-87

منطق فازی: منطق به کار رفته در بیشتر آیات قرآن

ابتدا به چند تعریف زیر توجه کنید.منطق کلاسیک: منطقی ست که در آن گزاره ها فقط ارزش راست یا دروغ دارند که آنرا منطق ۰ و ۱ می نامند.منطق چند مقداره: منطقی که علاوه بر ۰ و ۱ چند مقدار دیگر را نیز اختیار می کند.منطق بینهایت مقداره: در این منطق ارزش گزاره ها می تواند هر عدد حقیقی بین ۰ تا ۱ باشد.منطق فازی: نوعی از منطق بینهایت مقداره و در حقیقت یک ابتکار برای بیان رفتار مطلوب سیستم ها با استفاده از زبان روزمره. در واقه منطق فازی یک منطق پیوسته است که از استدلال تقریبی بشر الگوبرداری کرده است.

جایگاه منطق در برداشت از قرآن کریم منطق صحیح و مناسب به عنوان مبنا و زیربنای فکری در علوم و بویژه در علوم اسلامی نقش اساسی دارد. از این رو تفسیر برخی آیات قرآن بدلیل عدم استفاده از منطق مناسب امکان پذیر نیست. آیات بسیاری در قرآن از مخاطب برهان و دلیل تقاضا کرده است که نشان از حاکم بودن منطق در قرآن است. زیرا بدون منطق نمی توان برهان آورد و استدلال استنتاج نمود. برای نمونه می توانید به آیات ۱۱۱ بقره - ۱۰۴ و ۱۰۵ اعراف - ۲۴ انبیا - ۱۷۴ نسا و .... مراجعه کنید. پس تقریبا جایگاه منطق قرآن برایمان روشن است.منطق قرآن نمی تواند دو ارزشی باشد. به مثال زیر توجه کنید:در آیه ۴۵ سوره عنکبوت آمده است: ... ان الصلوه تنهی عن الفحشا و المنکر ... - یعنی همانا نماز است که اهل نماز را از هر کار زشت و منکر باز می دارد. اگر به صورت جمله منطقی این مطلب را بیان کنیم داریم: اگر فردی نماز بجای می آورد آنگاه آن فرد از هر کار زشت و منکر باز داشته می شود. حال سوال اینست که اغلب افراد نماز بجا می اورند ولی بعضی اعمال که خود فحشا و منکرند نیز مرتکب می شوند. توجیه این عمل چیست؟  پاسخ این است که نماز خواندن یک مفهوم بینهایت ارزشیست. یعنی ارزش نماز اغلب نمازگزاران بین صفر و یک است. از طرف دیگر دوری از فحشا و منکر نیز می تواند بینهایت ارزشی باشد. یعنی ممکن است یک فرد مرتکب فحشا کوچک و یا متوسط و یا بزرگ و یا خیلی بزرگ شود. به عبارت دیگر اعمال منکر یا فحشا درجات بسیار زیاد دارند. لذا براساس یک منطق فازی می توان نتیجه گرفت که اگر درجه قبولی نماز یک فرد فرضا ۵۰٪ باشد این فرد حداقل به اندازه ۵۰٪ از فحشا و منکر به دور است و هر چقدر درجه قبولی نماز افزایش یابد حداقل به همان اندازه از فحشا و منکر دور می شود. تا جاییکه اگر درجه قبولی ۱۰۰٪ باشد این فرد ۱۰۰٪ از فحشا و منکر به دور است.برای اثبات این حرف به زندگی امامان و معصومین توجه کنید.برای مثال هایی دیگر از این دست می توان به آیه الا بذکر الله تطمئن القلوب نیز اشاره کرد. گزاره شرطی این آیه را می توان به صورت "اگر انسان خداوند را یاد کند آنگاه به آرامش می رسد" بیان کرد. از شما می خوام که تحلیلی فازی برای این آیه بیان کنید....

