مرجع مهندسی كنترل | دانش با کیفیت در مرز علم
همونطور که میدانید بحث تخمینگر (Estimator) یا رویتگر (Observer) نه تنها در مهندسی کنترل (Control Engineering) و مهندسی برق (Electrical Engineering)، بلکه در تمامی رشته‌های مهندسی و حتی غیر مهندسی از جمله مهندسی مکانیک (Mechanical Engineering)، مهندسی شیمی (Chemical Engineering)، مهندسی هوافضا (Aerospace Engineering)، روباتیک (Robotics)، اقتصاد (Economics)، بوم‌شناسی (Ecology) و زیست‌شناسی (Biology) کاربرد فراوانی دارد. از طرف دیگر، فیلتر کالمن (Kalman Filter) به عنوان یک تخمینگر بهینه پرکاربردترین و محبوبترین رویتگر در تمامی کاربردهاست که مقالات و کتابهای بسیاری در مورد آن نوشته شده و هنوز هم کارهای تحقیقاتی زیادی در مورد آن انجام میشود. البته بحث تخمین به فیلتر کالمن و مشتقات آن محدود نشده و تخمینگرهای زیاد دیگری هم وجود دارند که استفاده میشوند.
من به عنوان یک مهندس کنترل در درسهای مختلفی که گذرانده‌ام، به صورت جسته گریخته با یک سری اطلاعات گسسته در مورد تخمینگرها مواجه شدم؛ از جمله بحث رویتگرهای لیونبرگر در درس کنترل مدرن یا فیلتر کالمن در درس کنترل فرآیندهای اتفاقی، اما هیچوقت به صورت منظم و سازمان یافته تخمینگرها را نشناختم. بنابراین قصد دارم در این سری فیلمها، سیر تا پیاز تخمینگرها، انواع، کاربردها، نحوه تحلیل و طراحی، نحوه پیاده‌سازی در متلب و هر چیزی که ممکن است در این مسیر مورد نیاز باشد، خدمت شما تقدیم کنم.
برای این کار یکی از کتابهای خیلی خوب و جامع را به عنوان مرجع اصلی این سری فیلمها در نظر گرفتم. نام کامل این کتاب “تخمینگرهای بهینه حالت، کالمن، ∞H و روشهای غیرخطی” بوده و نویسند آن Dan Simon از دانشگاه کلیولند است. این کتاب مزایای زیادی دارد که در جلسه اول به بعضی از آنها اشاره کرده‌ام. علاوه بر این کتاب که جنبه تئوری بحث را از آن دنبال میکنم، یک تولباکس (بر اساس متلب) رایگان و خیلی مفید را خدمت شما معرفی میکنم که شامل بسیاری از روشهای موجود بوده و از آن میتوان برای پیاده‌سازی اکثر تخمینگرها استفاده کرد. نام این تولباکس “فیلترینگ بهینه با استفاده از فیلترهای کالمن و اسموترها” بوده و تهیه کننده اصلی آن Simo Sarkka از دانشگاه آلتو فنلاند است که خودش در زمینه فیلتر کالمن و هموارسازها تحقیقات زیادی انجام داده است. با توجه به اینکه این تولباکس تمام روشهای موجود در کتاب رو پوشش نمیدهد، توابع مورد نیاز برای پیاده سازی این روشها به تدریج معرفی شده و نحوه اضافه کردن آنها به تولباکس و نحوه استفاده از آنها به طور کامل توضیح داده میشود.
به صورت خلاصه مباحث زیر در این سری فیلمها مورد بررسی قرار می گیرند:
- مقدمات ریاضی از جمله جبرخطی و سیستمهای دینامیکی و فرآیندهای تصادفی
- تخمین حداقل مربعات (Least Squares Estimation)
- انتشار حالت و کواریانس (Propagation of States and Covariance)
- فیلتر کالمن گسسته (Discrete Kalman Filter) و هموارساز آن (Kalman Smoother)
- انواع فرمولبندیهای دیگر فیلتر کالمن
- فیلتر کالمن برای سیستمهای دارای نویز رنگی (Colored Noise) و همبسته (Correlated)
- فیلتر کالمن پیوسته Kalman Bucy Filter) KBF)
- فیلتر ∞H
- ترکیب فیلتر ∞H و کالمن
- فیلتر کالمن توسعه یافته Extended Kalman Filter) EKF) و هموارساز آن (EKF Smoother)
- فیلتر کالمن بدون بو! Unscented Kalman Filter) UKF) و هموارساز آن (UKF Smoother)
- فیلتر ذره‌ای (Particle Filter)
- فیلتر Extended Kalman Particle Filter) EKPF)
- فیلتر کالمن مکعبی Cubature Kalman Filter) CKF) و هموارساز آن (CKF Smoother)
- فیلتر کالمن گاوس-هرمیت Gauss-Hermite Kalman Filter) GHKF) و هموارساز آن (GHKF Smoother)
- فیلتر کالمن تفاضل مرکزی Central Difference Kalman Filter) CDKF)
- فیلتر کالمن برای سیستمهای دارای مدل چندگانه (سیستمهای سویچینگ مارکوف) Interacting Multiple Models Filters) IMM)
پیش نیازها: آشنایی اولیه با کدنویسی در متلب
لطفا قبل از دیدن ادامه پست حتما این ویدئو را ببینید:
برای اطلاع از فهرست موضوعی تمامی جلسات اینجا کلیک کنید
نکته آخر اینکه شاید برایتان جالب باشد که دکتر کیوان افشار مقاله زیر را با راهنمایی دکتر جوادی از جلسه 108 این مجموعه چاپ کرده است.
