کنترل
سال:1400 | دوره:15 | شماره:1 |تعداد مقالات:11

در این مقاله، رویکرد جدیدی در زمینه طراحی کنترل کننده پسخورد حالت زمان بندی بهره برای سیستم های خطی متغیر با پارامتر نامعین ارایه شده است. فرض بر این است که ماتریس های فضای حالت این سیستم ها، ترکیب خطی از پارامترهای زمان بندی نامعین هستند. همچنین فرض می شود نامعینی موجود از نوع نامعینی های پارامتری نامتغیر با زمان با بازه های مشخص است. حضور هم زمان مفاهیم زمان بندی بهره و نامعینی های نامتغیر با زمان، چالشی جدی به حساب می آید. زیرا فلسفه زمان بندی بهره، تغییرپذیری با زمان است. اما نامعینی های نامتغیر با زمان، نامعلوم و ثابت می باشند. به منظور مرتفع نمودن این چالش، قانون پسخورد حالت مقاومی پیشنهاد می شود که در برابر عدم قطعیت های نامتغیر با زمان، مقاوم است. در روش پیشنهادی، مقادیری دلخواه از بازه های تعریف شده برای نامعینی ها انتخاب شده است. اما الزاما مقادیر انتخاب شده با مقادیر صحیح، یکسان نمی باشد. در نتیجه، به منظور محاسبه کنترل کننده پیشنهادی، پارامترهای زمان بندی جدیدی ارایه شده است. در نهایت، اثبات رویکرد پیشنهادی بر اساس مفهوم لیاپانوف ارایه شده است. برای نمایش اثرگذاری کنترل کننده نهایی، روش پیشنهادی برای پایدارسازی نرخ غلتش یک رهگیر نوعی شبیه سازی می شود. همچنین، نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی در حضور ماژول INS (Inertial Navigation System) مقایسه شده است.

ویروس نقص ایمنی بدن با حمله به لنفوسیت های CD4+T موجب کاهش توان مقابله سیستم ایمنی میزبان در برابر انواع بیماری ها می شود. در مدل سازی رفتار این بیماری، تعداد لنفوسیت های CD4+T که می تواند معیاری از وخامت بیماری باشد به عنوان خروجی در نظر گرفته می شود. اما در عمل اندازه گیری منظم تعداد این لنفوسیت ها امکان پذیر نیست و آنها با فواصلی متغیر و بزرگتر از زمان نمونه برداری در دسترس هستند. در این مقاله رویتگر ضربه ای وابسته به حالت برای تخمین حالت های ویروس HIV طراحی شده است. در مدل سازی رفتار این بیماری از معادله دیفرانسیل غیرخطی تاخیردار با در نظر گرفتن تاخیر درون سلولی استفاده شده است. رویتگر پیشنهادی مبتنی بر نمایش شبه خطی سازی توسعه یافته بوده و قادر است تخمین پیوسته ای از حالت های بیماری ایدز فراهم نماید در حالی که تعداد لنفوسیت های CD4+T تنها در فاصله های زمانی متغیر با زمان معادل چندین برابر زمان نمونه برداری در دسترس هستند. رویتگر پیشنهادی برای تخمین حالت با ورودی های کنترلی پیوسته و ضربه ای ارایه شده است. پایداری مجانبی رویتگر پیشنهادی با استفاده از اصل مقایسه و شرط ناحیه-محدود تحت قضایای جدید و شرایط کافی خوش تعریف و با محافظه کاری کمتر تضمین شده است. نتایج عددی و شبیه سازی عملکرد مناسب روش پیشنهادی را با وجود تاخیر متغیر با زمان نشان داده است.

