شماره راهنما :
1915 دكتري
پديد آورنده :
اويسي، الهام
عنوان :
كنترل تطبيقي با عملكرد از پيش توصيف‌شده‌ي سيستم‌هاي كليدزني غيرخطي در حضور عيب عملگر
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
نه، [106]ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مرضيه كمالي
استاد مشاور :
محمدجواد يزدان‌پناه
توصيفگر ها :
سيستم كليدزني , سيستم غيرخطي به فرم فيدبك غيراكيد , كنترل مبتني بر رويداد , عيب عملگر , راستاي كنترلي
استاد داور :
جواد عسگري، جعفر قيصري
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/02/24
دانشكده :
مهندسي برق و كامپيوتر
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/03/17
چكيده فارسي :
سيستم‌هاي كليدزني يا چندمدلي، دسته‌اي از سيستم‌هاي هايبريد هستند كه از تعداد محدودي زيرسيستم زمان-پيوسته و يك سيگنال كليدزني كه موجب راه‌اندازي زيرسيستم‌ها مي‌شود، تشكيل شده است. از آن‌جا كه بسياري از سيستم‌هاي ديناميكي ازقبيل كنترل ترافيك هوايي و فرآيندهاي شيميايي چندمدلي بوده و مي‌توانند به كمك يك سيستم كليدزني مدل شوند، اين سيستم‌ها موردتوجه بسياري از محققان قرار گرفته‌اند. باتوجه به اين‌كه بسياري از سيستم‌هاي كنترلي پيشرفته توسط كامپيوتر برنامه‌ريزي مي‌شوند و تمايل به افزايش سرعت در كنترل سيستم‌ها وجود دارد، بنابراين بحث پايداري و طراحي كنترل‌كننده براي يك سيستم كليدزني تحت شرايطي كه سيگنال كليدزني كاملا دلخواه و به اندازه كافي سريع باشد، اهميت بسزايي دارد.
يكي از چالش‌هاي اصلي در برخورد با سيستم‌ها، عيب‌هايي است كه ممكن است به‌طور ناگهاني عملگرهاي مختلف را حين عملكرد سيستم تحت تأثير قرار داده و حتي منجر به ناپايداري شود. يكي از روش‌ها در راستاي حصول اطمينان از عملكرد مطلوب سيستم در حضور عيب‌هاي عملگر، استفاده از افزونگي عملگرها است. به اين ترتيب قانون كنترل به‌گونه‌اي طراحي مي‌شود كه با وجود عيب در تعدادي از عملگرها، عملكرد كنترلي مطلوب برآورده شود. با توجه به نامشخص بودن ماهيت عيب‌هاي عملگر، روش‌هاي كنترل تطبيقي، يكي از ابزارهاي مناسب در برخورد با آن‌ها هستند. همچنين در بسياري از سيستم‌هاي كنترل، حالت‌هاي سيستم براي اندازه‌گيري در دسترس نبوده و توابع غيرخطي موجود در سيستم نيز نامشخص هستند، بنابراين استفاده‌ي مناسب از مشاهده‌گر حالت و نيز سيستم‌هاي فازي يا شبكه‌هاي عصبي در طراحي كنترل‌كننده مورد توجه است.
با توجه به اين‌كه سيستم‌هاي غيرخطي به فرم فيدبك غيراكيد نسبت به فرم فيدبك اكيد عمومي‌تر بوده و دسته‌ي بيشتري از سيستم‌ها را شامل مي‌شوند، در اين تحقيق، سيستم‌هاي كليدزني غيرخطي به‌فرم فيدبك غيراكيد مورد مطالعه قرار مي‌گيرند. با توجه به اهميت وقوع عيوب عملگر متغير با زمان از نوع قفل‌شونده، كاهش كارايي و باياس، ابتدا يك كنترل‌كننده تطبيقي با نگرش جبران‌سازي عيب براي سيستم كليدزني موردنظر طراحي شده و در آن از ايده‌ي عملكرد خطاي ازپيش توصيف‌شده نيز بهره برده مي‌شود. بر اساس اين ايده، خطاي تعقيب به يك همسايگي كوچك حول مبدا كه داراي حدود ازپيش تعيين‌شده‌اي است، همگرا مي‌شود. در ادامه، يك كنترل‌كننده مبتني بر رويداد با نگرش جبران‌سازي عيب براي سيستم كليدزني موردنظر كه در آن راستاي كنترل نيز نامعلوم است، طراحي مي‌شود. كنترل‌كننده‌هاي مبتني بر رويداد يك انتخاب مناسب براي سيستم‌هايي با پهناي باند محدود، نظيرسيستم‌هاي كنترل تحت شبكه هستند. شايان ذكر است كه علاوه بر نامشخص بودن توابع غيرخطي در سيستم، محدوديت مربوط به در دسترس بودن حالت‌هاي سيستم، در اين تحقيق وجود ندارد. ويژگي مهم روش‌هاي پيشنهادي، سادگي روابط و قوانين طراحي در عين پيچيدگي موضوع تحقيق است. در پايان، به‌منظور نشان دادن كاربرد كنترل‌كننده‌ي مبتني بر زمان طراحي‌شده، يك قانون كنترل تطبيقي براي يك VSNSV در حضور اختلالات خارجي نامعلوم و عيب‌هاي عملگر نامشخص ارائه مي‌شود. در روش‌هاي كنترلي پيشنهادي براي سيستم‌هاي كليدزني غيرخطي مورد بحث، كرانداري سيگنال‌هاي سيستم حلقه بسته و همگرايي خطاي تعقيب به يك همسايگي كوچك حول مبدا با حدود ازپيش تعيين‌شده، اثبات مي‌شود. همچنين براي نمايش نحوه عملكرد روش‌هاي پيشنهادي، شبيه سازي‌هاي متعددي انجام شده و نتايج آن‌ها ارائه گرديده است.
چكيده انگليسي :
This dissertation is concerned with the both problems of adaptive output-feedback control and event-triggered output feedback control of switched non-strict feedback nonlinear systems. By introducing a novel error surface and without using the Nussbaumm function technique, adaptive control strategies are proposed for the general case where the nonlinear functions and the control gain functions with their signs are unknown, and the states are unmeasurable. The considered switched nonlinear system contains unknown time-varying actuator faults, which are modeled as lock-in-place, loss of effectiveness and bias faults. To improve the transient performance in the presence of unknown actuator faults, the prescribed performance approach is used. The "explosion of complexity" problem is avoided through using low-pass filters. The stability of the closed-loop system under arbitrary switching is shown using Lyapunov stability theory, based on which, the tracking error is shown to converge to a small residual set with the prescribed performance bounds. In order to demonstrate that the proposed techniques are practical, a VSNSV system is investigated and an adaptive controller is designed for it. The advantages of the proposed techniques are verified through simulation results.
استاد راهنما :
مرضيه كمالي
استاد مشاور :
محمدجواد يزدان‌پناه
استاد داور :
جواد عسگري، جعفر قيصري