Mass estimation and adaptive output feedback control of nonlinear electromagnetic levitation system
برای دیدن جزئیات هر جلسه شامل: پیش نمایش هر جلسه، موضوع هر جلسه، مدت زمان هر جلسه و …. به تب فهرست جلسات بروید
برای خرید یک یا چند فصل به تب خرید موضوعی بروید.
- لینک دانلود فایل بلافاصله بعد از پرداخت وجه به نمایش در خواهد آمد.
- همچنین لینک دانلود به ایمیل شما ارسال خواهد شد به همین دلیل ایمیل خود را به دقت وارد نمایید.
- ممکن است ایمیل ارسالی به پوشه اسپم یا Bulk ایمیل شما ارسال شده باشد.
- در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.
محمد
با سلام و احترام
در مجموعه شما موضوع ensemble Kalman filter تدریس شده است؟
علی جوادی
سلام
خیر. تدریس نشده
میثم
سلام اقای دکتر و خسته نباشید
اقای دکتر ما اگه بخواهیم کنترل یه سیستم پیوسته غیر خطی رو با یه میکرو مثلا dspic یا هرچیز دیگه ای پیاده سازی کنیم و اندازه گیری هامون هم که خطی ان رو با سنسور ولتاژ و یا جریان اندازه بگیریم که متصل میشن به یکی از پورت های میکرو، از کدوم یک از روش های خانواده کالمن EKF، EKBF و یا HEKF استفاده کنیم معقول تره؟ و همچنین کدوم یکی از روش های PF و یا HPF ؟ با توجه به اینکه اندازه گیری هامون همیشه در دسترسن یعنی یه حالت پیوسته دارن و به محض اینکه یه سیکل میکرو تموم شه و سیکل بعدی شرو بشه میتونه اندازه گیری ها رو برداره و ازشون استفاده کنه.
علی جوادی
سلام
من با مباحث پیاده سازی عملی فیلتر کالمن زیاد آشنایی ندارم ولی خانواده فیلتر کالمن معمولا در شبیه سازی بهتر جواب میدند مخصوصا UKf و CKF
میثم
با سلام خدمت اقای دکتر جوادی
من یه سیستم غیر خطی پیوسته با اندازه گیری گسسته رو تو سیمولینک شبیه سازی کردم
و با متلب فانکشن یه فیلتر ذره ای استاندارد (اولین روش نمونه برداری مجدد) و EKBF واسه کنترلش طراحی کردم
عملکرد فیلتر ذره ای که باید با افزایش تعداد ذره ها بهتر شده اینجوری نیست
و با تعداد 25 و 100 ذره عملکرد متوسط و با 50 ذره عملکرد عالی و در حد EKBF داره
امکان داره همچین چیزی؟
علی جوادی
سلام
اصولا تعداد ذره ها هر چقدر بیشتر باشه باید بهتر عمل کنه ولی فیلتر ذره ای در مجموع قابل اطمینان نیست.
خانواده فیلتر کالمن عملکرد قابل اطمینان تری نسبت به فیلتر ذره ای دارند
عادل اسلامي مهدي ابادي
سلام جناب جوادی
من برای دانلود تولباکس ekf/ukf از مسیری که در ویدیوها هست به مشکل برخوردم
اصلا لینک مربوط به ekf/ukf بالا نمیاد
علی جوادی
سلام
متاسفانه لینکش جدیدا مشکل پیدا کرده.
میتونید داخل فایلهای جلسه اول که رایگان هست تولباکس رو پیدا کنید
رستم
سلام
منم همچین مشکلی داشتم.
