کنترل شبکه عصبی برای کنترل سطح تانکر مخزنی در متلب
کنترل شبکه عصبی برای کنترل سطح تانکر مخزنی در متلب : پروژه متلب آماده
مغزِ انسان در خود تعداد بسیار زیادی از نورون‌ها را جای داده است تا اطلاعاتِ مختلف را پردازش کرده و جهانِ اطراف را بشناسد. به صورت ساده، نورون‌ها در مغزِ انسان اطلاعات را از نورون‌های دیگر به وسیله‌ی دندروید‌ها می‌گیرند. این نورون‌ها اطلاعاتِ ورودی را با هم جمع کرده و اگر از یک حدِ آستانه‌ای فراتر رود به اصلاح فعال (Fire) می‌شود و این سیگنالِ فعالْ شده از طریق آکسون‌ها به نرون‌های دیگر متصل می‌شود.
البته که این توضیح در علم پزشکی مفید است ولی در علومِ کامپیوتر و هوش‌مصنوعی ما فقط از نورون‌های مغز برای ساخت الگوریتمی به نام شبکه‌ی‌عصبیِ مصنوعی (Artificial Neural Network) بهره می‌گیریم.
توسط الگوریتمِ شبکه‌های عصبی، می‌توان مدل‌های مختلف و پیچیده‌ای را شناخت. برای مثالِ می‌توان طبقه‌بندی‌هایی با دقتِ خوب انجام داده یا خوشه‌بندی‌هایی بر روی داده‌های بزرگ انجام دهیم.
شبکه‌های عصبی مصنوعی یا شبکه‌های عصبی صناعی (Artificial Neural Networks – ANN) یا به زبان ساده‌تر شبکه‌های عصبی سیستم‌ها و روش‌های محاسباتی نوین برای یادگیری ماشینی، نمایش دانش و در انتها اعمال دانش به دست آمده در جهت بیش‌بینی پاسخ‌های خروجی از سامانه‌های پیچیده هستند. ایدهٔ اصلی این گونه شبکه‌ها تا حدودی الهام‌گرفته از شیوهٔ کارکرد سیستم عصبی زیستی برای پردازش داده‌ها و اطلاعات به منظور یادگیری و ایجاد دانش می‌باشد. عنصر کلیدی این ایده، ایجاد ساختارهایی جدید برای سامانهٔ پردازش اطلاعات است.
این سیستم از شمار زیادی عناصر پردازشی فوق‌العاده بهم‌پیوسته با نام نورون تشکیل شده که برای حل یک مسئله با هم هماهنگ عمل می‌کنند و توسط سیناپس‌ها (ارتباطات الکترومغناطیسی) اطلاعات را منتقل می‌کنند. در این شبکه‌ها اگر یک سلول آسیب ببیند بقیه سلول‌ها می‌توانند نبود آن را جبران کرده، و نیز در بازسازی آن سهیم باشند. این شبکه‌ها قادر به یادگیری‌اند؛ مثلاً با اعمال سوزش به سلول‌های عصبی لامسه، سلول‌ها یادمی‌گیرند که به طرف جسم داغ نروند و با این الگوریتم سیستم می‌آموزد که خطای خود را اصلاح کند. یادگیری در این سیستم‌ها به صورت تطبیقی صورت می‌گیرد، یعنی با استفاده از مثال‌ها وزن سیناپس‌ها به گونه‌ای تغییر می‌کند که در صورت دادن ورودی‌های جدید، سیستم پاسخ درستی تولید کند.
کنترل سطح مایعات
از مایعات در صنایع مختلف با حجم‌های متفاوت استفاده می‌شود. این مایعات عموماً در یک سری مخازن، نگهداری و ذخیره شده و در زمان‌ها و مکان‌های خاص، مورد استفاده واقع می‌شوند. در این راستا، کنترل سطح مایعات بنا به دلایلی که در ادامه به آن اشاره خواهد شد، یک عملکرد مهم است.
