دانلود پروژه كنترل اتوماتيك فشارخون با استفاده از كنترلر PID و تنظيم پارامترهاي آن توسط الگوريتم

دانلود پروژه كنترل اتوماتيك فشارخون با استفاده از كنترلر PID و تنظيم پارامترهاي آن توسط الگوريتم

عنوان                                                                                                       صفحه                          

فصل اول   مقدمه                                                                                           1

فصل دوم   بیماری فشارخون و روش های درمان پزشکی                                           4  

2-1   مقدمه                                                                                                4

2-2   تعريف فشار خون                                                                                  6

2-3   انواع فشار خون                                                                                    7

2-3-1   علائم                                                                                             7

2-3-2   تشخيص                                                                                         8

2-3-3   درمان                                                                                            8

2-4   افزايش فشار خون                                                                                 11                                

2-4-1   شکل فشار خون بدخيم يا تشديد شده                                                    12                

2-5   عوارض ناشی از فشار خون بالا                                                                  12

2-5-1   نارسايی قلبی                                                                                   12

2-5-2   نارسايی کليه                                                                                   13

2-5-3   ضعف بينايی                                                                                    13

2-5-4   سکته مغزی                                                                                    13

2-5-5   حمله گذرای ايسکمی                                                                        14

2-5-6   فراموشی                                                                                        14

2-5-7   بيماری عروق قلبی                                                                            14

2-5-8   سکته (حمله) قلبی                                                                            15

2-5-9   بيماری عروق محيطی                                                                        15

2-6   شيوه های درمان فشار خون بالا                                                                15

2-7   برخی داروهای پايين آورنده فشار خون                                                        16

فصل سوم   استفاده از الگوريتم ژنتيك در تنظيم پارامترهاي كنترلر PID                      17

3-1   مقدمه                                                                                               17

3-2   کنترلر PID                                                                                        18

3-2-1   مقدمه                                                                                            18

3-2-2   اجزاي كنترلر                                                                                   19

3-2-3   PID پيوسته                                                                                   20

3-2-4   بهينه سازی کنترلر                                                                           20

3-2-5   مشخصات کنترلر های تناسبي-مشتق گير-انتگرالگير                                  21

3-2-6   مثالي از تنظيم پارامترهاي كنترلر PID                                                   22

3-2-6-1   كنترل تناسبي                                                                              23

3-2-6-2   كنترل تناسبي – مشتق گير                                                             24

3-2-6-3   كنترل تناسبي – انتگرالي                                                                25

3-2-6-4   اعمال كنترلر PID                                                                         26

3-3   الگوريتم ژنتيک                                                                                    27    

3-3-1   مقدمه                                                                                           27

3-3-2   تاريخچه الگوريتم ژنتيك                                                                     28

3-3-3   زمينه های بيولوژيكي                                                                         29

3-3-4   فضای جستجو                                                                                 30

3-3-5   مفاهيم اوليه در الگوريتم ژنتيک                                                            31

3-3-5-1   اصول پايه                                                                                   31

3-3-5-2   شمای کلی الگوريتم ژنتيک                                                              31

3-3-5-3   کد کردن                                                                                    32

3-3-5-4   کروموزوم                                                                                    32

3-3-5-5   جمعيت                                                                                      33

3-3-5-6   مقدار برازندگی                                                                             33

3-3-5-7   عملگر برش                                                                                 34

3-3-5-8   عملگر جهش                                                                               36

3-3-6   مراحل اجرای الگوريتم ژنتيک                                                              38

3-3-7   همگرايي الگوريتم ژنتيك                                                                    43

3-3-8   شاخص هاي عملكرد                                                                          44

3-3-8-1   معيارITAE                                                                                  44

3-3-8-2   معيار IAE                                                                                   44

3-3-8-3   معيار ISE                                                                                   44

3-3-8-4   معيار MSE                                                                                 45

3-4   تنظيم پارامترهاي كنترلر PID با استفاده از الگوريتم ژنتيك                              45

3-4-1   تاريخچه                                                                                         46

3-4-2   نحوه تنظيم پارامترهاي كنترلر PID با استفاده از الگوريتم ژنتيك                   46

3-5   مدل سازي رياضي سيستم تنظيم فشار خون                                                47

3-5-1   مقدمه                                                                                           47

3-5-2   مدل هاي ديناميكي توسعه داده شده                                                      48

3-5-2-1   مدل اول                                                                                     48

3-5-2-2   مدل دوم                                                                                    49

3-5-2-3   مدل سوم                                                                                    50

3-5-2-4   مدل چهارم                                                                                 52

3-6   پياده سازي سيستم تحويل دارو براي تنضيم فشارخون                                   53

فصل چهارم   الگوريتمهاي هم تكاملي هم كارانه                                                    55

4-1   مقدمه                                                                                               55

4-1-1   مفهوم هم تكاملي در طبيعت                                                                55

4-1-2   الگوريتم هاي هم تكاملي ( CEAs)                                                        56

4-2   تاريخچه                                                                                            57