تئوری فازی

تئوری فازی در سال ۱۹۶۵ توسط دکتر لطفی زاده در مقاله ای با عنوان ” مجموعه های فازی ” معرفی گردید. البته لطفعلی زاده قبل از کار بر روی تئوری فازی شخصیت برجسته ای در تئوری کنترل بود و مفهوم ” حالت ” که اساس تئوری کنترل مدرن را شکل می دهد توسعه داد. در اوایل دهه ی ۶۰ او به این نتیجه رسید که تئوری کنترل کلاسیک بیش از حد بر روی دقت تاکید داشته و از این رو با سیستم های پیچیده نمی تواند کار کند. در سال ۱۹۶۲ مطلبی را با این مضمون برای سیستم های بیولوژیک نوشت : ” ما اساسا به نوع جدیدی از ریاضیات نیازمندیم، ریاضیات مقادیر مبهم یا فازی که توسط توزیع های احتمال قابل توصیف نیستند. ” پس از آن وی ایده اش را در قالب مقاله ی “مجموعه های فازی ” تجسم بخشید. در این مقاله از منطق چند مقداری لوکاسیه ویچ برای مجموعه ها و گروه های اشیا استفاده شده بود. لطفی زاده برچسب یا نام فازی را روی این مجموعه های گنگ یا چند ارزشی قرار داد. مجموعه هایی که اجزایشان به درجات مختلف به آنها تعلق دارند. نظیر مجموعه هایی از مردم که از کار خود راضی هستند. علت این نامگذاری این بود که مفهوم فازی را از منطق دودویی که در زمان او مطرح بود دورسازد. او می دید که دانشمندان روز به روز ریاضیات را بیشتر در مسایل خود وارد می کنند و سعی دارند تجارب علمی خود یا مشغله ی علمی خود را با استدلال سیاه و سفید و با استفاده از رایانه ها و ماشین های محاسب پیش ببرند. او لغت فازی را انتخاب کرد تا همچون خاری در چشم علم مدرن فرو رود.

اصطلاح فازی خشم شدید علوم را علیه خود برانگیخت بزرگترین چالش از جانب ریاضی دانانی بود که معتقد بودند تئوری احتمالات برای حل مسایلی که تئوری فازی ادعای حل بهتر آن را دارد کفایت می کند. از آنجا که کاربرد های علمی تئوری فازی در ابتدای پیدایش آن مشخص نبود تفهیم آن از جهت فلسفی کار مشکلی بود و تقریبا هیچ یک از مراکز تحقیقاتی تئوری فازی را به عنوان یک زمینه ی تحقیق جدی نگرفتند. سازمان های دولتی هیچگونه اعتباری برای تحقیقات در مورد فازی اختصاص ندادند. مجلات یا کنفرانس های معدودی مقالات فازی را پذیرفتند. دپارتمان های آکادمیک اعضای هیات علمی را که صرفا تحقیقات فازی داشتند ارتقا نمی دادند .این امر باعث شد این رشته ی جدید علمی با تمام مشکلات یک فرزند خوانده که در مظان اتهام قرار داشت رشد کند.

حرکت فازی در آن روز ها به صورت یک فرقه ی کوچک بود و شکلی زیر زمینی به خود گرفت. این نظریه بدون اینکه از یاری ها و حمایت های علمی متداول آن زمان برخوردار باشد رشد کرده و بالغ شد. این امر باعث شد که نظریه ی فازی حتی قوی تر شود. منطق فازی در دانشگاه ها به این رشد نرسید بلکه در بازار تجاری رشد کرد و متناوبا اعتراضات فلسفی دانشمندان غربی را رد کرد و خود اعتراضاتی را مطرح ساخت.

پس از معرفی نظریه ‎ فازی توسط پرفسور لطفی ‎ زاده استاد ایرانی تبار دانشگاه برکلی در سال 1965 میلادی، این نظریه در سطح جهانی روبه پیشرفت و توسعه قابل ملاحظه ‎ ای نمود. از جمله این پیشرفتها می ‎ توان به ورود نظریه ‎ فازی در بسیاری از رشته ‎ های علوم و مهندسی، برگزاری دهها کنفرانس بین ‎ المللی در موضوعات نظریه فازی، چاپ و انتشار صدها مقاله درمجلات علمی، ورود نظریه فازی در صنعت و ساخت وسایل و تجهیزات گوناگون با بهره ‎ گیری از منطق فازی اشاره کرد.

