17140

55 گلپايگان

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1395

115ص: مصور، جدول، نمودار

مصطفي نصيري

1400/11/11

كتابنامه

مهندسي مكانيك

فني مهندسي گلپايگان

1400/11/11

55

چكيده: سيستم كنترل تحت شبكه، سيستم كنترلي است كه ارتباط بين اجزاي آن از طريق شبكه صورت مي¬گيرد. امروزه اين سيسستم¬ها در زمينه¬هاي فراواني مانند وسايل نقليه بدون سرنشين، كنترل از راه دور ربات و جراحي از راه دور كاربرد دارند. در كنار كاربردرهاي فراوان، سيستم¬هاي كنترل تحت شبكه داراي مشكلاتي از جمله تأخير زماني و اتلاف داده در هنگام ارسال داده از طريق شبكه هستند. در سيستم¬هاي كنترل تحت شبكه، تأخير زماني و اتلاف داده مي¬تواند باعث كاهش عملكرد كنترل و حتي ناپايداري سيستم تحت كنترل گردد. در اين پژوهش با ارائه روشي به جبران¬سازي مشكلات تأخير زماني و اتلاف داده در سيستم¬هاي كنترل تحت شبكه در دو حالتي كه سيستم تحت كنترل به¬صورت مدل گسسته خطي و مدل گسسته غيرخطي باشد، پرداخته مي¬شود. در اين روش، در حالتي كه سيستم تحت كنترل در حالت خطي باشد، از فيلتر كالمن خطي به-عنوان مشاهده¬گر استفاده شده و در حالتي كه سيستم تحت كنترل در حالت غيرخطي باشد، از فيلتر كالمن توسعه يافته به¬عنوان مشاهده¬گر استفاده مي¬شود. اين روش علاوه بر فيلتر كالمن از پيشگو، كنترل¬كننده و جبران¬كننده نيز تشكيل شده است. پيشگو مجموعه¬اي از پيش¬بيني¬هاي متغيرهاي حالت در زمان آينده را فراهم و كنترل¬كننده براساس خروجي پيشگو، مجموعه¬اي از پيش¬بيني¬هاي كنترل در زمان آينده را فراهم مي¬كند. جبران¬كننده اثرات تأخير زماني و اتلاف داده را از بين مي¬برد. در اينجا بر اساس روش پيشنهادي براي سيستم كنترلي در حالت خطي، روشي براي بررسي پايداري سيستم كنترل تحت شبكه كه همراه با تأخير زماني و اتلاف داده تصادفي در دو كانال پس¬خور و پيش¬رو است، نيز ارائه مي¬شود. در اينجا از سيستم پاندول معكوس چرخشي به-عنوان سيستم كنترلي براي نشان دادن اثر روش ارائه شده، استفاده شده است. در انتها نتايج نشان دهنده اين است كه سيستم پاندول معكوس چرخشي كه از طريق شبكه كنترل مي¬شود، مشكلات تأخير زماني و اتلاف داده تصادفي سبب ناپايداري سيستم مي¬گردد كه با استفاده از روش ارائه شده در اين پايان نامه اين مشكلات جبران مي¬شوند.

Abstract: Networked control system is a type of controlling system in which the components are connected together within a network. Nowadays these kinds of systems are utilised in different fields such as unmanned vehicles, remote controlled robots and tele-control surgeries. Beside the expanded utilisations of these systems, they would have problems too, including time delay and data dropouts which will be occurred during sending dataʹs within the network. These two problems could decrease controlling efficiency and cause instability for systems which are controlled by a network. In this project the compensation of time delay and data dropouts are solved by introducing a method for discrete linear and nonlinear systems. For linear systems, the linear kalman filter is used as an observer and for nonlinear the extended kalman filter is used. Predictor, controller and compensator are the other parts of this method beside the kalman filter. The predictor would provide predictions related to the state in future and the controller would obtain controlling predictions based on the predictorʹs outputs. Compensator would eliminate the effects cuased by time delay and data dropout. In addition a method is introduced for stability analysis of networked control system which has the problems of time delay and data dropouts in both forward and feedback channels according to the suggested method for linear system. Here in a rotational inverted pendulum system is used as a system for representing the effects of this method. In conclusion, results demonstrate that the rotational inverted pendulum system which is controlled by a network, the problems of time delay and circumstantial data dropout causes the instability in system that would be compensated by the presented method in this thesis.

مصطفي نصيري