4-3   چرا از الگوريتمهاي هم تكاملي استفاده مي كنيم؟                                          58

4-3-1   فضاي جستجوي بزرگ يا نامحدود                                                         59

4-3-2   عدم وجود يا مشكل بودن بيان رياضي معيار مطلق براي ارزيابي افراد               60

4-3-3   ساختارهاي پيچيده و يا خاص                                                              61

4-4   معايب هم تكاملي                                                                                 62

4-5   طبقه بندي الگوريتم هاي هم تكاملي                                                         64

4-5-1   ارزيابي                                                                                           64

4-5-1-1   كيفيت و چگونگي Payoff                                                              66

4-5-1-2   روش هاي اختصاص برازندگي                                                           66

4-5-1-3   روش هاي تعامل بين افراد                                                               67

4-5-1-4   تنظيم زمان به هنگام سازي                                                             68

4-5-2   نحوه نمايش                                                                                    69

4-5-2-1   تجزيه مسأله به اجزاي كوچكتر                                                         69

4-5-2-2   توپولوژي فضايي                                                                           69

4-5-2-3   ساختار جمعيت                                                                            69

4-6   چهارچوب كلي الگوريتم هم تكاملي همكارانه                                                70

4-7   مقاوم بودن در الگوريتم هاي هم تكاملي هم كارانه                                         70

4-8   تئوري بازيهاوتحليل الگوريتم هم تكاملي براساس مفاهيم تئوري بازي تكاملي         72

4-9   زمينه هاي كاربرد الگوريتم هاي هم تكاملي                                                  75

فصل پنجم   شبيه سازي ها و نتايج                                                                    78

5-1   مقدمه                                                                                               78

5-2   كنترل بهينه فشارخون حين عمل جراحي توسط الگوريتم ژنتيك                      78

5-2-1 شبيه سازي سيستم كنترل اتوماتيك فشارخون با كنترلر PID والگوريتم ژنتيك  79

5-2-1-1  انتخاب مدل رياضي                                                                       79

5-2-1-2   انتخاب كنترلر                                                                              80

5-2-1-3   انتخاب تابع برازندگی برای الگوريتم ژنتيک                                           81

5-2-1-4   اعمال کنترلر و عمل کردن الگوريتم ژنتيک                                           82

5-2-2   نتايج شبيه سازی                                                                              84

5-2-3   پاسخ هاي حاصل از اجراي برنامه شبيه سازي شده                                     85

فصل ششم   نتيجه گيري و پيشنهادات                                                               88

6-1   نتيجه گيري                                                                                       88

6-2   پيشنهادات                                                                                         89

مراجع                                                                                                       90 

فهرست شكل ها

عنوان                                                                                                     صفحه

شكل 3-1   شماي كلي كنترلر PID                                                                  19

شكل 3-2   مثالي از تنظيم پارامترهاي كنترلر PID                                               22

شكل 3-3   پاسخ پله سيستم حلقه باز                                                               23

شكل 3-4   پاسخ پله واحد سيستم حلقه بسته با كنترلر تناسبي                                24

شكل 3-5   پاسخ پله واحد سيستم حلقه بسته با كنترلر PD                                     24

شكل 3-6   پاسخ پله واحد سيستم حلقه بسته با كنترلر PI                                      25

شكل 3-7   پاسخ پله واحد سيستم حلقه بسته با كنترلر PID                                   26

شكل 3-8 : تبديل فنوتيپ ها به ژنوتيپ ها وبالعكس                                              29

شكل 3-9   نمونه اي از فضاي جواب                                                                  30

شكل 3-10 نمايش يك كروموزوم n بيتي در پايه عددي m                                     33

شكل 3-11   عمل برش تك نقطه اي                                                                35

  شكل 3-12 : عمل برش چند نقطه اي                                                              35

شكل 3-13   عمل برش يكنواخت                                                                     36

شكل 3-14   عمل جهش                                                                               37

شكل 3-15   مراحل اجراي الگوريتم ژنتيك                                                         39

شكل 3-16   مدل چرخ رولت                                                                          40

شكل 3-17   بلوك دياگرام سيستم كنترل با كنترلر                                               53

شکل 4-1   سلسله مراتب طبقه بندي ويژگي هاي يك الگوريتم هم تكاملي                  65

شکل4-2   الگوريتم هم تكاملي هم كارانه ترتيبي خلاصه شده                                   71

شکل 4-3   ماتريس امتيازدهي                                                                        74

شكل 5-1   شماي كلي سيستم                                                                        79

شكل 5-2   فلوچارت سيستم كنترل فشارخون                                                     83

شکل 5-3   شبيه سازی کنترلر PID                                                                 84

شکل 5-4   شبيه سازی سيستم کنترل فشارخون                                                 84

شكل 5-5   مقدار برازندگي ها در هر نسل                                                           86

شكل 5-6   ضرايب كنترلرPID                                                                        86

شكل 5-7   خروجي سيستم در حالتي كه فشار از حالت مطلوب بيشتر است                 87

شكل 5-8   خروجي سيستم در حالتي كه فشار از حد مطلوب كمتر است                     87