کنترل
سال:1397 | دوره:12 | شماره:1 |تعداد مقالات:5

در این مقاله قانون کنترل تعقیب برای کلاسی از سیستم های فازی چندجمله ای طراحی می شود. قانون کنترل از دو بخش رویتگر و فیدبک حالت تشکیل شده است. با استفاده از یک رویتگر فازی چندجمله ای، بردار حالت سیستم تخمین زده می شود و بهره فیدبک چندجمله ای، از بردار حالت تخمین زده شده برای تحقق قانون کنترل استفاده می کند. قانون کنترل فازی چندجمله ای، بردار حالت فرایند را به تعقیب از بردار حالت یک مدل مرجع پایدار تحت شاخص نرم بینهایت وادار می کند. شرایط کافی برای تعیین پارامترهای قانون کنترل در قالب یک برنامه مجموع مربعات ارائه خواهد شد. برای نشان دادن کارایی روش ارائه شده طراحی قانون کنترل و شبیه سازی در قالب چند مثال انجام می شود.

در این مقاله سیستم ها ی دینامیکی با توابع غیرخطی لیپ شیتز یک طرفه در حضور تاخیر زمانی و ترم های نامعلوم ناشی از عدم قطعیت های مدل و اغتشاشات خارجی مورد مطالعه قرار می گیرند. شرط لیپ شیتز یک طرفه نسبت به شرط متداول و مرسوم لیپ شیتز محافظه کاری کمتری داشته و دسته وسیع تری از توابع غیر خطی را شامل می شود. هدف از این مقاله، طراحی کنترل کننده فیدبک حالت برای سیستم مذکور است به نحوی که پایداری مقاوم و زمان محدود متغیر های حالت سیستم حلقه بسته تضمین شود. برای این منظور، بر اساس رویکرد لیاپانوفی در آنالیز پایداری سیستم های تاخیری، تابعک لیاپانوف-کراسوفسکی مناسب برای سیستم تاخیری مذکور، انتخاب گردیده و شرایط کافی جهت پایدارسازی زمان محدود مقاوم بر اساس نامساوی های ماتریسی خطی بیان شده است. همچنین از حل نامساوی های ماتریسی استخراج شده، بهره فیدبک حالت محاسبه گردیده است. در پایان نیز مثالهای عددی و شبیه سازی هایی برای نشان دادن کارایی روش پیشنهادی ارائه شده است. همچنین نشان داده شده است که قضیه ارائه شده در این مقاله دارای محافظه کاری کمتری بوده و محدوده عملکردی وسیعتری را شامل می شود. در این مقاله سیستم ها ی دینامیکی با توابع غیرخطی لیپ شیتز یک طرفه در حضور تاخیر زمانی و ترم های نامعلوم ناشی از عدم قطعیت های مدل و اغتشاشات خارجی مورد مطالعه قرار می گیرند. شرط لیپ شیتز یک طرفه نسبت به شرط متداول و مرسوم لیپ شیتز محافظه کاری کمتری داشته و دسته وسیع تری از توابع غیر خطی را شامل می شود. هدف از این مقاله، طراحی کنترل کننده فیدبک حالت برای سیستم مذکور است به نحوی که پایداری مقاوم و زمان محدود متغیر های حالت سیستم حلقه بسته تضمین شود. برای این منظور، بر اساس رویکرد لیاپانوفی در آنالیز پایداری سیستم های تاخیری، تابعک لیاپانوف-کراسوفسکی مناسب برای سیستم تاخیری مذکور، انتخاب گردیده و شرایط کافی جهت پایدارسازی زمان محدود مقاوم بر اساس نامساوی های ماتریسی خطی بیان شده است. همچنین از حل نامساوی های ماتریسی استخراج شده، بهره فیدبک حالت محاسبه گردیده است. در پایان نیز مثالهای عددی و شبیه سازی هایی برای نشان دادن کارایی روش پیشنهادی ارائه شده است. همچنین نشان داده شده است که قضیه ارائه شده در این مقاله دارای محافظه کاری کمتری بوده و محدوده عملکردی وسیعتری را شامل می شود.