  با توجه به رشد روزافزون و استقبال عمومی از نظریه فازی، در سطح جهانی تشکیل انجمن ‎ های فازی مورد توجه محافل علمی کشورها قرار گرفت که نتیجه آن تأسیس دهها انجمن علمی و گروههای کاری در زمینه نظریه فازی در جهان بوده است. از جمله این انجمن ‎ ها می ‎ توان به انجمن بین ‎ المللی سیستم ‎ های فازی ( IFSA ) اشاره کرد که در سطح جهانی فعال است و هر دو سال یکبار کنفرانس بین ‎ المللی سیستم ‎ های فازی را برگزار می ‎ کند و مجله Fuzzy Sets and Systems را منتشر می ‎ کند.

  در کشور ما نیز طی بیست سال گذشته نظریه فازی بتدریج مورد توجه و استقبال جامعه علمی قرار گرفت و در شاخه ‎ های گوناگون آن نظیر منطق فازی، ریاضیات فازی، آمار فازی، بهینه ‎ سازی فازی، کنترل فازی و سایر رشته ‎ های فازی فعالیتهای تحقیقاتی و آموزشی روبه افزایش نهاد و چندین کنفرانس ملی و بین ‎ المللی با موضوعات نظریه فازی در

تحقیق درمورد نمودارهای فازی برای مخلوط های ماده حل شده و سیال فوق بحرانی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 132

جنبه ی تاریخی

توانایی سیال فوق بحرانی در حل مواد جامد با فشار بخار اندک ابتدا توسط هوگارت و هانی در جلسه ی جامعه ی سلطنتی لندن در ساال 1879 گزارش شد و هانی و هوگارت ازمایشاتشان را که در یک لوله شیشه ای دارای قطر کوچک انجام داده بودند را شرح دادند. در ان ازمایش مشاهده کردند که تغییراتی در فشار باعث حل چند نمک غیر الی مانند ( کبالت کلرید- پتاسیم یدید- پتاسیم برمید)و یا رسوب نمک ها از اتانول در دمایی بالاتر از دمای بحرانی اتانول( (T=234c میشود انها دریافتند که افزایش فشار در سیستم باعث حل شدن مواد حل شدنی و کاهش فشار باعث میشود مواد حل شده (مانند برف) جمع شوند و رسوب کنند.

شرحی خلاصه از ابزار و وسایل به کار رفته توسط دانشمندان اواخر قرن نوزدهم برای اندازه گیری ( سنجش) پدیده های بحرانی و انحلال پذیری scf تکنیکهای آزمایشی نشان توجه شان و دقتشان را مشخص می کند.

شکلa1-2 نموداری شماتیک از سلول شیشه ای و ژنراتور فشار و وسیله ی اندازه گیری فشاری است که توسط هانی و هوگارت استفاده شده است. ابتدا فاز مایع یا جامد درون شیشه ای دارای قطر کوچک قرار می گیرد که وارد سیستم ژنراتور فشار می شود. میله ی T شکل نشان داده شده در شکل پیستون پیچ تغذیه می باشد بر خلاف نشر درون یک لوله ی شیشه ای ذارای قطر کوچک که با جیوه پر شده تنظیم شده است. لوله ی عمودی مشاهده شده در شکل مانو متری است که برای اندازه گیری فشار استفاده میشود. وقتی پیستون به کار افتاد هم هوای درون فشار سنج و هم هوای درون لوله ی شیشه ای را کمپرس می کند دمای ماده درون لوله خمیده با حمام نشان داده شده در شکل b1-2 تنظیم و تعدیل میشود.

انواع دیگر طرح های ازمایشی اخیر که در ادبیات شیمی داده شده اند خلاقیت هانی و هوگارت و معاصرهایشان که با فشار بالا کار می کردند را نشان میدهد. برای مثال بارون دلاتور نقطه بحرانی یک نمونه را در سال 1822 کشف کرد.

