کنترل
سال:1400 | دوره:15 | شماره:2 |تعداد مقالات:12

بیماری پارکینسون بعد از آلزایمر شایع ترین بیماری اعصاب محسوب می شود که با کاهش توانایی مغز در تولید ماده ای به نام دوپامین ایجاد می گردد. روش های مختلفی برای کاهش اثرات ناشی از این بیماری تاکنون ارایه شده است، اما متاسفانه این روش ها دارای عوارض جانبی فراوانی می باشند. به همین علت تلاش های فراوانی برای یافتن روش های جایگزین و غیر تهاجمی صورت پذیرفته است که عموما به دلیل هزینه بالا، وزن زیاد سیستم و. . .، کارآمد نبودند. در این مقاله از روش فعال جهت کاهش لرزش منتقل شده به دستگاه استفاده می گردد. در طرح پیشنهادی، ابتدا لرزش دست با استفاده از فیلتر ANFIS شناسایی شده و سپس با استفاده از دو موتور الکتریکی و مکانیزم طرح شده، حرکتی در خلاف جهت لرزش دست با استفاده از کنترلر پیش بین اعمال می گردد. نتایج شبیه سازی حاکی از عملکرد بسیار خوب سیستم در پیروی از حرکات ارادی و حذف لرزش غیر ارادی حاصل از بیماری پارکینسون میباشد.

در این مقاله طراحی قانون کنترل اجماع در سیستم های چند عاملی رهبر-پیرو برای عامل هایی با مدل دینامیکی فازی TS مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. در این پژوهش با فرض وجود مکانیزم تحریک-رویداد برای بهنگام کردن سیگنال کنترلی هر عامل، ضمن کاهش تعداد بروزرسانی های سیگنال کنترل، پایداری سیستم حلقه بسته را تضمین خواهد شد. هر عامل فقط در لحظات تحریک خود برای عامل های دیگر داده ارسال کرده و ورودی کنترلی او نیز فقط در همان زمان بروز رسانی می شود. طراحی قانون کنترلی و مکانیزم تحریک-رویداد به حل یک دستگاه نامساوی ماتریسی خطی منجر خواهد شد. نوآوری مطالعه انجام شده در انتخاب مدل فازی برای عاملها است که می تواند حل مساله اجماع در سیستم های چند عاملی را به سیستم های غیرخطی بیشتری تعمیم دهد. در نهایت اثربخشی روش پیشنهادی از طریق یک مثال عددی نشان داده شده است.

در این مقاله به موضوع ردیابی آرایش برای سامانه چند عاملی پرداخته می شود. مدل هر عامل به صورت خطی با نامعینی هایی در پارامترهای آن و تاثیر اغتشاش در مدل سامانه در نظر گرفته شده است. برای تحقق آرایش متغیر با زمان از پیش طراحی شده، ورودی کنترلی مطلوب معرفی می گردد. با اعمال این ورودی، سامانه حلقه بسته شکل خواهد گرفت و با برقراری شروط مناسب به منظور تحقق آرایش متغیر با زمان، با استفاده از نظریه لیاپانوف و شاخص H_inf برای کم کردن اثر اغتشاش به نامساوی ماتریسی خطی خواهیم رسید که در صورت برقراری این نامساوی، پارامتر طراحی که ضریب ورودی کنترلی است، محاسبه می گردد. در انتها کارایی استراتژی طراحی شده در یک شبیه سازی نشان داده شده است.

در این مقاله، مسیله کنترل ردیابی هدف زمان-محدود برای یک زیردریایی تحریک ناقص خودگردان در فضای سه بعدی در حضور نامعینی ها و اغتشاشات نامعلوم ناشی از امواج و جریانات اقیانوسی با کنترل سطح دینامیکی مورد توجه قرار می گیرد. در گام اول، با در نظر گرفتن کنترل سطح دینامیکی، پیچیدگی های محاسباتی روش پس گام تا حد زیادی جبران می گردد. در گام دوم، با طراحی کنترل کننده زمان-محدود می توان ثابت کرد که خطاهای سیستم در زمان محدودی به ناحیه کوچکی حول مبدا همگرا می شوند. برای جبران پارامترهای نامعلوم شناور و نامعینی های غیر خطی از کنترل کننده تطبیقی مقاوم استفاده شده است. پایداری کنترل کننده پیشنهادی به صورت تحلیلی و براساس تیوری لیاپانوف ثابت می شود. در پایان، عملکرد ردیابی طرح کنترل پیشنهادی با استفاده از نرم افزار متلب شبیه سازی و اعتبار آن نشان داده خواهد شد.

