به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

محمد جواد خسروجردی

  • فاطمه راحمی، محمدجواد خسروجردی*، احمد اکبری الوانق، سعید عبادالهی

    درتعدادی از کاربردهای عملی مخصوصا در کاربردهای نظامی، سیستم ناوبری اینرسی (INS) بایستی دقت زیادی در زمان کوتاهی داشته باشد. جهت تحقق همترازی، فیلتر های تخمینگر بازگشتی و در موارد غیرخطی از فیلتر کالمن تعمیم یافته (EKF) استفاده می شود. دینامیک سیستم های واقعی عموما پیوسته و اندازه گیریهای سنسورها گسسته انجام می شود.بنابراین، استفاده از یک فیلتر هایبرید اجتناب ناپذیر است. علاوه براین، یک فیلتر مقاوم قابلیت اطمینان سیستم را بطرز قابل ملاحظه ای افزایش می دهد. در این مقاله، ابتدا یک فیلتر کالمن تعمیم یافته هیبریدی (HEKF) ارایه می شود و در ادامه نوع ارتقایافته آن تحت عنوان فیلتر کالمن تعمیم یافته مقاوم هیبریدی (HREKF) نیز ارایه می شود. با اجرای الگوریتمهای ارایه شده روی داده های واقعی، نشان داده می شود که سرعت همگرایی مخصوصا در راستای یاو افزایش قابل ملاحظه ای پیدا می کند. سرانجام، با استفاده از یک رویکرد سیستم ضربه ای، یک اثبات پایداری جدید برای الگوریتمهای ارایه شده ارایه می شود که کراندار بودن خطای تخمین را تضمین می کند.

    کلید واژگان: تخمین، فیلتر کالمن توسعه یافته هیبریدی، فیلتر کالمن توسعه یافته مقاوم هیبریدی، ناهمترازیهای بزرگ
    Fatemeh Rahemi, Mohammadjavad Khosrowjerdi *, Ahmad Akbari, Saeed Ebadollahi

    In many applications, especially military applications, the inertial navigation system (INS) needs to achieve a high level of accuracy in a short time. For alignment, recursive estimator filters and, in non-linear cases, the Extended Kalman Filter (EKF) is often used. The dynamics of a real, continuous system and the output of the sensors are available discretely. Therefore, a hybrid filter has been used. In addition, a robust filter is used to increase the reliability of system operation. In this paper, a Hybrid Extended Kalman Filter (HEKF) is presented and then upgraded to the Hybrid Robust Extended Kalman Filter (HREKF). By running the algorithm on the data of a real system, it was observed that the speed of convergence increased especially in the yaw direction. By running the algorithm on the data of a real system, it was observed that the speed of convergence has increased especially in the yaw direction. Finally, using the impulsive system approach, a new stability analysis of the proposed algorithms is presented, which guarantees the boundedness of the error estimation, which is unique.

    Keywords: Dual Estimation, Hybrid Extended Kalman Filter, Hybrid Robust Extended Kalman Filter, Large Misalignments
  • صادق اکبرپور، محمدجواد خسروجردی*

    استهلاک یا بروز عیب در اجزای توربین گاز با ایجاد انحرافاتی در متغیرهای کاری آن باعث اختلال در احتراق، کاهش بازده قسمت ها، بازدهی کلی، افزایش مصرف سوخت و تولید بیشتر آلاینده ها می شود. تشخیص این نوع عیوب با سامانه های مرسوم تشخیص عیب، مقدور نیست و سامانه های کنترل نیز به دلیل رصد محدوده نوسانات مشخصه هایی که بعد از بروز صدمه حاصل از عیب ظاهر می شوند، در این مقوله چندان موثر نیستند. در این مقاله روش جدیدی- که قادر است مقادیر این انحراف ها را به طور دائم رصد کند و تخمین بزند- ارائه می شود تا از گسترش عیب پیش گیری شود. این کار برپایه استفاده از شیوه چندمدله با تقسیم فضای کار توربین به بازه های کوتاه تر و ترکیب مدل های خطی موثر در فضای محدب برای توسعه مدلی دینامیک که رفتار توربین را پوشش می دهد، انجام می گیرد. با تجزیه مانده های فیلترها، هم زمان تشخیص نقطه کار و تخمین به هنگام عیوب امکان پذیر می شود. در انتها با شبیه سازی روش در محیط نرم افزار متلب1 برروی مشخصات یک توربین صنعتی، کارایی روش بررسی با نتایج رضایت بخش حاصل می شود.

