توصيفگر ها :
سيستم غيرخطي به فرم فيدبك اكيد , كنترل گام به عقب تطبيقي , كنترل مبتني بر رويداد , عملكرد از پيش توصيف شده
چكيده فارسي :
در سال‌هاي اخير كنترل تحت شبكه يكي از محورهاي تحقيقاتي مهم در دانشگاه‌ها و صنايع است و به يك حوزه تحقيقاتي چندرشته‌اي تبديل شده است. در پژوهش‌هاي اخير سعي شده است تا ويژگي‌ها و محدوديت‌هاي سخت‌افزار مورد نظر براي پياده‌سازي كنترل‌كننده و شبكه ارتباطي در طراحي سيستم كنترل در نظر گرفته شود. در اين سيستم‌ها چالش‌هايي همچون گم شدن بسته‌هاي اطلاعاتي و محدوديت پهناي باند براي اين سيستم‌ها مورد توجه پژوهشگران بوده است. كنترل مبتني بر رويداد به عنوان يك راه حل براي مشكل پهناي باند در سيستم‌هاي تحت شبكه ارائه شده است. در كنترل مبتني بر رويداد، اطلاعات سيستم تحت كنترل و ورودي كنترلي در صورت وقوع شرط خاصي بر روي شبكه ارسال مي‌شود. در اين سيستم، مكانيزم تشخيص رويداد وظيفه بررسي اين شرط را بر عهده دارد. اين شرط به گونه‌اي طراحي مي‌شود كه كارايي خاص و يا پايداري سيستم كنترل تحت شبكه را تضمين كند. روش كنترل مبتني بر رويداد علاوه بر حفظ كارايي سيستم، باعث كاهش تعداد دفعات انتقال داده و نيز تعداد دفعات به روزرساني محاسبات ورودي كنترلي مي‌شود. در نتيجه داراي مزيت‌هايي از جمله كاهش انرژي و استفاده بهتر از منابع ارتباطي و محاسباتي است. به بيان ديگر مي‌توان گفت استفاده از روش كنترل مبتني بر رويداد در كاربردهاي عملي كه معمولا داراي محدوديت پهناي باند و منابع محدود انرژي هستند، بسيار مناسب خواهد بود. بسته به شرايط سيستم مورد مطالعه، روشهاي كنترلي مختلفي براي كنترل سيستم‌هاي تحت شبكه پيشنهاد شده است. روشهاي كنترل تطبيقي، كنترل بهينه، كنترل پيش‌بين مبتني بر مدل و كنترل مقاوم از اين دسته هستند. در اين پايان‌نامه يك روش كنترل گام به عقب تطبيقي براي كنترل مبتني بر رويداد سيستم‌هاي غيرخطي نامعين به فرم فيدبك اكيد پيشنهاد شده است. در ابتدا يك كنترل مبتني بر رويداد براي سيستم مورد نظر طراحي مي‌شود. در اين روش نمونه‌برداري در كانال سنسور به كنترل‌كننده، بر روي حالت‌هاي سيستم انجام مي‌گيرد. كنترل‌كننده‌هاي مبتني بر رويداد يك انتخاب مناسب براي سيستم‌هايي با پهناي باند محدود هستند، زيرا باعث شده تا فقط سيگنال‌هايي از طريق كانال ارتباطي انتقال يابندكه شرط از پيش تعيين شده براي آن‌ها برقرار شود. در اين پايان‌نامه كنترل‌كننده با پيشنهاد كنترل‌كننده مجازي، ورودي كنترلي و شرط تريگر جديد، طراحي شده است و رفتار سيستم مورد بررسي قرار گرفته است. در ادامه به منظور بهبود پاسخ گذراي سيستم از ايده‌ي عملكرد خطاي از پيش توصيف شده نيز بهره برده مي‌شود كه در اين عملكرد، نمونه‌برداري در كانال كنترل‌كننده به عملگر انجام گرفته است كه ميزان انتقال سيگنال نسبت به نمونه‌برداري بر روي حالت‌هاي سيستم، كاهش مي‌يابد و همچنين باعث محدود شدن مقدار جهش سيگنال منتقل شده به عملگر مي‌شود. بر اساس اين ايده، خطاي تعقيب به يك همسايگي كوچك حول مبدا كه داراي حدود از پيش تعيين شده‌اي است، همگرا مي‌شود. در روشهاي كنترلي پيشنهادي، كران‌داري سيگنال‌هاي سيسستم حلقه بسته و همگرايي خطاي تعقيب به يك همسايگي كوچك حول مبدا كه داراي حدود از پيش تعيين شده‌اي است، اثبات مي‌شود. براي هر يك از روشهاي ارائه شده در اين پايان‌نامه، قضيه عدم وجود رفتار زنو ثابت مي‌شود. همچنين براي هريك از الگوريتم‌هاي پيشنهادي، شبيه‌سازي‌هايي انجام شده است كه نتايج آن كارايي طراحي‌هاي صورت‌گرفته را نشان مي‌دهد.
چكيده انگليسي :
In recent years Networked control is one of the great research fildes in universities and industries and has become a multi-discipline research field. In Recent researchs it has been tried to consider the features and limitations of the hardware required for the implementation of the controller and communication network in the design of the control system. In these systems, challenges such as missing packets and bandwidth limitations for these systems have been considered by researchers. Event-based control has been proposed as a solution to the problem of bandwidth in networked systems. In event-based control, the information of the system under control and control input are sent over the network in the event of a specific condition. In this system, the event detection mechanism is responsible for checking this condition. This condition is designed to ensure the specific performance or stability of the network control system. Event-based control method, in addition to maintaining system efficiency, reduces the number of times the data is transferred and the number of times the control input control is updated. As a result, it has advantages such as reduced energy and better use of communication and computing resources. In other words, it can be said that the use of event-based control method in practical applications, which usually have limited bandwidth and limited energy resources, will be very appropriate. Depending on the conditions of the studied system, different control methods have been proposed to control the networked systems. Adaptive control methods, optimal control, model-based predictive control and robust control are in this category. In this thesis an adaptive backstepping control method is proposed for event-based control of uncertain strict feedback nonlinear systems. Initially, an event-based control is designed for the system. In this method, sampling in the sensor channel to the controller is performed on the system states. Event-based controllers are a good choice for systems with limited bandwidth, as they allow only signals to be transmitted through the communication channel for which a predetermined condition is met. In this thesis, the controller is designed by introducing a new virtual controller, control input and a new trigger condition, and the system behavior is improved. In the following, In order to enhance the transiant response, the idea of prescribed error performance is also used. In this method, sampling is done in the control channel to the actuator, which reduces the signal transmission rate compared to sampling on system states. It also limits the Jump in the signal transmitted to the actuator, According to this idea, the tracking error converges to a small neighborhood around the origin that has predetermined boundaries. In the proposed control methods, the boundedness of the closed-loop system signals and the convergence of the tracking error to a small neighborhood around the origin with a predetermined boundary is proved. For each of the methods presented in this thesis, the theorem of the absence of Zeno behavior is proved. Also, simulations are performed for each of the proposed algorithms. Which the results show the efficiency of the designs made.