در این مقاله یک سیستم سخت افزاری شامل بالگرد آزمایشگاهی دو ورودی-دو خروجی مدل TRMS به منظور بررسی و آزمایش الگوریتم های مختلف شناسایی و کنترل طراحی و ساخته شده است. ابتدا گام های لازم (نرم افزاری و سخت افزاری) برای طراحی، ساخت و راه اندازی این سیستم دو درجه آزادی بیان می شود. با استفاده از قوانین فیزیکی حاکم بر سیستم و تحلیل آن ها و همچنین با کمک روش معین سازی و برخی روش های کلاسیک شناسایی جهت تعیین پارامترها، این سیستم آزمایشگاهی شناسایی و مدل سازی شده است و یک دینامیک شدیدا غیرخطی با تداخل متقابل بسیار بالا برای این سیستم به دست می آید. در ادامه، با تبدیل سیستم دو ورودی-دو خروجی به دو زیرسیستم تک ورودی-تک خروجی دکوپله شده، برای هرکدام از زیرسیستم ها به طور مجزا، طراحی کنترل کننده PID انجام گرفته است. همچنین برای سیستم دو ورودی-دو خروجی با در نظر گرفتن تداخل متقابل، کنترل کننده PID با استفاده از روش حلقه بستن ترتیبی طراحی و پیاده سازی شده است. جهت اعتبارسنجی، نتایج عملی حاصل از پیاده سازی با نتایج شبیه سازی شده در نرم افزار Matlab مقایسه می شود. نتایج نشان دهنده معتبر بودن مدل استخراج شده و همچنین عملکرد موثر کنترل کننده می باشد.

در این مقاله یک کلاس از سیستم های مکانیکی متصل خطی دارای اغتشاش با اتصالات خطی ناشناخته بین زیرسیستم ها در نظر گرفته شده که برای ردیابی ورودی مرجع، تکنیک کنترل مدلغزشی ترمینال انتگرال تطبیقی غیرمتمرکز (DAITSMC) پیشنهاد شده است. برای کنترل غیرمتمرکز، سیستم متصل به چند زیرسیستم تقسیم شده و با انتخاب سطح لغزش ترمینال انتگرالی برای هر زیرسیستم، علاوه بر افزایش سرعت ردیابی ورودی مرجع در زمان محدود، اثر اغتشاش حذف می شود. اثر اتصالات خطی ناشناخته بین زیرسیستم ها بصورت نامعینی در نظر گرفته شده و بدلیل مشخص نبودن کران آن ها، توسط روابط تطبیقی تخمین زده می شوند. با کاندید شدن یک تابع لیاپانوف و انتخاب مناسب پارامترهای طراحی، پایداری سیستم حلقه بسته تضمین می شود. روش پیشنهادی بر روی دو سیستم مکانیکی متصل اعمال گشته؛ مقایسه نتایج شبیه سازی با چند روش کنترلی، نشان داده که روش پیشنهادی DAITSMC برای سیستم های متصل در حضور اغتشاش کارامد است و خطای همگرایی سریع تر صفر می شود.

