کنترل
سال:1397 | دوره:12 | شماره:4 |تعداد مقالات:7

در این مقاله طراحی کنترل کننده پیش بین زمان پیوسته و حل معادلات دیفرانسیل-جبری حاصل از آن با استفاده از روش نیمه تحلیلی اختلال هوموتوپی ارائه شده است. در هر لحظه بروزرسانی الگوریتم کنترل پیش بین زمان پیوسته، می بایست یک مساله کنترل بهینه حلقه باز حل شود. به منظور حل مساله کنترل پیش-بین به صورت زمان پیوسته، مساله کنترل بهینه مذکور بایستی به روش غیرمستقیم حل شود. به این ترتیب که با بکارگیری حساب تغییرات و اصل حداقل یابی پونتریاگین، شرایط لازم و کافی بهینگی مستخرج می شود. در این مقاله نشان داده می شود که مساله طراحی کنترل کننده پیش بین زمان پیوسته با حل یک دستگاه معادلات دیفرانسیل-جبری با شرایط مرزی معادل است. برای حل این دستگاه، روش نیمه تحلیلی اختلال هموتوپی پیشنهاد می شود که نتیجه آن، بدست آمدن تابع کنترل و تابع حالت بهینه است. با داشتن این توابع می توان به آسانی از وضعیت حالت و کنترل در تمامی زمان ها مطلع شد. روش ارائه شده می تواند برای طراحی کنترل کننده پیش بین زمان پیوسته سیستم های خطی، غیرخطی و همچنین سیستم های متغیربازمان بکار رود. به منظور نشان دادن قابلیت و کارایی روش پیشنهادی، چند مثال عددی همراه با شبیه سازی ارائه شده است.

در این مقاله به مسئله ردیابی و دسته بندی یک هدف مانوردار به صورت هم زمان پرداخته شده است. مسئله تعیین کلاس سیستم می تواند در بسیاری از کاربردها باعث بهبود عملکرد الگوریتم ردیابی شود. سیستم های مراقبت نظیر کنترل ترافیک هوایی، مراقبت دریایی و پدافند هوایی مثال بارز از این سیستم ها می باشند که بسیار ضروری است کلاس هدف در هر زمان مشخص باشد. بر خلاف الگوریتم های مرسوم ارائه شده تاکنون که برای هرکلاس یک فیلتر مجزا در نظر می گیرند، دراین مقاله با استفاده ازیک فیلتر ذره ای الگوریتمی ارائه می شود که به صورت هم زمان قابلیت ردیابی هدف مانوردار و کلاس هدف را دارد. این روش منجر به عملکرد صحیح ردیابی در اهدف مانوری و کاهش چشمگیری در حجم محاسبات شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی به خوبی ردیابی وتخمین کلاس هدف را انجام می دهد.

هدف از رهگیری با اندازه گیری سمت و فرکانس به عنوان یک مساله رهگیری غیرفعال تخمین سرعت و مکان هدف با استفاده از سیگنال ناشی شده از خود هدف می باشد. مشکل اصلی این نوع رهگیری وجود معادلات اندازه گیری غیرخطی است که برای حل آن، روش های متفاوتی از جمله استفاده از فیلترکالمن توسعه یافته پیشنهاد شده است که این فیلتر دارای مشکلاتی از قبیل بایاس در تخمین پارامترها و وابستگی به شرایط اولیه است. در این مقاله ابتدا روش جدیدی به منظور فراهم آوردن شرایط اولیه مناسب برای فیلتر ارائه می شود. سپس، برای کاهش بایاس با الهام گرفتن از فیلترکالمن توسعه یافته اصلاح شده، فیلتر کالمن توسعه یافته تطبیقی اصلاح شده پیشنهاد می شود که در آن ماتریس های کوواریانس نویز اندازه گیری و نویز سیستم به صورت برخط و همزمان به روز می شوند. در نهایت، عملکرد فیلتر پیشنهادی با فیلتر کالمن توسعه یافته استاندارد، فیلتر کالمن توسعه یافته تطبیقی و فیلتر کالمن بی ریشه مقایسه می شود. نتایج نشان دهنده عملکرد مناسب فیلتر پیشنهادی در مساله تحت مطالعه است.