    کلید واژگان: توربین های گازی، محفظه احتراق، تشخیص عیب، کنترل چندمدله، فیلترهای کالمن
    S. Akbarpour, M. J. Khosrowjerdi *

    Degradation due to the long time operation at the gas turbine may cause a fall in the combustor and compressor efficiency and characteristics, which makes a decrease in total efficiency and, an increase in fuel consumption with growth in the production of the pollutants. These phenomena are not distinguishable by conventional diagnostic systems. Although instrumental protection of gas turbine may be profited by the control system but, it depends to components damage result revealation. So, in this research, a special method using the Multiple Model approach, based on multi-operating points is developed to continuously estimation these kinds of faults, to sustain the major defects in an industrial gas turbine. The object is done by defining the main components health indicator variables. First nonlinear thermodynamic static and dynamic models are constructed and linearized. By a combination of those in a dynamic convex set the alternate adaptive model is developed that, could cover the dynamic of the gas turbine. By decoupling the adaptive filter residuals, estimation of the faults and operating point determination are executed. Finally, the efficiency of the proposed approach is demonstrated in a simulation environment.

    Keywords: Gas Turbine, Combustion Chamber, Fault Detection, Multiple Models, Kalman Filters
  • مهدی فروزانفر*، محمدجواد خسروجردی، مینا سلیم

    سیستم های کنترل پرواز به عنوان نمونه ای از سیستم های غیرخطی، میبایست هواپیما را در شرایط سالم و معیوب با رعایت محدودیت های عملکردی پایدار نمایند. در این مقاله، نخست، مدل غیرخطی سیستم پرواز هواپیما بر اساس نقاط کار از پیش تعیین شده و همچنین مدل های سالم و معیوب هواپیما، به فرم یک سیستم چند- مدله تبدیل شده است. به منظور حذف اثر نامطلوب مخفی سازی عیوب سیستم پرواز ناشی از چند- مدله سازی و اعمال کنترل کننده به سیستم غیرخطی، مسیله طراحی یکپارچه سیستم کنترل پرواز مبتنی بر تشخیص عیب فعال تدوین شده است. صورت مسیله پیشنهادی با رویکرد طراحی یک کنترل کننده استاتیکی و مرتبه-ثابت، با فرض مرتبه-کامل با قابلیت کاهش مرتبه، به نحوی تدوین شده است که علاوه بر تضمین پایداری کلیه مدل های سیستم سالم و معیوب و برآورده نمودن شاخص های عملکردی، بتواند سیگنال کمکی تشخیص عیب فعال را به صورت بهینه طراحی نماید. برای حل مسیله پیشنهادی، یک راه حل عددی با استفاده از الگوریتم ژنتیک ارایه شده است. سپس با استفاده از روش پیشنهادی، دو کنترل کننده ی مرتبه-کامل و کاهش- مرتبه یافته برای یک هواپیما با در نظرگرفتن شرایط کاهش عملکرد عملگر، طراحی شده است. نتایج شبیه سازی گویای توانایی روش پیشنهادی در برآورده سازی اهداف کنترلی و طراحی سیگنال کمکی تشخیص عیب فعال می باشند.

    کلید واژگان: سیستم کنترل پرواز، تشخیص عیب فعال، بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک
    M. Forouzanfar *, M. J. Khosrowjerdi, M. Salim

    A flight control system (FCS) as an example of nonlinear systems should be stabilizing the airplane in healthy and faulty modes with the desired performance. In this paper, first, the nonlinear model of the flight system (FS) is linearized in predefined operating points, and the airplane’s healthy and faulty modes convert to a multi-model system. To eliminate the undesired effect of multi-modeling and the controller robustness that usually causes to mask the faults in FSs, the problem of integrated design of FCS based on active fault detection (AFD) is formulated. The proposed problem concluded to design the optimal auxiliary signal of AFD and a static, fixed, and full-order controller with the capability in reduced-order design. The FCS guarantees to stabilize all of the healthy and faulty models and to satisfy the performance constraints. In the following, to solve the formulated problem, a numerical solution based on the genetic algorithm is proposed. To evaluate the proposed method, two full-order and reduced-ordered controllers are designed for an aircraft in the case of actuator degradation conditions. The simulation results show the ability of the proposed method to meet the control objectives and design the auxiliary signal for AFD.