زمان بندی بهینه وظایف یکی از مهمترین چالش ها برای دست یابی به عملکرد مطلوب در محیط های توزیع شده مانند محاسبات ابری است. هدف از زمان بندی وظایف، تخصیص وظایف به منابع پردازشی است بگونه ای که برخی از معیارهای عملکرد سیستم مانند زمان اجرا یا توازی بهینه شوند. زمان بندی وظایف یک مسیله NP-کامل است، از این رو از الگوریتم های اکتشافی یا فرااکتشافی برای حل آن استفاده می شود. چون ارایه دهندگان ابر، منابع محاسباتی را بر مبنای مدل «پرداخت به میزان استفاده» ارایه می کنند، الگوریتم زمان بندی وظایف بشدت هزینه کاربران در ابر را تحت تاثیر قرار می دهد. در این مقاله یک الگوریتم زمان بندی وظایف جدید بر اساس بهینه سازی ازدحام ذرات بعنوان یک روش فرااکتشافی پیشنهاد می شود که وظایف کاربران را به منابع آزاد در محیط های محاسبات ابری تخصیص می دهد. برای تقویت عملکرد روش بهینه سازی ازدحام ذرات از نظر سرعت همگرایی الگوریتم قطره های آب هوشمند اعمال می شود. نتایج اجرای این الگوریتم روی گراف های تصادفی، بهبود قابل توجه کارایی روش پیشنهادی در مقایسه با سایر الگوریتم های زمان بندی وظایف را نشان دادند.

امروزه مبدل های رزنانسی بدلیل قابلیت پیاده سازی تکنیک های سوییچ زنی در ولتاژ صفر یا جریان صفر بسیار مورد توجه می باشند. استفاده از این دو تکنیک منجر به کاهش تلفات دینامیک در مبدل شده که نتیجه آن افزایش راندمان و کاهش نویز در مقایسه با مبدل های سوییچینگ متداول با مدولاسیون پهنای پالس می باشد که از سوییچ زنی سخت استفاده می کنند. اما در مقابل، به دست آوردن مدل سیگنال کوچک برای مبدل های رزنانسی بسیار پیچیده و دشوار می باشد زیرا مقدار متوسط متغیرهای حالت در هر سیکل سوییچ زنی، برابر با صفر بوده و لذا نمی توان از روش های متداول نظیر متوسط گیری در فضای حالت استفاده نمود. در این مقاله از تکنیک توابع توصیف گسترده برای به دست آوردن معادلات حالت یک مبدل ایزوله رزنانسی سری استفاده شده است. به منظور صحه گذاری معادلات به دست آمده، روش میدل بروک پیشنهاد شده است. به کمک این روش می توان دیاگرام بد را با اعمال تغییرات و انجام چندین اندازه گیری بر روی یک مبدل، به دست آورد. بر این اساس در مرحله صحه گذاری، ابتدا یک مبدل رزنانسی طراحی و پیاده سازی شده است. در مرحله بعد با اعمال تغییرات ضروری برای بکارگیری روش میدل بروک، داده های مورد نیاز اندازه گیری و پس از پردازش، با نتایج حاصل از پیاده سازی معادلات استخراج شده در محیط متلب که مبتنی بر معادلات حالت به دست آمده می باشند، مقایسه می شوند. مقایسه نتایج صحت معادلات حالت به دست آمده را تایید می کنند.

به کارگیری فیلتر ورودی پایین گذر در مبدل دی سی موجب ناپایداری می شود. این ناپایداری ها به دلیل تعامل بین فیلتر و مبدل است. بر این اساس یک روش کنترلی مبتنی بر معیار پایداری لیاپونف پیشنهاد شده است. این روش کنترلی، مدل دقیق سیستم را بدون خطی سازی به کار می گیرد. همه متغیرهای حالت به کمک مدل لحظه ای کنترل می شوند. برای کاهش خطای استاتیک ولتاژ خروجی، یک متغیر حالت جدید تعریف می شود. هیچ شرایط خاصی برای اجرای این کنترل پیشنهادی نیاز نیست. نتایج شبیه سازی و آزمایشگاهی سیستم موردمطالعه، جهت اعتبارسنجی روش کنترلی پیشنهادی ارایه شده است.