دلایل کنترل سطح مایعات
- جلوگیری از انتقال بیش از حد مایع به مخزن و سرریز شدن مخزن
- جلوگیری از تخلیه بیش از حد مخازن
- جلوگیری از خشک کار کردن پمپ‌های شناور و ورود هوا به سیستم‌های انتقال
- پر و خالی کردن اتوماتیک مخازن
- قابلیت هدایت مایعات
رله کنترل سطح مایعات
برای کنترل سطح مایعات از انواع مختلفی از سیستم‌های کنترل سطح استفاده می‌شود. که طیف گسترده‌ای از فرآیند‌ها را پوشش می‌دهند؛ که در این بین، استفاده از فلوترها در انواع مختلف، برای کنترل سطح مایعات، شایع‌تر است.
فلوتر
فلوتر رله‌ای الکترونیکی و وسیله‌ای مناسب برای کنترل سطح مایعات با مقاومت متغیر است که سطوح مایعات رسانا مانند آب شیرین، آب دریا، فاضلاب و … را با کیفیت و دقت بالا تعیین و کنترل می‌کند.
کاربرد رله کنترل سطح مایعات
رله‌های کنترل سطح مایعات برای تشخیص و کنترل سطح مایع یا واسط‌های بین مایعات مانند آب و روغن یا مواد جامد به کار می‌روند. این رله‌ها به همراه سنسورهای خود می‌توانند به عنوان مبدل یا به عنوان سیستم‌های کنترل یکپارچه با قابلیت ابزار دقیق تعریف شوند. در انواع کاربردهای صنعتی و مصرفی نقشی اساسی یابند.
انواع فلوتر برای کنترل سطح مایعات
فلوتر مکانیکی ساچمه‌ای
فلوتر الکترونیکی
فلوتر مغناطیسی
فلوتر دوجزئی
تمام کنترل‌‌هایی که با استفاده از فلوتر بر سطح مایع اعمال می‌شوند، بر اساس اصل شناوری کار می‌کنند که طبق قانون ارشمیدس «نیرو شناوری وارده بر یک جسم برابر است با جرم مایع جابه‌جا شده توسط جسم». در نتیجه، شناورها روی سطح مایع تا حدی غوطه‌ور می‌شوند و به همان مسیری که سطح مایع حرکت می‌کند؛ حرکت می‌نمایند.
کاربرد رله‌های کنترل سطح مایعات
۱.کاربردهای صنعتی
- سنجش سطح مایعات در مخازن حمل و نقل
- سنجش سطح مایعات در مخازن ذخیره‌سازی و مخازن تصفیه‌آب
- تشخیص سطح مایعات مانند بنزین، دیزل و سایر سوخت‌ها در صنایع پتروشیمی.
۲.کاربردهای خانگی
- اندازه‌گیری سطح مایع در دستگاه‌های الکترونیکی از قبیل دستگاه‌های پخش آب، تبخیر آب، دستگاه‌های بخار،
- اندازه‌گیری سطح مایع در سیستم مانیتورینگ دیگ‌های بخار
- اندازه‌گیری سطح مایع در سیستم‌های گرمایشی
- اندازه‌گیری سطح مایع در ماشین‌های شستشو
- اندازه‌گیری سطح مایع در دستگاه‌های اتوماتیک قهوه و …
در کاربردهایی که سطح مایع باید کنترل شود، به یک سنسور دور بُرد نیاز است تا اطمینان حاصل شود که می‌تواند عمق کامل مخزن را برای نظارت دقیق حس کند. با ارسال سیگنال پیوسته که نشان‌دهنده عمق جریان است، می‌توان سطح مایع درون مخزن را کنترل کرد.
انواع مختلف سنسور برای کنترل سطح مایعات
- سنسورهای خازنی
- سنسورهای مغناطیسی
- سنسورهای نوری
لازمه کنترل دقیق سطح مایعات، انتخاب یک روش صحیح برای اندازه‌گیری و تعین سطح مایع است. به طور کلی، شش روش برای اندازه‌گیری و نظارت بر سطح مایعات وجود دارد که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند.