منظورتون کدوم فایله دقیقا؟
یعنی فایل های فصل اول؟
alij63@gmail.com
سلام
چه مشکلی؟
رستم
اینکه برای من هم دانلود تولباکس ekf/ukf از مسیری که گفتین امکان پذیر نیست و اصلا دانلود نمیشه
شما گفتین تولباکس رو میتونیم از فایل های جلسه اول دانلود کنیم
منظورتون کجاست دقیقا؟
alij63@gmail.com
سلام
جلسه اول رو که رایگان هم هست، دانلود کنید و داخل فایلهاش این تولباکس هم هست
فرشاد
با سلام خدمت دکتر جوادی عزیز
آیا روشهای آنلاین فیلتر کردن هم در این مجموعه آموزش داده شده است؟
با تشکر
علی جوادی
سلام
بله. به فهرست موضوعی جلسات و فهرست کتاب Dan Simon مراجعه کنید
fatemeh
سلام خدمت آقای دکتر جوادی
بنده می خواهم قسمت مربوط به الگوریتم ekf با استفاده از معادلات ریکاتی و تخمین گین کالمن با ریکاتی رو تهیه کنم.از روی تو ضیحات متوحه نشدم کدام قسمته….راهنمایی می فرمایید؟
سپاسگزارم
علی جوادی
سلام
در این مجموعه الگوریتم مربوط به EKF موجود در کتاب Dan Simon توسط تولباکس ekf/uk پیاده شده و آموزش داده شده.
خارج از این الگوریتم داخل مجموعه روشی وجود نداره. به توضیحات هر درس و کتاب Dan Simon مراجعه کنید
احمد
سلام آقای دکتر جوادی
متاسفانه پشتیبانی مجموعه شما بسیار ضعیف عمل میکنه! من کل مجموعه فیلتر کالمن شما رو دیروز خریداری کردم از یه طرف فرمودن ارسال پستی نداریم از اون طرف لینک دانلودی هم برا بنده فرستاده نشده! هیچ شماره ایم جهت تماس و ارتباط مستقیم با پشتبانی تعریف نشده! یه کانال تلگرامی هست بعد از چند ساعت جواب میدن! فرمودن براتون ارسال کردیم ولی من هیچی دریافت نکردم!!!!! نه تو inbox نه تو spam هیچ ایمیلی برا بنده فرستاده نشده!
علی جوادی
متاسفانه در این موارد از دست من هیچ کمکی بر نمیاد.
با دکتر عباسی تماس بگیرید:
09132851920
احمد
با سلام خدمت جناب آقای دکتر جوادی
ممنون بابت زحمتی که جهت تهیه این محصول کشیدید.
من مایلم کل آموزش رو در قالب بسته پستی دریافت کنم فقط دو سوال دارم اول اینکه اصا امکان ارسال پستی وجود داره؟ دوم اینکه جسارتا امکان دریافت تخفیف وجود داره؟ چون به هر حال ما دانشجوییم و این مقدار هزینه یه کم برامون سنگینه گرچه میدونم ارزش کار علمی شما قابل قیمت گذاری نیست. 09187418701
علی جوادی
سلام
این سوالات رو از قسمت پشتیبانی سایت و مدیریت پیگیری کنید.
محمدرضا
سلام خسته نباشید من کل ویدیو ها رو خریدم و تا الان 35 جلسه اولش رو دیدم.میخواستم بدونم تو این مجموعه مثالی از دیتافیوژن هست.من باید برای به دست اوردن زاویه،داده ژیروسکوب و شتاب سنج رو با هم ترکیب کنم.خود کالمن رو یاد گرفتم.مدل سازی هاش رو هم به دست اوردم ولی نمیدونم چه طوری باید ترکیبش کنم
علی جوادی
سلام
در این مجموعه فقط در مورد فیلترهای مختلف از جمله کالمن بحث شده و مباحث دیگه مثل دیتا فیوژن مربوط به این مجموعه نیست و بحث نشده. باید به کتابها و مقالات مربوطه مراجعه کنید
مینا
سلام میشه لطفا شماره تماستون رو برای من بگذارید،کاری با شما داشتم
saeede
باسلام و وقت بخیر
برای سیستم غیر خطی گسسته از چه نوع کالمن فیلتری استفاده کنم؟
چه جلسه اموزشی رو نگاه کنم؟
جلسه 3 و15تا 17 رو خریداری کردم.
باتشکر
علی جوادی
سلام
لطفا فهرست موضوعی جلسات رو دانلود کنید و تمام جلسات مربوط به این حالت داخلش اشاره شده.
از فصل 13 به بعد مربوط به سیستمهای غیرخطیه