در واقع سال های زیادی نقطه بحرانی به نقطه ی دلاتور منصوب بود. در این ازمایشات اخیر دلاتور برای تحقیقاتش در فشار بالا از یک استوانه خان دار استفاده کرد او یک مایع و یک توپ سخت را در شبکه ی استوانه غوطه ور ساخت و شبکه را گرم کرد وآن را پرتاب کرد در حالی که به تغییرات صدای توپ گرد یا به تغییر در صدای ایجاد شده در هنگامی که به شبکه زده میشود گوش کرد. انقطاع صدا ( توجه داشته باشید که بارون گوشش را به پایانه غوطه ور در استوانه گذاشته بود) باعث شد که او نقطه ای را که ما امروز به عنوان نقطه بحرانی می شناسیم را شرح دهد. او بعدا ازمایشاتی را در لوله شیشه ای انجام داد به گونه ای که توانست با چشم پدیده های بحرانی را مشاهده کند.

کربن دی اکسید فوق بحرانی در نیمه آخر قرن نوزدهم توجه زیادی را به خود جلب کرد. دکتر توماس اندروز نایب رییس کالج کویین در اواسط دهه ی 1800 یک تحقیق و بررسی گرانی درباره یرفتار حالت فازکربن دی اکسید انجام داد و در سخنرانی معروفش که در سال 1869 در جامعه سلطنطی ارایه داد.

وسایل ازمایشی اش را که تا حدی توسط هانی و هوگارت تعیین شده بودند و مساهده اس از خواص بحرانی کربن دی اکسید را شرح داد.

در سخنرانی اش نقل کرد که:

با گداختن جزیی کربونیک اسید توسط فشار و همزمان افزایش فشار تدریجی دما تا 88 درجه فارنهایت سطح نشان گذاری بین مایع و گاز ضعیف تر می شود و انحنایش را از دست میدهد ودر اخر ناپدید میشود فضا بعدا توسط یک سیال همگن پر میشود که این سیال هنگامی دیده میشود که قشار به طور ناگهانی کم میشود یا دما آرام کمتر میشود یک خاصیت ویژه نمایان میشود یا خطوط کوچک در حجم درونی اش از بین می برد در دماهای بالاتر از 88 درجه فارنهایت مایع شدن اشکار کربونیک اسید یا تجربه ی دوم فرم مجزا از ماده تحت تاثیر قرار نمی گیرد حتی زمانی که فشار 300 یا 400 اتمسفر مورد استفاده قرار گیرد.

مقادیری که دکتر اندروز برای نقطه بحرانی کربن دی اکسید گزارش داد یعنی C30.92 وbar 74 مقادیری ترکیبی به مقادیر مورد توافق c31.1 و bar73.8 می باشد.

در سال 1879 آماگات با استفاده از ستون های جیوه منبسط شده تا پایین (عمق) بشتافت. معرفی روشی برای مقایسه گازها تاbar 400 و در سال 1891 دو سال بعد از ساخت برج ایفل فشار های زیادی را که یک ستون جیوه که به بالای برج می رسید تولید کرد. این ازمایشات در فشارهای زیاد بدون مشکل نبودند بنابر این مانند بسیاری از گزارشات لوله های استیل شکسته شده ( با قطر داخلی cm 0.64 و قطر خارجی cm5.08 ) طی این دوره ثبت شدند.

مباحثه ای مهم درباره ی یافته های اولیه درباره ی وابستگی انحلال پذیری به فشار ذر یک سیال فوق بحرانی بوجود امده البته این بحث و جدل بعد از اولین گزارش در جلسه ی جامعه سلطنتی در اکتبر 1879 بوجود آمد. یک ماه بعد از شنیدن مقاله ی هانی و هوگارت پروفسور ویلیام رامسی در دپارتمان شیمی و کالج بریستول به جامعه سلطنتی گزارش داد که او ازمایشات شرح داده شده توسط هانی و هوگارت را انجام داد و از این کار مجدد نتیجه گرفت که در این بین چیز غیر طبیعی را مشاهده نکرده استبلکه صرفا پدیده ی معمول انحلال پذیری یک جامد در یک مایع گرم را دیده است(1880).