    Keywords: Flight control System, active fault detection, auxiliary signal, optimization, genetic algorithm
  • طه فلاحتی نوده، مهدی میرزایی*، ابراهیم بابازاده مهربانی، محمد جواد خسروجردی
    در این مقاله به بررسی تاثیر انتخاب سنسورهای مختلف بر عملکرد مشاهده گر در سیستم تعلیق خودرو پرداخته شده است. برای این منظور از مفهوم درجه مشاهده پذیری برای توصیف کمی شدت و ضعف مشاهده پذیری استفاده شده و در این راستا روش جدیدی برای تعیین درجه مشاهده پذیری سیستم های خطی ثابت با زمان، توسعه داده شده است. در روش پیشنهادی، درجه مشاهده پذیری بر مبنای فاصله سیستم از مجموعه سیستم های هم مرتبه و مشاهده ناپذیر تعریف می شود. بزرگ بودن فاصله به معنی مشاهده پذیری قوی، کوچک بودن فاصله به معنی مشاهده پذیری ضعیف و صفربودن فاصله نشان دهنده مشاهده ناپذیری سیستم است. با توجه به اینکه فاصله سیستم از حالت های مختلف مشاهده ناپذیری به صورت جداگانه تعیین می شود، امکان بررسی همه جانبه مشاهده پذیری و تاثیر انتخاب خروجی بر عملکرد مشاهده گر فراهم می شود. در ادامه، تحلیل مشاهده پذیری سیستم تعلیق براساس روش پیشنهادی، انجام شده و تاثیر خروجی های مختلف بر عملکرد مشاهده گر مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که با افزایش درجه مشاهده پذیری برای دستیابی به سرعت یکسان در مشاهده گر، بهره مشاهده گر کاهش می یابد و کاهش بهره مشاهده گر باعث کاهش حساسیت تخمین به نویز و خطای اندازه گیری سنسورها می شود که به تبع آن دقت تخمین در حضور خطای اندازه گیری سنسورها افزایش می یابد. همچنین با یک بررسی مقایسه ای نشان داده شد که برخلاف معیارهای قبلی که فقط جنبه خاصی از مشاهده پذیری را مد نظر قرار می دادند، روش پیشنهادی جامع تر و واقع بینانه تر است و نتایج به دست آمده از معیارهای قبلی به راحتی از روش پیشنهادی قابل دستیابی هستند.
    کلید واژگان: سیستم تعلیق خودرو، انتخاب سنسور، آنالیز درجه مشاهده پذیری، عملکرد مشاهده گر، خطای اندازه گیری سنسور
    T. Falahati Nodeh, M. Mirzaei*, E. Babazadeh Mehrababni, M.J. Khosrowjerdi
    In this paper, the effect of different sensors on the observer performance of vehicle suspension system is investigated. For this purpose, the concept of observable degree analysis is used to quantitatively measure the observability for different sensor choices. A new method, for determining the observable degree of linear time invariant (LTI) systems has been developed on the basis of distance of system from set of similar unobservable systems. A long distance is equivalent to a strong observability and a short distance is equivalent to a weak observability. The zero distance means that the system is unobservable. Since the distance to different unobservable modes can be determined separately, a comprehensive investigation of system observability and the effect of different sensor choices on the observer performance can be provided. In the following, the observable analysis of the suspension system was performed based on the proposed method and the effect of different outputs on the observer performance has been investigated. The results show that when the observable degree is increased for a specific sensor, the observer gain is decreased and consequently the sensitivity of observer relative to the noise and measurement errors is decreased. The increased accuracy of observer demonstrates a good conformity between observable degree analysis and observer performance. Also, a comparative study showed that, contrary to previous criteria that only considered a certain aspect of observability, the proposed method is more comprehensive and realistic, and the results obtained from the previous criteria can easily be achieved through the proposed method.
    Keywords: Vehicle suspension system, Sensor selection, Observable degree analysis, Observer performance, Sensor measurement error
  • مینا سلیم، محمد جواد خسروجردی*
    در این مقاله یک روش مبتنی بر داده برای تخمین عیب در سیستم های کنترلی ارائه شده است. مسئله تخمین عیب در چارچوب یک مسئله کنترلی در حوزه زمان مطرح و روش برای حل آن به کار برده شده است. در اینجا فرض شده که مدل ریاضی فرایند در دسترس نیست و فقط داده های ورودی و خروجی برای طراحی آشکارساز عیب به کار برده می شوند .