در این مقاله یک چارچوب توزیع شده جهت آرایش بندی گروه شناورهای بدون سرنشین، حول یک هدف معین پیشنهاد شده است. چارچوب پیشنهادی با هدف تعیین مسیر مطلوب برای هر شناور، ممانعت از ورود شناور به حریم هدف و ردیابی مسیر مطلوب تحت اغتشاش های محیطی طراحی شده است. پس از طراحی مسیر مطلوب هر شناور به منظور تشکیل آرایش مطلوب پیرامون هدف، اصلاح این مسیر با قید همواری آن براساس روش تابع پتانسیل مجازی صورت گرفته و شرط اجتناب ورود شناورها به حریم هدف برآورده شده است. سپس الگوریتم کنترلی مقاوم برای ردیابی مسیر در حضور اغتشاش ناشی از باد و جریان آب، مبتنی بر کنترل مود لغزشی پایانی غیرتکین توسعه داده شده است. این الگوریتم کنترلی مانورپذیری شناور را با طراحی فرمان سرعت مجازی، بهبود می دهد و تعقیب مسیر مطلوب در زمان محدود را میسر می کند. درنهایت پایداری کنترل حلقه بسته براساس نظریه پایداری لیاپانوف اثبات و عملکرد الگوریتم کنترلی پیشنهادی با نتایج حاصل از کنترل مود لغزشی پایانی کلاسیک مقایسه شده است. ارزیابی و تحلیل نتایج شبیه سازی، نشان دهنده ی عملکرد مناسب چارچوب پیشنهادی به منظور بهبود دقت ردیابی مسیر مطلوب و دستیابی گروه شناورها به آرایش دایروی برای محاصره ی هدف است.

در این مقاله یک طراحی کنترل کننده مقاوم ∞ _H بر پایه رویتگر دینامیکی توسعه یافته برای سیستم های تکین نامعین، در حضور اغتشاش ارایه شده است تا سیستم حلقه بسته را مجاز کند. ویژگی مهم این روش در این است که نامعینی می تواند در ماتریس سیستم، ماتریس ورودی و ماتریس خروجی وجود داشته باشد و اینکه برای تخمین حالت های سیستم از رویتگر دینامیکی توسعه یافته استفاده شده است. این نوع رویتگر به دلیل وجود بخش انتگرالی تضمین می کند که خطای تخمین به صفر خواهد رسید و همچنین به دلیل وجود بخش دینامیکی، سرعت تخمین بالاتری نسبت به رویتگرهای تناسبی-انتگرالی دارد. ابتدا برای سیستم یک رویتگر دینامیکی توسعه یافته مقاوم طراحی شده و شرایط وجود جواب برای آن مورد بررسی قرارگرفته است. همچنین محاسبه بعضی از ضرایب رویتگر به صورت پارامتری به گونه ای انجام می شود که خطای تخمین به سمت صفر میل کند. سپس با استفاده از فیدبک حالت، کنترل کننده تناسبی ∞ _H برای مجاز بودن سیستم تکین به آن اعمال می شود. شرایط وجود هم زمان جواب برای رویتگر و کنترل کننده با انتخاب تابع لیاپانوف مناسب برآورده می شود. نامعادلات موجود توسط مجموعه ای از روابط جبرخطی به نامعادلات ماتریسی خطی تبدیل می شوند و با حل این نامعادلات ضرایب مربوط به رویتگر و کنترل کننده به دست می آید. در انتها با ارایه یک الگوریتم روش محاسبه به صورت منظم بیان خواهد شد و با ذکر یک مثال عددی کارایی آن بررسی می شود و نتایج با یک رویتگر تناسبی مقایسه خواهد شد.

در طراحی سیستم ترمز ضدقفل، برخی از پارامترها و حالت ها مثل ضریب اصطکاک جاده و لغزش طولی چرخ، توسط سنسور قابل اندازه گیری نبوده و باید با استفاده از دیگر پارامترهای قابل اندازه گیری، تخمین زده شوند. اثرات غیرخطی در مدل خودرو و نیروهای تایر، استفاده از یک تخمین گر غیرخطی را ضروری می نماید. از طرفی در نظر گرفتن قیدهای متناسب با فیزیک سیستم و شرایط جاده می تواند دقت تخمین گر را در شرایط واقعی افزایش دهد. در این مقاله ضمن طراحی فیلتر کالمن توسعه یافته برای سیستم ترمز ضدقفل، الگوریتم این تخمین گر چنان اصلاح می گردد تا تاثیر قیود فیزیکی مربوط به ضریب اصطکاک جاده و لغزش چرخ در آن لحاظ شود. عملکرد تخمین گر مقید طراحی شده در مقایسه با حالت نامقید متداول مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد. در ادامه، یک کنترل کننده غیرخطی مبتنی بر پیش بین برای محاسبه ی گشتاور ترمزی طراحی می گردد تا با استفاده از اطلاعات تخمین، گشتاور ترمزی را کنترل کرده و از لغزش تایر و قفل شدن آن جلوگیری نماید. برای کاهش خطای ناشی از تخمین مقید در عملکرد کنترلی، تکنیک فیدبک انتگرالی به کنترل کننده طراحی شده اضافه می گردد. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که ضمن بهبود عملکرد کنترل در حضور خطای تخمین و دیگر نامعینی ها، از نوسانی شدن سیگنال کنترلی با فرکانس های بالا جلوگیری می گردد.