در اخرین مقاله ی ارایه شده به جامعه ی سلطنتی هانی به رامسی پاسخ داد و اجازه خواست برخی خطاهایی را که پروفسور دچار شده را نشان دهدو علاوه بر آن خطاها هانی باز هم آزمایشات دیگری را به بحث گذاشت که بعدا قدرت انحلال پذیری وابسته به فشار یک سیال فوق بحرانی را به عنوان یک پدیده جدید اثبات کرد(1880).

این ادبیات قریمی نسخه ی بسیار جالبی را ارایه میدهد. پروفسور رامسی همان کسی که به نتایج هانی و هوگارت تردید داشت به نوشتن تعدادی مقاله دربارهی پدیده ی نقطه بحرانی و ترمودینامیک و تعادل بخار اقدام کرد اما درباره ینتیجه آزمایش مایع داغ خود نگران بود. باید به خاطر داشت که مبادلات جلسات جامعه سلطنتی زمانی انجام شد که پدیده ی نقطه بحرانی هنوز به طور کامل فهمیده یا پذیرفته نشده بود. طی این دوره شخصیت های معروفی مانند واندر والس رفتار حجمی گازهای حقیقی را شرح می دادند و آماگات و جوول و تامسون و کایلتت و کلوسیوس و دیوار در دیگر تحقیقات آزمایشگاهی و تیوریکی پدیده های بحرانی بودند. اگر چه هانی و هوگارت ابتدا درباره ی انحلال پذیری نمکهای غیر آلی در اتانول فوق بحرانی مطالعه می کردن. قدرت انحلال پذیری وابسته به دمای یک scf به نمکهای غیر آلی حل شده محدود نمی شود.

دانلود تحقیق در مورد کنترل سطح قندخون بیماران دیابتی به کمک منطق فازی 10 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 14

کنترل سطح قندخون بیماران دیابتی به کمک منطق فازی

مهندس گلاره ویسی، هاجر قرباننژاد، سیمین کاظمی ازغدی

Email: [e-mail]

[e-mail]

چکیده- بیماری دیابت به شرایط حادی اطلاق میشود که در آن تولید و مصرف انسولین در بدن دچار اختلال شده و در نتیجه غلظت گلوکز در خون افزایش مییابد. نگهداری سطح گلوکز خون در نرمالترین حد ممکن عوارض بلندمدت ناشی از بیماری دیابت را بهطور قابل ملاحظهای کاهش داده و منجر به کاهش هزینههای مرتبط با این بیماری میگردد. در بیماران دیابتی سیستم درونی تنظیم گلوکز که بهدرستی عمل نمیکند، با یک الگوریتم کنترلی بهمنظور تنظیم سطح گلوکز خون جایگزین میشود. برای توسعهی یک الگوریتم کارآمد آشنایی با نحوهی عملکرد سیستم تنظیم گلوکز در یک فرد سالم ضروری است. در این تحقیق برای توصیف دینامیکهای غیرخطی سیستم گلوکز- انسولین در بیماران مبتلا به دیابت نوع 1 از مدل مینیمال برگمان استفاده شده است. سپس یک کنترلر فازی با هدف تنظیم نرخ تزریق انسولین با فرض وجود اغتشاش و درنظرگرفتن تغییرات پارامترهای مدل پیشنهاد شده است. نتایج شبیهسازیها نشان میدهد که کنترلر پیشنهادی توانسته سطح گلوکز خون را با موفقیت تنظیم نماید. همچنین کارایی کنترلر مورد نظر یعنی رباست بودن و دقت بالای آن با وجود اغتشاشهای فیزیکی مانند مصرف مادهی غذایی از طریق شبیهسازیها تایید میشود.