    معیار عملکرد آشکارسازی عیب، مینیمم سازی خطای تخمین عیب درنظرگرفته شده است. همچنین ازآنجایی که سیگنال تخمین عیب نقش یک ورودی کنترلی مجازی را بازی می کند روی آن جریمه ای در نظر گرفته شده است تا مسئله کنترل H∞ حاصل ناویژه گردد. این اهداف به کمک تنظیم یک پارامتر اسکالر و چند ماتریس وزنی برآورده می شوند. روش کار به صورت یک الگوریتم بیان شده وکارایی الگوریتم بر روی یک مثال ارزیابی می گردد.
    کلید واژگان: تخمین عیب، کنترل، الگوریتم پیش بین زیرفضا، تشخیص عیب مبتنی بر داده
    M. Salim, M. J. Khosrowjerdi*
    In this paper, a data driven method for fault estimation in control systems is proposed. The fault estimation problem is formulated as a time domain control problem and the H∞ technique is applied for solving it. The mathematical model is assumed to be unknown and only input/output (I/O) data are used for detector design. Minimizing the fault estimation error is considered as the fault detection performance measure. Also, since the estimated fault plays the role of a virtual control input, a cost is defined on it to avoiding the H∞ control problem being singular. These measures are achieved by tuning a scalar parameter and some weighting matrices. An easily implementable design algorithm summarizes the methodology presented in the paper. The proposed algorithm is applied to a numerical example in order to illustrate its effectiveness.
    Keywords: lt estimation, H∞ control, subspace predictor algorithm, data driven fault detection
  • مهندس رباب ابراهیمی باویلی، محمد جواد خسروجردی
    این مقاله یک رویکرد جدید جهت طراحی سیستم کنترل کننده تحمل پذیر عیب مبتنی بر کنترل پیش بین غیرخطی مقاوم برای سیستم های چند متغیره غیرخطی افاین ارایه می کند. سیستم کنترل تحمل پذیر عیب مورد نظر از یک رویه تخمین عیب مبتنی برفیلتر کالمن توسعه یافته تطبیقی برای تخمین همزمان حالت های سیستم و ضریب افت کارایی محرک ها استفاده می کند. یک واحد ناظر نیز با استفاده از روش مدل سازی عیب و اصلاح مدل به کار رفته در کنترل کننده پیش بین در هر گام نمونه برداری وظیفه جبران عیب افت کارایی و بایاس محرک ها را برعهده دارد. همچنین با استفاده از جبران فیدبک در کنترل کننده پیش بین، کنترل کننده مورد نظر در برابر نامعینی های موجود در سیستم، مقاوم می شود. از مزایای مهم این روش، برآورده کردن قیود حاکم بر ورودی های کنترل و جبران همزمان عیب بایاس و افت کارایی محرک ها و عملی بودن آن است. نتایج شبیه سازی روش مورد نظر روی سیستم موتور احتراق داخلی خودرو کارایی آن را نشان می دهد.
    کلید واژگان: سیستم کنترل تحمل پذیر عیب، کنترل پیش بین مبتنی بر مدل غیرخطی مقاوم، فیلتر کالمن توسعه یافته تطبیقی، عیب محرک ها
    Eng. Robob Ebrahimi Bavili, Dr. Mohammad Javad Khosrowjerdi
    This paper presents a new approach for fault tolerant control system (FTCs) design based on robust nonlinear model predictive control (NMPC) for multivariable affine systems. The proposed FTCs uses an estimation scheme that is based on adaptive extended kalman filter (AEKF) for the state estimation of plant and loss of effectiveness factors of actuators. A supervisor module also uses the fault modeling and correction of plant model per sampling time to accommodate bias and loss of effectiveness of actuators. In addition by feedback compensation in NMPC، the proposed controller is robust through plant uncertainties. The most important advantage of the proposed approach is its ability to deal with the constraints and simultaneous fault in actuators and it is practical. Simulation results of the proposed method on automotive engine show the effectiveness of the proposed method.
    Keywords: Fault Tolerant Control system, Robust Nonlinear Model Predictive Control, Adaptive Extended Kalman Filter, Actuators Fault
  • سید مهدی علوی نیا، محمد علی صدر نیا، محمد جواد خسروجردی، محمد مهدی فاتح
