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.
فرزاد
سلام، نماز و روزه ها قبول باشه ، من فصل ۱۳ و ۱۴ رو از شما خریدم ، دوستم از لحاظه مالی در مضیقه است از من خواسته فایل هارو فقط برایه خودش بهش بدم مطالعه کنه خواستم ببینم شما راضی هستین؟ ایشون فقط واسه مطالعه خودش میخواد قرار نیست به کسی بده
علی جوادی
@فرزاد,
با سلام و عرض قبولی طاعات. اول باید از شما تشکر کنم که سعی کردید بدون اجازه فیلمها رو در اختیار فرد دیگری قرار ندید.
در مورد این درخواست شما من یه جواب کلی دارم و اون اینه که اگر کسی واقعا توان مالی برای خرید نداره، میتونه با افراد دیگه مشترکا از فیلمها استفاده بکنه ولی اگه توان مالی داره حتما باید هر فرد خودش خریداری کنه. حالا اینکه چه کسی واقعا توان مالیش رو داره یا نه، به وجدان خودتون واگذار میکنم.
البته با توجه به اینکه مدیر سایت هم در این مساله ذینفع هستش، باید از ایشون هم اجازه بگیرید.
موفق باشید
پیام
با سلام من میخواهم یک سیستم غیر خطی (یک ربات تعادلی) را با کنترلر فازی کنترل کنم که خروجی این سیستم که باید کنترل شود با یک نویز ترکیب میشود و با ورودی مقایسه میشود و وارد کنترلر میشود و بقیه ماجرا….
دو سوال از شما داشتم :
1-آیا میتوان از فیلتر کالمن و کنترلر فازی در یک پلنت غیرخطی استفاده کرد؟
2-با توجه به هزینه ی زیاد تهیه ی کل این مجموعه و با در نظر مطالبی که گفتم ( در مورد اینکه سیستم من غیرخطی است و میخواهم از فیلتر کالمن برای مشاهده حالت استفاده کنم) ، کدام فصول را باید خریداری کنم؟
با تشکرر بخاطر زحمات شما
علی جوادی
@پیام,
سلام
1) همونطور که بارها داخل فیلمها گفتم (از جمله جلسه اول)، هر فیلتری رو با هر کنترل کننده ای در حالت کلی نمیشه ترکیب کرد ولی میشه امتحان کرد. در خیلی از موارد هم این کار جواب میده ولی تضمینی برای پایداری و همگرایی وجود نداره به جز موارد خاص (جلسه اول رو با دقت ببینید)
2) هر فیلتر غیرخطی رو میتونید امتحان کنید اما شاید بهتر باشه از جلسه 86 (EKF) و 87 (UKF) شروع کنید چون تنها جایی داخل کتاب هستش که ورودی کنترلی در نظر گرفته شده و کدها طوری نوشته شدند که میتونید با تغییرات کمی به سیستم خودتون اعمال کنید. برای توضیحات تکمیلی هم میتونید کل فصلهای 13 و 14 رو ببینید.