حسگر مغناطیسی یکی از حسگرهای مهم مورد استفاده در سیستم تعیین وکنترل وضعیت ماهواره است. با توجه به بروز خطاهای مختلف در هنگام جدا شدن ماهواره از ماهواره بر و همچنین هنگام چرخش ماهواره در مدار، لازم است پارامترهای این حسگر به شکل روی برد دوباره اصلاح گردد. برای این منظور در این مقاله راهکارهایی برای استخراج پارامترهای حسگر ارائه شده است که در آنها نیاز به دانستن وضعیت لحظه ای ماهواره نمی باشد. در این راستا ابتدا یک مدل از حسگر مغناطیسی ارائه شده که بر خلاف مدل های مرسوم شامل اثر غیرخطی، اثر هیسترزیس، اثر کوانتیزه کردن داده ها، اثر نفوذپذیری و خطای نصب است. در ادامه به منظور کالیبراسیون روی برد حسگر، ساختارهای سری دو مرحله ای خارج از خط و برخط پیشنهاد شده است. در حالت خارج از خط، از ترکیب دو الگوریتم پاسخ متمرکز و لونبرگ مارکارد استفاده شده است و در حالت برخط دو الگوریتم مبتنی بر فیلتر کالمن توسعه یافته و خنثی پیشنهاد گردیده است. با استفاده از راهکارهای معرفی شده می توان انواع خطاهای حسگر شامل بایاس، ضریب مقیاس و خطای نصب را بطور همزمان تعیین نمود و دقت کالیبراسیون را در قیاس با کارهای مشابه بهبود بخشید. نتایج شبیه سازی روی یک ماهواره نزدیک به زمین نشان می دهد که این دو روش پارامترهای حسگر را با دقت قابل قبول استخراج می کنند. بر این اساس، رویکرد مبتنی بر پاسخ متمرکز هر چند دارای زمان محاسبات و همگرایی کوتاه تر در قیاس با روش های برخط دارا می باشد اما دارای دقت کمتر می باشد.

درکنترل بینامبنا ربات از اطلاعات استخراج شده از حسگر بصری برای کنترل حرکت ربات استفاده می شود. در روش های سنتی کنترل بینامبنا، مدل ربات و مدل دوربین مورد نیاز است. به دست آوردن این مدل ها زمان بر و گاهی اوقات غیرممکن است. بنابراین در تحقیقات اخیر از روش های هوشمند برای مقابله با این چالش استفاده می شود. در این پژوهش ابتدا از یک کنترل گر فازی ترکیبی برای کنترل بازوی ربات استفاده شده است. ورودی های بصری کنترل گر از طریق کینکت حاصل می شود و خروجی کنترل گر میزان چرخش زاویه موتورهای مفاصل ربات از موقعیت فعلی آن ها است. کنترل گر ترکیبی شامل دو کنترل گر می باشد. کنترل گر اول بر پایه مدل فازی معکوس است که تقریبی از مدل واقعی معکوس سیستم، با استفاده از داده های جمع آوری شده است. به منظور افزایش دقت، یک کنترل گر خبره فازی برای وقتی که موقعیت مجری نهایی نزدیک هدف است، طراحی شده است. از آنجا که تعیین دقیق پارامترهای کنترل گر خبره فازی ممکن نیست، همچنین به منظور تطبیق پذیری کنترل گر در برابر تغییرات جزیی در محیط کار، از معماری عملگر-نقاد که از جمله روش های یادگیری تقویتی است برای تنظیم پارامترهای آن استفاده شده است. کنترل گر ارائه شده بر روی بازوی ربات ARM_6AX18 پیاده سازی شده است. نتایج آزمایش های عملی نشان می دهد که با استفاده از روش ارائه شده، مجری نهایی به موقعیت هدف از پیش تعیین شده با دقت خوبی می رسد.

این مقاله به دو موضوع پایدارسازی وسایل ابر حفره ساز در مود عمق و تخمین متغیرهای حالت برای اجرای کنترل کننده طراحی شده می پردازد. ابتدا با بهره گیری از تئوری خطی سازی با پسخور، مدل غیرخطی، خطی سازی و سپس برای پایدار کردن مدل کنترل کننده ایی بر مبنای روش LQR طراحی شده است. این روش نیاز به پسخور همه متغیرهای حالت دارد، در حالی که در عمل، اندازه گیری همه متغیرهای حالت ممکن نیست و لازمست داده های حسگرهای موجود با خروجی های مدل سیستم ترکیب کرد تا به تخمینی قابل قبول از مقدار متغیرهای حالت سیستم دست یافت. در این مقاله با ترکیب خروجی های مدل و داده های حسگرها با استفاده از فیلترهای EKF و UKF به تخمین متغیرهای حالت وسیله و استفاده از آنها در کنترل بهینه حرکت وسیله در مود عمق پرداخته شده است. در شبیه سازی های انجام شده با مدل غیرخطی سیستم نشان داده شده است که دو فیلتر توانایی تخمین مناسب متغیرهای حالت به منظور پایدارسازی سیستم و رد اغتشاشات را دارد و هر یک از فیلترها در تخمین برخی از متغیرها بهتر عمل می کنند. در شبیه سازی عملکرد کنترل کننده های طراحی شده، نکات عملی مانند اشباع شدن عمل کننده ها و نحوه جبران آنها در نظر گرفته شده وتوانایی کنترل کننده در پایدارسازی وسیله نشان داده شده است.