    در این مقاله روشی نوین برای تعیین دقیق نقطه کار و نقطه سرج کمپرسور از طریق طراحی سیستم کنترل تحمل پذیر عیب حسگر ها معرفی می گردد. از روش افزونگی تحلیلی و ابزار شبکه های عصبی دینامیکی مقاوم مبتنی بر ایده مد لغزشی، برای تشخیص عیب در حسگرهای کمپرسور با فرض وجود عدم قطعیت پارامتری درکمپرسور و نویز درحسگرها استفاده می گردد. ضعف اساسی در کاربرد شبکه های عصبی دینامیکی، فقدان روشی قانونمند برای تعیین ماتریس پایدار هورویتز است که این ضعف با استفاده از روش شناسایی مبتنی بر زیر فضا جبران می شود. از مدل مور-گریتزر شبیه سازی شده کمپرسور، داده های لازم برای تولید مانده در روش افزونگی تحلیلی استخراج می شود و سپس در بلوک ارزیابی مانده، الگوریتم ویژه ای برای تعیین مشخصات عیب ارایه می گردد. برای طراحی سیستم کنترل تحمل پذیر عیب از ایده حسگر مجازی بهره گرفته می شود. با استفاده از نتایج شبیه سازی، مزایای عملکرد سیستم پیشنهادی تشخیص عیب در تعیین دقیق نقطه سرج کمپرسور نشان داده می شود.
    کلید واژگان: سیستم کنترل تحمل پذیر عیب، حسگر مجازی، سرج کمپرسور، مدل مور، گریتزر، شبکه های عصبی دینامیکی مقاوم
    In this paper، a novel technique is presented for determining of operating and surge point in compressor via sensor fault tolerant control. The analytical redundancy method and the dynamic neural network (DNN) based on robust identification scheme is presented to determine of compressor surge point accurately، even in the presence of uncertainty in the compressor and noise in the sensor. Generally، the main drawback of DNN method is the lack of systematic law for selecting of initial Hurwitz matrix. Therefore، in this paper the subspace identification method is proposed for selecting this matrix. The required data is obtained from compressor Moore-Greitzer simulated model. In the residual evaluation block، a specified algorithm is proposed for obtaining fault properties. Virtual sensor idea is utilized for fault tolerant control system. A number of simulation results are carried out to demonstrate and illustrate the advantages، capabilities، and performance of our proposed fault toleant control scheme.
    Keywords: Fault Tolerant Control, Fault Diagnosis, Compressor Surge, Moore, Grietzer Model, Robust Dynamic Neural Network
  • مهدی فروزانفر، محمد جواد خسروجردی
    تشخیص عیب فعال را می توان طراحی یک سیگنال وروی کمکی جهت تشخیص عیب مخفی شده در قالب سیستم های چند مدله در حوزه ی زمان- پیوسته و زمان- گسسته معرفی نمود. در این مقاله جهت تشخیص عیب مقاوم در کلاسی از سیستم ها با معادلات فضای حالت غیر خطی کوپل شده ی پیوسته در حضور نایقینی و اغتشاش، از یک روش اصلاحی برای طراحی سیگنال کمکی بهینه با رویکرد سیستم های چند مدله، برای سیستم های سالم و معیوب استفاده می شود. با توجه به غیر خطی بودن معادلات فضای حالت،استفاده از روش های پیشین تشخیص عیب فعال امکان پذیر نمی باشد. به منظور غلبه بر این مشکل، روش اصلاح شده ای به منظور تضمین تشخیص عیب مقاوم برای این کلاس از سیستم های غیر خطی در حضور نایقینی و اغتشاش، طراحی سیگنال کمکی بهینه انجام می شود. در پایان راهکار پیشنهادی برای طراحی سیگنال کمکی بهینه به یک سیستم اصطکاک چرخ- جاده اعمال می شود.
    کلید واژگان: تشخیص عیب فعال، سیگنال کمکی، مدل اصطکاک چرخ، جاده
    Mehdi Forouzanfar, Mohammad Javad Khosrowjerdi
    Active fault detection consists of finding an auxiliary input signal the use of which allows detection of the masked faults using a multi-model framework in continuous or discrete- time cases. In this paper, a modified approach to optimal auxiliary signal design in robust fault detection based on a multi-model formulation of healthy and faulty systems is used to study the problem of active fault detection for a class of systems with nonlinear coupled continuous state-space equations in the presence of uncertainties and disturbances. Due to the nonlinearity in the state-space equations, the traditional active fault detection approach is not straightforward to be employed. To overcome this difficulty, a modified solution is proposed in order to design an optimal auxiliary signal to guarantee robust fault detection for this class of nonlinear systems in the presence of uncertainties and disturbances. Finally, the proposed solution for optimal auxiliary signal design is applied to a Lumped Tire-Road Friction system.