در این مقاله روش پیش بین مبتنی بر مدل با سیگنال کنترل انتشاریافته در حالت تعمیم یافته به منظور در نظر گرفتن قیود میانی روی مقادیر متغیرهای حالت سیستم و قید اندازه سیگنال کنترل توسعه داده شده است. با استفاده از این روش جدید که در این مقاله با عنوان روش مقید پیش بین مبتنی بر مدل با سیگنال کنترل انتشار یافته در حالت تعمیم یافته نامیده شده است، به دلیل استفاده از توابع پایه متعامد و در نتیجه کاهش حجم محاسبات می توان یک مساله کنترل بهینه زمان محدود و مقید را به صورت برخط پیاده سازی کرد. به منظور ارزیابی کارایی این روش، در این مقاله مساله هدایت فازمیانی یک موشک پدافندی جهت رسیدن به نقطه ی خاصی از فضای سه بعدی مدلسازی شده است. قیود مختلفی از جمله قیود سخت و نرم روی مقادیر میانی و نهایی متغیرهای حالت و قیدهای مختلف روی دامنه فرمان شتاب اعمالی به موشک در بازه های زمانی متفاوت از مسیر در نظر گرفته شده است. در همه موارد در نظر گرفته شده روش ارایه شده در این مقاله توانسته است فرامین شتاب بهینه را تولید کند به گونه ای که تمام قیود در نظر گرفته شده برای مسیر موشک ارضا شود.

تحقیقات نشان می دهد که احساس، یک فرآیند ذهنی و متوجه مغز انسان است و روی فرآیندهای مهمّی چون حافظه، تمرکز، تفکّر و تصمیم گیری اثر دارد. به همین دلیل مطالعه مکانیزم و عملکرد آن مورد توجّه محققان علوم شناختی قرار گرفته است. مطالعه احساس از طریق پردازش سیگنال های بیولوژیکی، علاوه بر کاربردهای کلینیکی که در زمینه تشخیص و درمان به موقع ناهنجاری های روانی می تواند داشته باشد، در علوم مبتنی بر تعاملات انسان و رایانه نیز نقش مهمی بازی می کند و باعث پیشرفت های زیادی در این زمینه می گردد. اما با توجه به این که معمولا تعداد کانال ها و ویژگی های استخراج شده از سیگنال مغز زیاد می باشد، انتخاب کانال های مرتبط، با هدف ویژگی های موثر، نقش بسزایی در کارایی این روش ها دارد. از طرفی این ویژگی ها بایستی به نحوی باشند که در مواجهه با افراد جدید نیز کارایی مناسبی داشته باشند. به همین منظور در این مقاله برای انتخاب کانال های مرتبط با احساسات و انتخاب ویژگی های مناسب مستقل از افراد، رویکرد چند وظیفه ای ارائه شده است. همچنین برای نشان دادن کارایی روش پیشنهادی از دادگان DREAMER و DEAP استفاده شد و با در نظر گرفتن دو بُعد احساسی برانگیختگی و ظرفیت آزمایشاتی برای نشان دادن کارایی مطلوب روش پیشنهادی در انتخاب کانال و ویژگی مستقل از فرد انجام شد. نتایج این آزمایشات نشان می دهد که روش پیشنهادی نسبت به روش های مطرح در این حوزه کارایی بهتری دارد.

مدل سازی از رشد و تکثیر سلولی به پزشکان در ارائه یک برنامه درمانی مناسب کمک خواهد کرد. در این مقاله به مدل سازی عملکرد سیستم دفاعی بدن برای یک بیمار مبتلا به سرطان ملانوما پرداخته شده است. مزیت اصلی این مدل، در نظر گرفتن تعداد متغیرهای بیشتر برای بیان دینامیک بدن بیمار می باشد که باعث نزدیکی هر چه بیشتر مدل بیان شده به بیمار واقعی خواهد شد. برای تخمین ضرایب در مدل ریاضی از یکی از روش های بهینه سازی چند هدفه به نام روش "الگوریتم ژنتیک چند هدفه با مرتب سازی نامغلوب" استفاده شده است. مزیت این روش، در نظر گرفتن چند تابع هدف و محدود کردن هم زمان آن ها می باشد. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داده است که مدل ریاضی طراحی شده، کاملا عملکرد سیستم دفاعی بدن بیمار مبتلا به سرطان ملانوما را شبیه سازی می کند. برای آنالیز حساسیت و تعیین میزان همبستگی خروجی مدل ریاضی به تغییرات برخی پارامترها از روش "ضریب همبستگی درجه جزئی"با نام اختصاریPRCC استفاده شده است. در انتها نشان داده شده است که تغییرات نرخ تولید اینترلوکین2 (IL-2) بیشترین میزان PRCC را دارد و تغییرات آن تاثیر زیادی بر خروجی های مدل خواهد داشت.