روش‌های اندازه‌گیری و تعیین سطح مایعات
۱-ترانسمیتر سطح شناوری
این سطح‌سنج‌ها از یک شناور معلق در مایعات و یک میله مدرج که به عنوان عمق‌سنج عمل می‌کند استفاده می‌نمایند.طبق قانون ارشمیدس،برهر جسم شناور در سطح مایع یک نیروی رو به بالا وارد می‌گردد؛ این نیرو باعث جابجایی شناور در سطح مایع شده که با تعیین محل شناور می‌توان سطح مایع را اندازه‌گیری نمود. یکی از مزایای سطح‌سنجی شناور، دقت آن در محیط‌های کف‌آلود است. با این وجود این روش، معایبی را نیز در پی خواهد داشت. مواد موجود در میله یا شناور شما ممکن است با محیط سازگار نباشد. مشکلات دما و شناوری ممکن است صحت نتایج را تغییر دهد. سرانجام، جابجایی شناورها و میله‌ها در ظروف بسیار کوچک‌تر ممکن است نتایج نادرست را به دنبال داشته باشد. در واقع این روش برای کاربردهای معمولی مناسب است.
۲-ترانسمیتر اختلاف فشاری
این ترانسمیتر را می‌توان با تعیین تفاوت ارتفاع فشاری بین پورت فشار کم و پورت فشار بالا در پیکربندی معمول آن، برای تعیین سطح مایع استفاده کرد.
۳-سلول‌های بار
سلول بار (بارسل) یک تکنیک مبدل است که وزن، نیرو یا بار مکانیکی را اندازه‌گیری می‌کند و یک سیگنال خروجی را ایجاد می‌کند که داده‌ها را برای انتقال به سطح سیال تقویت مینماید.
۴-ترانسمیتر سطح راداری
رادار روشی غیرتماسی است که مستلزم پرش پالس الکترومغناطیسی از سطح سیال و اندازه‌گیری زمان لازم برای بازگشت پالس به سنسور می‌باشد. هرچه پالس سریعتر برگردد، یعنی سطح مایع بالاتر است.
۶-ترنمسیتر رادیویی
(فرستنده‌های سطح خازنیRF)
فن‌آوری RF از خصوصیات الکتریکی خازن‌ها به منظور ترسیم و تعیین حدفاصل و ارتفاع از سطح استفاده می‌کند؛ بنابراین، این فن‌آوری می‌تواند در تعیین سطح مواد پودری و دانه‌دانه، مایعات آبکی، حتی مایعات با چگالی متفاوت مورد استفاده قرار گیرد.
۷-ترانسمیتر سطح اولتراسونیک
از آن‌جایی‌که این فن‌آوری بدون تماس است، اسیدها، مواد شیمیایی چاپی، حتی فاضلاب را می‌توان با این روش به راحتی اندازه‌گیری کرد. مایعات آبکی و فوم مانند می‌توانند دقت این فن‌آوری را کاهش دهند. ترانسمیتر اولتراسونیک امواج صوتی تولیدی را به سطح مایع می‌فرستد، این امواج به سطح مایع برخورد و سپس برگشت داده می‌شوند، ترانسمیتر با محاسبه زمان رفت و برگشت امواج، ارتفاع مایع را تعیین می‌کند.
۸-ترانسمیتر ارتعاشی
این ترانسمیتر شامل یک تیغه می‌باشد که اگر این تیغه با مایع داخل مخزن برخورد کند فرکانس نوسان آن تغییر می‌یابد و با سنجش این تغییر فرکانس، می‌توان سطح مایع را اندازه‌گیری کرد.
۹-ترانسمیتر با پره متحرک
از پره‌های متحرکی تشکیل شده‌اند که به واسطه یک موتور الکتریکی به حرکت درمی‌آیند. وقتی سطح مایع بالا می‌آید با این پره‌ها برخورد کرده و از چرخش پره‌ها جلوگیری می‌کند، در این زمان سنسور آن فعال شده و سطح مایع را نمایش می‌دهد.
۱۰-ترانسمیتر نوری
این روش مبتنی بر استفاده از یک فرستنده و گیرنده نوری است که براساس بازتابش نور از سطح اجسام و اندازه‌گیری زمان رفت و برگشت نور عمل می‌کند و سطح مایع درون مخزن را اندازه‌گیری مینماید.
خروجی متلب
دیدگاه ها