Journal of Control
Year:2006 | Volume: | Issue: |Papers Count:6

مقاله حاضر به تعمیم و به کاربری ابزارهای آنالیز متداول سیستم خطی شامل ماتریس های توابع تبدیل گین حلقه L1، خطای ترکینگ S1، سیستم کنترل T1 و کنترل شده R1 به کلاس سیستم های کنترل غیرخطی نرم می پردازد. این روش امکان استفاده از اطلاعلاتی را برای ما فراهم می آورد که بطور معمول در خطی سازی یک سیستم غیرخطی نرم از بین می روند و از آنها در طراحی یک کنترل کننده خطی برای سیستم و یا آنالیز سیستم کلی بهره برداری می شود. کلیه محاسبات و تعمیم ها بر اساس حالت MIMO و در هر دو حوزه زمان و تبدیل لاپلاس چندبعدی صورت گرفته است. در پایان، اثر ابزارهای تحلیل ذکر شده، در یک سیستم غیرخطی بیان می شود.

انکودرهای چرخان نوری عموما بعنوان ابزار اندازه گیری زاویه چرخش با دقت، تفکیک پذیری و قابلیت اطمینان بالا شناخته می شوند. یکی از منابع مهم خطای این نوع انکودرها لنگی شعاعی الگوی کد دیسک می باشد. برای اندازه گیری خیلی دقیق در رنج ±1" تا ±5"  لنگی شعاعی الگوی کد نتیجه از یاتاقانها و نصب باید بسیار کمتر از 1mm باشد و همچنین این مقدار لنگی باید تحت بارهایی نظیر نیروهای وزن یا فرآیند تضمین گردد. در این مقاله ابزاری جهت نصب دیسک کد شده پیشنهاد می گردد که می تواند در خلال نصب و بعد از نصب موقت دیسک کد شده مقدار لنگی شعاعی الگوی کد را خیلی دقیق و سریع اندازه گیری نماید. اصول اندازه گیری لنگی شعاعی الگوی کد توسط این ابزار با روابط ریاضی اثبات شده است. همچنین روابط خطای احتمالی این روش اندازه گیری محاسبه گردیده و با تحلیل نتایج آن مشخصات عملکردی ابزار پیشنهادی استخراج شده است. نمونه ای از طرح پیشنهادی ساخته شد و مورد آزمایش قرار گرفت. لنگی شعاعی الگوی کد یک دیسک نصب شده، توسط این ابزار اندازه گیری شد و با لنگی شعاعی محاسبه شده از تحلیل منحنی خطای اندازه گیری همان دیسک نصب شده- وقتی از آن برای اندازه گیری زاویه چرخش استفاده می شد- مقایسه گردید. نتایج نشان می دهد که ابزار پیشنهادی قادر است تا لنگی شعاعی الگوی کد را با دقت و قابلیت اطمینان بالایی اندازه گیری نماید.

کاربرد وسیع سیستمهای حرکت از راه دور در صنعت باعث شده که در این مقاله با ارایه روشی مناسب، پایداری و عملکرد این سیستم ها در مقابل تاخیر زمانی خط انتقال بهبود یابد. به همین منظور از دو کنترلگر تطبیقی مدل مرجع مستقل برای سایت فرمانبر و فرمانده استفاده شده است. کنترلگر فرمانبر مطابق کار قبلی نویسندگان مقاله [10] طراحی و به سایت فرمانبر اعمال شده اما برای سایت فرمانده بدلیل تاخیر زمانی خط انتقال ابتدا سعی شده که توسط جبرانساز فیدفوروارد فرآیند تحت کنترل تبدیل به یک فرآیند همیشه اکیدا حقیقی مثبت شود و سپس با طراحی کنترلگر تطبیقی ردیاب مولد فرمان، کارایی مطلوب و پایداری مناسب برای آن حاصل گردد.

در این مقاله روش جدیدی در کنترل مود لغزشی به منظور کاهش پدیده نوسانات شدید سیستم کنترل ارایه می شود. در این روش، یک تابع ریاضی برای تنظیم پارامتر h در ورودی کنترلی مود لغزشی معرفی می گردد. این تابع به گونه ای تعریف می شود که بر اساس انتخاب ترم های آن توسط طراح، سیستم کنترلی بتواند با سرعت دلخواه به نزدیکی سطح لغزش برسد، سپس به آهستگی وارد لایه مرزی اطراف سطح لغزش بشود و در داخل لایه مرزی رفتار ملایمی داشته باشد. بمنظور بررسی تاثیر اعمال تابع فوق در الگوریتم کنترل لغزشی بر عملکرد سیستم، اتوپایلوت زاویه فراز یک نمونه موشک هوا به هوا به دو روش متداول و روش معرفی شده جدید طراحی و نتایج عملکرد آنها با هم مقایسه می شود.