واژگان کلیدی- دیابت، غلظت گلوکز خون، نرخ تزریق انسولین، مدل مینیمال برگمان، کنترل فازی.

1- مقدمه

در بدن انسان، تعداد زیادی حلقهی طبیعی فیدبکدار برای حفظ تعادل حیاتی وجود دارد. ناتوانی یا سوءعمل هر یک از این حلقهها باعث بروز بیماریهای جدی با عوارض کوتاه یا بلندمدت میشود. بیماری دیابت یکی از انواع بیماریهایی است که در نتیجهی عملکرد نادرست این حلقههای طبیعی در بدن ایجاد میشود.

دیابت، یک بیماری متابولیکی است که در آن بدن انسولین را بهطور مناسب تولید یا مصرف نمینماید.

در حالت طبیعی، غذا در معده تبدیل به گلوکز یا قندخون میشود. قند از معده به جریان خون وارد میگردد. لوزالمعده (پانکراس) هورمون انسولین را ترشح میکند و این هورمون باعث میشود قند از جریان خون وارد سلولهای بدن شود. در نتیجه مقدار قندخون در حد نرمال و متعادل باقی میماند.

ولی در بیماری دیابت، انسولین به میزان کافی در بدن وجود ندارد و یا انسولین موجود قادر نیست تا وظایف خود را به درستی انجام دهد، در نتیجه به علت وجود مقاومت در برابر آن، قندخون نمیتواند بهطور مؤثری وارد سلولهای بدن شود و مقدار آن بالا میرود.

بالا بودن قندخون در درازمدت باعث بروز عوارضی در سیستم قلب و عروق، کلیه‌ها، چشم و سلسلهی اعصاب میگردد.

دیابت یکی از شایعترین بیماریهای انسانی در زمان ماست. در برآورد و تخمینی که در سال 1985 انجام شده مشاهده شده است که 30 میلیون نفر در سراسر جهان مبتلا به بیماری دیابت بودند، اما امروزه حدود 194 میلیون نفر به بیماری دیابت مبتلا هستند که در مقایسه با 20 سال گذشته 6 برابر شده است ]19[. آمارها نشان میدهد که اگر جلوی پیشرفت این بیماری همه‌گیر گرفته نشود تا سال 2025 شمار مبتلایان در سطح جهانی 50 درصد رشد خواهد داشت ]20[. طبق آمارهای بدست آمده، در کشور آمریکا در سال 2005 میلادی 8/20 میلیون نفر - 7 درصد کل جمعیت- به بیماری دیابت مبتلا بودهاند ]21[. از هر 20 ایرانی یک نفر به دیابت مبتلاست و نیمی از این تعداد نمی‌دانند که دیابت دارند. هر 10 ثانیه یک نفر در جهان به دلیل عدم آگاهی از دیابت و روش کنترل آن، جان خود را از دست میدهد. هر 30 ثانیه یک نفر در جهان به علت عدم آگاهی از دیابت و روش کنترل آن، پای خود را از دست میدهد ]22[.

در سه دههی اخیر تحقیقات گستردهای در زمینه کنترل قندخون در بیماران مبتلا به دیابت نوع اول انجام گرفته است. مقالات مختلف، استفاده از روشهای گوناگون کنترل کلاسیک و مدرن را پیشنهاد میدهند که طبعاً هر کدام مزایا و معایب خود را دارند ]12-1[. در اغلب این مقالات ابتدا مدل غیرخطی تاثیر متقابل گلوکز و انسولین، خطی سازی شده و سپس از روشهای کنترل خطی جهت بهبود شرایط بیمار استفاده می شود. اما کنترلرهای خطی ممکن است در مداوای بیمارانی که در شرایط بسیار حادی قرار دارند، با شکست مواجه گردند. در واقع اگر شرایط بیمار فاصله زیادی با شرایط نرمال داشته باشد، مدل خطی دیگر معتبر نبوده و نباید جهت طراحی کنترلر مورد استفاده قرار گیرد.