در این مقاله با استفاده از یک مدل سازی جدید، الگوریتم کالمن توسعه یافته ای برای تخمین تراز (زاویه غلت و فراز) و بایاس حسگرهای ژیروسکوپ به کمک حسگرهای اینرسی شامل یک شتاب سنج سه محوره و یک ژیروسکوپ سه محوره ارائه شده است. این الگوریتم برای تخمین دقیق تراز در شرایط دینامیکی و حضور اغتشاشات خارجی توسعه داده شده است. با توجه به این که مساله تخمین شتاب بدنی خارجی به عنوان اصلی ترین منبع خطای تخمین تراز در شرایط دینامیکی اهمیت زیادی در دقت تخمین تراز دارد، اما در مراجع موجود میزان خطای ناشی از آن بر روی تخمین تراز در شرایط دینامیکی مختلف بررسی نشده است. این مقاله به مساله تخمین بایاس حسگرهای ژیروسکوپ در دو راستای چرخش غلت و فراز، تخمین تراز دقیق در شرایط دینامیکی مختلف و تخمین شتاب بدنی خارجی می پردازد. عملکرد الگوریتم پیشنهادی برای تخمین تراز، شتاب بدنی خارجی و بایاس حسگرهای ژیروسکوپ با استفاده از آزمون تجربی شبه-استاتیکی و دینامیکی در محدود شتاب مختلف ارزیابی می شود.

این مقاله سیستم های خطی گسسته-زمان مثبت و دارای عدم قطعیت در مدل سیستم را مورد مطالعه قرار می دهد. برخی پارامتر های ماتریس سیستم در اینجا ناشناخته است و تنها اطلاعاتی از باند ئهای پایین و بالای آن ها در اختیار می باشد. هدف از این مقاله، طراحی قانون کنترلی فیدبک خروجی در حضور عدم قطعیت های پارامتری سیستم است. قانون کنترلی به نحوی طراحی می گردد که علاوه بر تضمین پایداری مجانبی سیستم حلقه بسته، مثبت بودن سیستم حلقه بسته نیز تضمین گردد و این پیچیدگی هایی را به روند حل مسئله اضافه می کند. حالت دیگر بررسی شده در این مقاله، طراحی قانون کنترلی فیدبک خروجی است به نحوی که علاوه بر پایداری مجانبی و مثبت بودن سیستم حلقه بسته، قید مثبت بودن سیگنال کنترلی نیز برآورده گردد. تحقق این قید در برخی از سیستم های مثبت لازم و ضروری است. در این مقاله دو قضیه ارائه و اثبات شده است. همچنین شروط بیان شده در این قضایا به برنامه های خطی تبدیل گردیده است. در نهایت شبیه سازی کامپیوتری برای یک مثال عددی ارائه شده تا موید دست آوردهای تئوری مقاله باشد.

کد کننده های پالسی (انکودرها) ازجمله مهم ترین ابزارهای اندازه گیری دقیق در صنعت هستند و در اندازه گیری دقیق موقعیت در کنترل دستگاه های صنعتی استفاده می شوند. انکودرها همچنین در ابزارهای دقیق دیگری که جابه جایی را اندازه گیری نمی کنند با تبدیل کمیت مورداندازه گیری به جابه جایی آن را قابل اندازه گیری می کنند. مهم ترین ویژگی انکودر تبدیل جابه جایی به پالس های قابل شمارش توسط انواع سیستم های دیجیتال است و در حلقه های کنترلی یکی از مهم ترین عناصر تولید بازخورد است. انکودرهای خازنی با ساختار ساده، قیمت پایین و نویز پذیری کمی که دارند نسبت به انکودرهای دیگر مزیت نسبی دارند. انکودر خازنی خطی با القای الکترواستاتیک و لغزند نامقید یکی از جدیدترین انکودرهای خازنی است که در سالهای اخیر معرفی شده است. در این مقاله انکودر خازنی دورانی القایی جدیدی با استفاده از ساختار نوع خطی آن معرفی می شود. عناصر اصلی این انکودر جدید از فیبرهای مدار چاپی تشکیل شده است، بنابراین می توان این انکودر را در فضاهای محدود نصب کرد. این انکودر شامل یک گیرنده (استاتور) و یک واسطه (روتور) است که به ترتیب دارای الکترودهای چهار فاز و دو فاز هستند. یک نمونه از این انکودر ساخته شده و عملکرد آن ارزیابی شد. نتایج آزمایش ها نشان دادند که انکودر ساخته شده دارای بیشینه خطایی برابر با 09/0± 0 درجه است.