در این مقاله از روش کنترل پیش بین به منظور کنترل موتور سوییچ رلوکتانس، که سیستمی کاملا غیرخطی است، استفاده شده است. این شیوه کنترلی مبتنی بر مدل سیستم است. مدلی را که در این مقاله مورد استفاده قرار داده ایم مدل فازی عصبی خطی محلی است. این مدل از یک مجموعه مدل های خطی به همراه توابع اعتباری که گستره عملکرد هر یک از مدل های خطی را نشان می دهد تشکیل شده است. اما استفاده مستقیم از این مدل غیرخطی منجر به یک مساله بهینه سازی تابعی غیر خطی خواهد شد، که در حالت کلی حل آن بسیار زمان بر است. لذا در این مقاله با یافتن مدل خطی محلی در هر لحظه، مساله به بهینه سازی خطی کاهش یافته است، که در غیاب قیدها جوابی صریح و تحلیلی بدست خواهد داد و بدین شکل مشکل پیاده سازی بر خط این کنترل کننده برطرف شده است. از مهمترین مسایلی که در کنترل موتور سوییچ رلوکتانس می بایست مدنظر قرار گیرد، مساله کموتاسیون و کاهش ریپل گشتاور است. در این مقاله با اعمال تغییراتی در تابع هدف کنترل کننده پیش بین مشکل کموتاسیون رفع شده، بدین شکل که با اضافه نمودن جمله ای به تابع هدف، که نمایانگر انرژی مصرفی است، انجام کموتاسیون به طور ذاتی بر عهده کنترل کننده نهاده شده است. این جمله انرژی از یک طرف منجر به کموتاسیون ذاتی توسط کنترل کننده خواهده شد و از طرف دیگر گامی در جهت افزایش راندمان سیستم است. مساله کاهش ریپل گشتاور نیز به طور مجزا مورد بررسی قرار گرفته و نتیجه حاصله بدین شرح است که کنترل کننده پیش بین بر پایه مدل فازی عصبی خطی محلی از نقطه نظر ساختاری، در راستای کاهش ریپل گشتاور عمل می نماید.

در این مقاله، پس از معرفی مقدماتی سیستم کنترل آتش به شناسایی منابع ایجاد خطا در یک سیستم کنترل آتش هوا پایه خاص پرداخته می شود. روشهای مختلف آنالیز خطای یک سیستم چند ورودی چند خروجی معرفی و با توجه به پیچیدگی معادلات حاکم بر سیستم از روش مونت کارلو که مبتنی بر داده های آماری ورودی و خروجی می باشد، برای استخراج داده های اولیه استفاده می شود. این داده ها نشان دهنده چگونگی تاثیر عوامل ایجاد خطا در احتمال اصابت نهایی و در سناریوهای مختلف شلیک موشک می باشند و به عنوان مجموعه داده های خام اولیه جهت استخراج ضرایب اهمیت هر یک از منابع خطا به صورت کلی استفاده می گردد. تاثیر منابع ایجاد خطا در یک سیستم کنترل آتش بر محاسبه زمان روشن شدن جستجوگر تلویزیونی موشک و زاویه سمت تصحیح موشک بررسی می گردد ( ایندو پارامتر قبل از شلیک موشک می بایست در موشک وارد شوند تا در محاسبات آن بکار روند لذا دقت و صحت تخمین این دو پارامتر بسیار حایز اهمیت است). در نهایت با حل معادلات مربوط به حرکت موشک، احتمال اصابت بدست آمده و میزان حساسیت تابع احتمال اصابت نسبت به منابع مختلف خطای سیستم رتبه بندی می شود. دسته بندی خطاهای شناسایی شده در هر یک از زیر سیستمهای تشکیل دهنده یک سیستم کنترل آتش به ترتیب اهمیت و میزان تاثیر آنها در تابع احتمال اصابت نهایی موشک، کمک شایانی به طراحان نظامی جهت بهبود سیستم و خرید قطعات آن با علم به میزان دقت مورد نیاز می نماید. عدم شناخت کافی از میزان تاثیر عوامل ایجاد خطا و یا بزرگی هر کدام از آنها می تواند باعث کاهش احتمال اصابت و در نهایت عدم موفقیت موشک در برخورد به هدف را در پی داشته باشد.