بهطور کلی استراتژیهای کنترلی به کار رفته در این زمینه را میتوان به سه دستهی کنترل حلقهباز، حلقهبسته و نیمهحلقهبسته تقسیم نمود. در روشهای کنترل حلقهباز، پزشک یک دُز معین انسولین را دو یا سه بار در روز به بیمار تزریق میکند. این روش کنترلی بسیار ساده و پر کاربرد است. هر چند که اگر بیمار در معرض تغییرات شدید قند خون باشد، این روش کارایی چندان خوبی نخواهد داشت. در روشهای کنترل حلقهبسته، انسولین بهطور پیوسته تزریق شده و سطح گلوکز خون به صورت بلادرنگ مانیتور میشود. استراتژی دیگر کنترل نیمهحلقهبسته است. در روشهای کنترلی نیمهحلقهبسته، قندخون در فواصل زمانی معین اندازه گرفته شده و نرخ تزریق انسولین با توجه به این نمونهبرداریها تنظیم میشود. طبعاٌ این نوع کنترل بسیار سادهتر بوده و هزینهی کمتری در بر خواهد داشت.

یکی از مشکلات کلیهی روشهای کنترل کلاسیک در برخورد با سیستمهای بیولوژیکی آن است که این روشها معمولاً بهشدت به پارامترهای مدل وابسته هستند. در حالیکه این پارامترها معمولاً مقادیر مشخص و ثابتی نداشته و از یک فرد به فرد دیگر تغییر میکنند. با استفاده از تکنیکهای کنترل فازی که کمتر به مدل ریاضی سیستم وابسته هستند، میتوان این مشکل را برطرف نمود.

در این مقاله دینامیک های غیر خطی تاثیر متقابل گلوکز و انسولین، با کمک مدل مینیمال ارائه شده توسط برگمان مدل میشود. سپس یک کنترلر فازی با هدف تنظیم نرخ تزریق انسولین با فرض وجود اغتشاش و درنظرگرفتن تغییرات پارامترهای مدل پیشنهاد شده است. نتایج شبیهسازیها نشان میدهد که کنترلر پیشنهادی توانسته سطح گلوکز خون را با موفقیت تنظیم نماید. همچنین کارایی کنترلر مورد نظر یعنی رباست بودن و دقت بالای آن با وجود اغتشاشهای فیزیکی مانند مصرف مادهی غذایی از طریق شبیهسازیها تایید میشود.

2- مدل ریاضی

مدل مینیمال برای بیان غلظت انسولین و گلوکز پلاسما که به مدل برگمان نیز معروف است به منظور بررسی و آنالیز نتیجهی تستهای تحمل گلوکز در انسانها و حیوانات آزمایشگاهی استفادهی بسیار متداولی دارد. این مدل توسط دکتر ریچارد اِن. برگمان ارائه شده و توسط او و همکارانش از دهه 70 میلادی به بعد در حال گسترش است ]17-13[. این مدل در تحقیقات فیزیولوژیکی بر روی متابولیسم گلوکز بسیار محبوب است.

مدل مینیمالِ گلوکز و انسولین یک توصیف کمی و صرفهجویانه از غلظت انسولین و گلوکز موجود در نمونهی خون ارائه میدهد. به طور کلی یکی از دلایل نامگذاری این مدل به مدل مینیمال این است که این مدل، یک مدل ریاضی با حداقل پارامترهای ممکن برای پوشش دادن دادههای تجربی موجود است.

این مدل از یک محفظهی گلوکز تشکیل میشود که انسولین پلاسما از طریق یک محفظهی تاخیر عمل نموده و جذب خالص گلوکز را تحت تاثیر قرار میدهد. معادلات مدل مینیمال برگمان عبارتند از:

(1)

در معادلات فوق، G(t) اختلاف غلظت گلوکز خون با حالت نرمال آن، Gb، را نشان میدهد. همچنین I(t) اختلاف غلظت انسولین آزاد پلاسما با مقدار نرمال آن، Ib، میباشد. X(t) با غلظت انسولین در محفظهی تاخیر متناسب است. و و پارامترهای مدل مینیمال هستند که دینامیک های تاثیر متقابل گلوکز پلاسما و انسولین را مدل مینمایند. نرخ آزادسازی انسولین از لوزالمعده، n نرخ کسری ناپدید شدن انسولین و D(t) و u(t) به ترتیب نرخ تزریق خارجی گلوکز و انسولین هستند.