در این مقاله مدل سازی مکان عمودی پلاسمای توکامک دماوند مورد بحث است. با توجه به پیچیدگی و غیرخطی بودن این دستگاه، روش های مرسوم شناسایی و مدلسازی سیستم جهت کنترل مبتنی بر طراحی کنترل کننده واحد برای آن عملکرد مطلوبی تامین نمی کند. راه حل پیشنهادی استفاده از ایده مدل سازی چندگانه کسری در نقاط کار مختلف دستگاه است. در این مقاله مدلسازی چندگانه کسری مکان عمودی پلاسما در ماشین توکامک مطرح می باشد. در ابتدا با بکارگیری داده های تجربی مکان عمودی پلاسما در توکامک دماوند، نقاط کار آن بطور مجزا با الگوریتم شناسایی کسری مبتنی بر معیار خطا مدل سازی می شود. سپس بانک مدل حاصله با استفاده از داده های تجربی ارزیابی و اعتبار سنجی می گردد. نتایج اعتبارسنجی و مقایسه با مدلهای دیگر نشان از بهبود عملکرد مدل سازی است.

در این مقاله، مساله کنترل ردیابی مسیرهای زمانی مرجع برای گروهی از ربات های متحرک چرخ دار غیرهولونومیک تراکتور-تریلر بر مبنای روش پیشرو-پیرو، در حضور اغتشاشات خارجی و نامعینی های پارامتری مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، ابتدا معادلات سینماتیک و دینامیک صف آرایی ربات تراکتور-تریلر ارایه و با تعریف بردار خطای حالات، مدل آرایش پیشرو-پیرو تولید شده است. سپس، با استفاه از مدل دینامیک آرایش بندی، یک رویتگر اغتشاش غیرخطی جهت تخمین و جبران اغتشاشات خارجی طراحی شده و مدلی جدید از سیستم به دست آمده است. در ادامه، با در نظر گرفتن مدل مبتنی بر رویتگر، یک کنترل کننده سطح دینامیکی زمان محدود طراحی و پیشنهاد شده است. طرح پیشنهادی کران داری سیگنال های حلقه بسته و همگرایی سریع خطای ردیابی در زمان محدود را تضمین می کند. به علاوه، با بهره گیری از یک تخمین زن فازی تطبیقی، نامعینی های پارامتری با دقت بسیار خوبی تخمین زده می شود. در پایان، پایداری زمان محدود سیستم کنترل حلقه بسته از طریق تیوری لیاپانوف تعمیم یافته اثبات شده و میزان اثربخشی الگوریتم پیشنهادی از طریق شبیه سازی ها نشان داده می شود.

امروزه، در سیستم های دیجیتال، تعداد زیادی واحدهای پردازشی بر روی یک تراشه قرار می گیرند. سیستم های دیجیتال روی تراشه، برای دستیابی به کارایی مطلوب، به زیرساخت های ارتباطی مقیاس پذیر و کارآمد نیاز دارند. شبکه روی تراشه راه حلی مناسب با کارایی بالا برای مواجهه با بسیاری از مشکلات ارتباطی روی تراشه، مانند پیچیدگی های سیم بندی و تجمیع تعداد زیاد ترانزیستورها در یک تراشه می باشد. در معماری های شبکه روی تراشه، پروتکل های ارتباطی، الگوریتم مسیریابی و همبندی نقش مهمی در عملکرد کلی سیستم ایفا می کنند. در این مقاله، یک الگوریتم مسیریابی تطبیقی چندپخشی برای شبکه های روی تراشه دوبعدی و سه بعدی مبتنی بر همبندی مش با مدیریت بار بر اساس منطق فازی ارایه می شود. در این الگوریتم، با توجه به تولید و توزیع غیریکسان بار در شبکه، سیستم فازی به صورت پویا، از ایجاد قفل زنده و بن بست جلوگیری می کند که این امر منجر به مدیریت کارآمدتر ازدحام و افزایش کارایی می شود. نتایج ارزیابی ها نشان می دهند که روش پیشنهادی در مقایسه با الگوریتم های مسیریابی که اخیرا برای ارتباطات چندپخشی پیشنهاد شده اند، سرعت، بهره وری و قابلیت اطمینان بالاتری در شبکه های دوبعدی و سه بعدی با همبندی مش ارایه می دهد.