amir
لطفا مباحث مربوط به تخمین حالت با روش Moving Horizon Estimation (MHE)
را هم در این فیلم آموزشی ارایه دهید
علی جوادی
@amir,
فعلا اولویت من اینه که تمام مباحثی که قولش رو دادم تموم بکنم. اگه درآینده فرصت شد شاید MHE رو هم تو مباحث تکمیلی پوشش بدم
amir
@amir,
ممنون
مباحث فیلترهای ذره ای هوشمند هم اشاره ای بفرمایید
به عنوان مثال
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0952197613002224
علی جوادی
@amir,
اگر در آینده فرصت شد شاید این مباحث رو هم پوشش بدم
موفق باشید
حسن
با سلام
چرا تخفیف filman1 که زمانش نا محدود بود اعمال نمی شود؟
با سپاس
علی جوادی
@حسن,
با سلام
زمان این تخفیف نامحدود بود اما تعداد خریدها محدودیت داشت و الان حداکثر تعداد خرید انجام شده. لطفا منتظر تخفیف های بعدی داخل کانال باشید
با درود
علی
سلام . حدودا چه زمانی شروع به آموزش فیلتر کالمن مکعبی (CKF) می کنید ؟
با تشکر
علی جوادی
@علی,
سلام
اگه مشکل خاصی پیش نیاد از هفته بعد فیلتر ذرهای شروع میشه (فصل 15). هر وقت فصل 15 تموم شد، مباحث تکمیلی شامل CKF شروع میشه
کوورش بهشتی
چگونه برای انتخاب مقدار اولیه وزن های شبکه عصبی و دینامیک آن یک معادله حالت تعریف کنیم ( مقدار ماتریس وزن را حالت یا فرایند در نظر بگیریم) ، لطفا اگر اطلاعاتی دارید راهنمایی کنید؟
علی جوادی
@کوورش بهشتی,
با سلام
بحث تعیین وزنهای شبکه عصبی یک حالت خاص از بحث تخمین پارامتر هستش که جلسه 79 (با استفاده از EKF) بحث شد. خود بحث تخمین پارامتر هم حالت خاصی از تخمین دوگانه هستش که جلسه 88 بحث شده. جلسه 88 من مستقیما وارد بحث شبکه های عصبی نشدم ولی روش مدلسازی پارامتر و روشهای تعیین کواریانس نویز مربوط به پارامتر (که میتونه وزن شبکه عصبی باشه) رو ارائه کردم. نحوه مدلسازی هم برای سیستمهای پیوسته و هم برای سیستمهای گسسته مطرح شده و به نظرم جلسه 88 بدردتون بخوره
کوورش بهشتی
@علی جوادی,
با سلام ممنون از پاسخگویی
من جلسه 88 نمی بینم اینجا؟!
کوورش بهشتی
@کوورش بهشتی,
عذرخواهی می کنم دیده شد
حسین ح
لطفا اگر کسی درباره روش EKF میتونه پروژه بنویسه به من اطلاع بدید. ممنون
hossein_hafezan@yahoo.com
علی جوادی
@حسین ح,
سلام
تمام تلاش من اینه که انجام پروژه رو بهتون یاد بدم تا خودتون انجام بدید. اگر تمام توضیحات و کدها رو با من همراه باشید، قطعا خودتون میتونید هر پروژه ای رو انجام بدید. البته اگر پروژه رو شروع کنید و وسط کار به مشکل بخورید، میتونید سوال کنید و من اگر بلد بودم و وقت داشتم، حتما جواب میدم
موفق باشید
حسین ح
سلام
در مورد موضوعات آموزشی پروژه هم انجام میدین ؟
مدیر سایتادمین سایت ( مالک تایید شده )
@حسین ح,
سلام
پروژه درسی خیر اما پروژه صنعتی بله. در مورد فیلم هایی هم که تماشا میکنید پاسخگوی مطالبی که درون فیلم ها گفته شد نیز هستیم.
پروژه درسی هم در صورتیکه از استاد راهنماتون نامه کتبی بیارید و امضای ایشون پاش باشه مشکلی برای انجامش نداریم. ( اون نامه رو کافیه که ازش عکس بگیرید و آپلود کنید)
سپاسگزارم
سامان
فصل 14و 15 رو آموزش نمی دید؟
علی جوادی
@سامان,
با سلام
به خاطر این تاخیر عذرخواهی میکنم. همونطور که قبلا گفتم، دو تا از مقاله هام ریوایز خورده و مشغول اصلاح اونها هستم. به محض اینکه اونارو بفرستم فصل های 14 و 15 رو در خدمتتون خواهم بود
لطفا کمی صبور باشید
Amir Baghban
سلام. من فصل پنجم را خریداری کردم. در همگام دانلود جلسات 17 تا 20 دانلود قطع شد والان دیگر آن لینک ها اجازه دانلود مجدد را به من نمیدهند. متشکر میشم اگه کمکم کنید
مدیر سایتادمین سایت ( مالک تایید شده )
@Amir Baghban,
سلام
دوباره فرستادم
سپاس