3- طراحی کنترلر

برای بسیاری از مسایل کنترل عملی (برای مثال، فرآیند کنترل صنعتی) مشاهدهی یک مدل ریاضی ساده و در عین حال دقیق مشکل میباشد، اما میتواند آزمایشاتی توسط یک شخص ماهر و باتجربه فراهم شود، که یک راهکار عملی و تجربی مفید را برای کنترل نمودن فرآیند ارائه نماید. کنترل فازی برای این نوع مسائل بیش از هر راه دیگری مفید میباشد.

بلاک دیاگرام یک سیستم کنترل فازی در شکل (1) نشان داده شده است.

پروژه درس زبان تخصصی سیستم های کنترل فازی 22 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 36

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد کرج

پروژه درس زبان تخصصی

سیستم های کنترل فازی

تهیه کننده :

عبدالرضا یزدانی نشاط

79411281808

استاد :

جناب آقای دکتر امید

بهار 1383

موضوع مطالعه : نوسانات میرا بای یک روبات (دستگاه خودکار) انعطاف پذیر

کاربرد آزمایشهای کنترل فازی مستقیم و توافقی برای دو اتصال قابل انعطاف روبات که در فصل 3 و6 توصیف شده است نشان می دهد که پیشرفت قابل توجهی بیش از مورد غیرکنترلی نشان داده شده در شمارة 302 در صفحة 127 دارد ، اما به طور کلی ، بهترین راه ممکن نیست . کنتلر فازی مستقیم منفصل در فصل 3 شرح داده شده ، یک زمان اوج (بالا رفتن) سریع دارد . اما ضرر آن داشتن یک فراجهش بزرگ و نوسانهایی نزدیک نقطة تنظیم می باشد . پیوستن دو کنترلر از طریق سیگنال سرعت نقطة پایانی مشکلات فراجهش و نوسان را بطور متنابهی کاهش می دهد اما پاسخ کمی آرامتر می‌سازد . رویهم رفته بعلت کاهش سرعت اتصال آرنج تا وقتیکه اتصال شانه سریع حرکند کند ، این کاهش سرعت در اتصال آرنج برای پیشگیری نوسانهای نقطه پایانی اتصال آرنج نزدیک نقطه تنظیم ضروری است . که بوسیلة قوة جبری (سکون) اتصال‌ها بوجود آمده بود .

ما می توانیم بر این مشکل غلبه کنیم اگر ما بتوانیم یک انتقال ملایم در سرعت اتصال شانه بسازیم . این می تواند بوسیلة کاربرد یک کنترل سطح بالاتر برای نمایش دادن و تعدیل کردن کنترلر فازی مستقیم انجام داده شود . اینجا ما از یک کنترلر بیرونی استفاده خواهیم کرد .

نمونه که در شکل 7.4 نشان داده شده ، که موقعیت خطای ورودی (+)e برای کنترلر موتور شانه نمایش می دهد و تغییرات موقعیتهای فازی و قانون پایة کنترلر موتور شانه را .

همانطور که ما دیدیم در واکنش (پاسخ) برای پیوستن کنترلر فازی مستقیم (شکل 3.9 در صفحه 140 را ببینید.) علت اصلی برای ظاهر شدن برآمدگی در حدود 9/0 ثانیه در موقعیت تغییر ناگهانی در سرعت اتصال شانه است .

اتصال آرنج به اتصال شانة مورد استفاده سرعت نقطة پایانی از اتصال شانه پیوند داده شده است‌، و آن سرعت تغییر داده می شود بوسیلة وابستگی نوسان اتصال شانه . برای حذف برآمدگی ، ما از کنترلر بیرونی برای تغییر سرعت اتصال