سیستم های هشدار نقش مهمی در حفظ ایمنی و جلوگیری از وقوع حوادث در سیستم های صنعتی بر عهده دارند. یکی از مراحل مهم در طراحی سیستم های هشدار، تخمین مناسب تابع چگالی احتمال، برای متغیر هشدار، قبل و بعد از وقوع عیب می باشد. زمانی که توزیع یک متغیر هشدار، آمیخته باشد روش های متداول طراحی سیستم هشدار مانند تایمرهای تاخیری و باندمرده با چالش روبرو خواهند بود. در این مقاله سیستم هشداری ارایه می شود که قابلیت بکارگیری برای متغیرهای هشدار با توزیع آمیخته را دارد. در این روش، هشدار، بر اساس مقادیر احتمال متناظر با مقادیر لحظه ای متغیر هشدار، در توابع چگالی احتمال نرمال و غیرنرمال (مدل های مرجع نرمال و غیرنرمال)، تولید می شود. روش پیشنهادی به صورت سیستماتیک معرفی شده و برای سناریوهای مختلف عیب شبیه سازی و از طریق مقایسه با یکی از روش های معمول، ارزیابی و اعتبارسنجی می شود. در یکی از موارد مطالعاتی عملکرد روش پیشنهادی بر روی یکی از عملگرهای بنچمارک DAMADICS مورد بررسی قرار گرفته است.

در این مقاله، اصلاح موقعیت ماهواره در مدار با استفاده از روش کنترل پیش بین مبتنی بر مدل برای ماهواره های ارتفاع پایین انجام شده است. کنترل پیش بین با در نظر گرفتن قیود سخت بر روی ورودی کنترلی و خروجی سیستم، نیروی کنترلی اعمال شده توسط تراسترها را کمینه می کند. برای طراحی کنترل پیش بین از معادلات خطی کلوسی ویلشر و در نظر گرفتن اغتشاشات عدم کرویت زمین و پسای اتمسفری استفاده شده است که اغتشاشات اصلی در مدارهای ارتفاع پایین هستند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد کنترل پیش بین با دقت بالا اغتشاشات مداری را جبران و ماهواره را بر روی مدار نگه می دارد. به منظور ارزیابی عملکرد روش کنترل پیش بین، یک رگولاتور درجه دوم خطی نیز برای کنترل خودکار مدار پیاده سازی شده که نتایج آن نشان دهنده کمتر بودن مصرف سوخت و نیروی کنترلی اعمالی کنترل پیش بین نسبت به رگولاتور درجه دوم خطی است.

در این مقاله به بررسی کنترل ردیاب فازی برای کلاسی از سیستم های دینامیکی خطی فازی پرداخته شده است. عدم قطعیت در این سیستم های دینامیکی خطی، به صورت اعداد فازی در نظر گرفته شده است. این نوع سیستم های دینامیکی خطی با عدم قطعیت تحت عنوان سیستم های دینامیکی خطی فازی نامیده می شوند که در قالب معادلات دیفرانسیل فازی بیان می­ شوند. برای حل معادلات دیفرانسیل فازی از رویکرد ریاضیات بازه ای اندازه فاصله نسبی و مفهوم مشتق ریزدانه ای استفاده شده است. هدف از طراحی کنترل ردیاب فازی پیدا کردن قانون کنترلی فازی می باشد که خروجی سیستم بتواند ورودی مرجع مورد نظر را ردیابی کند. برای این منظور قانون کنترل فازی در قالب یک قضیه ارائه شده است. قانون کنترل ارائه شده در قالب فیدبک حالت فازی با بهره های فازی و همچنین یک پیش جبران ساز فازی می باشد. ازآنجایی که اندازه گیری حالت های سیستم همواره امکان پذیر نمی باشد لازم است یک رویتگر فازی برای تخمین حالت های سیستم طراحی شود. در انتها مسئله کنترل ردیاب خروجی برای سیستم دو تانک سری و کنترل فرود هواپیما به منظور نشان دادن اثربخشی روش پیشنهادی آورده شده است.