    Keywords: Active Fault Detection, Auxiliary Signal, Tire, Road Friction Model, Nonlinear Systems
  • حامد رضایی، محمد جواد خسروجردی
    در این مقاله، رویکردفعالی مبتنی بر مدل جهت طراحی یک سیستم کنترل تحمل پذیر خطا برای جبران خطاهای مکانیکی ناشی شده از ساختار داخلی استاتور و رتور موتور القایی سه فاز ارایه می شود. ساختار این سیستم کنترل از دو بخش اصلی تشکیل یافته است. بخش نخست یک کنترل کننده ی نامی برای حالت بدون خطا و به منظورکنترل شار و سرعت رتور می باشد که در این پژوهش از یک کنترل کننده خطی ساز فیدبک استفاده گردیده است. بخش دوم از یک رویتگر مد لغزشیجهت تخمینخطاهای جمع شونده در مدل فضای حالت موتور القایی سه فاز که بیانگر خطاهای مکانیکی در ساختار داخلی استاتور و رتور موتور القایی می باشند، تشکیل شده است. این رویتگر علاوه بر تخمین خطاها که جهت جبران سازی اثر خطاهای مکانیکی در عملکرد موتور مورد استفاده قرار می گیرند، جهت تخمین شارهای محوری غیر قابل اندازه گیری برای تمام موقعیت های کاری موتور نیز بکار می رود. کارایی رویکرد ارایه شده جهت جبران سازی خطاهای مکانیکی موتور القایی با استفاده از نتایج شبیه سازی نمایش داده می شود.
    کلید واژگان: موتور القایی، خطای مکانیکی، سیستم کنترل تحمل پذیر خطا، شناساییو محل یابی خطا، رویتگر مد لغزشی
    Hamed Rezaei, Mohammad Javad Khosrowjerdi
    In this paper, a model-based active fault tolerant control system (FTCs) is proposed for three phase induction motor (IM) drives subjected to the mechanical faults caused by both stator and rotor failures. FTCs structure consists of two main parts. The first part is a nominal controller based on feedback linearization for fault-free case to achieve control objectives (rotor flux and speed control). The second part is a sliding mode observer (SMO) in order to estimate additive faults which model mechanical faults in the state space model of IM. This observer has been used not only for fault reconstruction and production of additional control inputs for compensating their undesirable influences on performance of IM, but also for online estimation of axial fluxes in any operating conditions. The simulations results are shown to illustrate the effectiveness of the proposed approach to compensate the mechanical faults in IM.
    Keywords: Induction Motor (IM), Mechanical Fault, Fault Tolerant Control system (FTCs), Fault Detection, Isolation (FDI), Sliding Mode Observer (SMO)
  • مهدی میرزایی، حسین میرزایی نژاد، سیاوش وحیدی، داود حیدریان، محمد جواد خسروجردی
    سیستم ترمز ضدقفل(ABS) به عنوان یکی از مهم ترین سیستم های ایمنی خودرو در طول ترمزگیری های شدید می باشد. در این سیستم با کنترل لغزش طولی تایر در مقدار بهینه، حداکثر نیروی ترمزی در چرخ ها ایجاد شده و در نتیجه فاصله توقف خودرو به حداقل می رسد. وجود اثرات غیرخطی موجود در دینامیک خودرو که عمدتا مربوط به اشباع نیروهای تایر می باشد و همچنین وجود نامعینی های مدل و قابل اندازه گیری نبودن حالت های سیستم یعنی سرعت طولی خودرو و لغزش طولی تایر، از مهمترین مشکلات در طراحی این سیستم کنترلی می باشد. در این مقاله یک کنترل کننده ی غیرخطی مبتنی بر بهینه سازی برای سیستم ABS به صورت تحلیلی طراحی شده و در ترکیب با یک تخمین گر غیرخطی مبتنی بر فیلترآنسنتد (UKF) استفاده شده است. الگوریتم تخمین UKF بر خلاف فیلتر کالمن توسعه-یافته (EKF) به صورت مستقیم از معادلات غیرخطی استفاده کرده و نیاز به خطی سازی و مشتق گیری ندارد. در ادامه اثر خطای ناشی از تخمین در عملکرد کنترل کننده طراحی شده به صورت تحلیلی بررسی می گردد. نتایج تحلیل و شبیه سازی ها نشان دهنده ی عملکرد مناسب و مقاوم سیستم کنترلی پیشنهادی در ردیابی لغزش طولی بهینه در حضور تخمین پارامترها می باشد.
    کلید واژگان: سیستم ترمز ضدقفل، کنترل کننده غیرخطی، تخمین گر غیرخطی، بهینه سازی، لغزش طولی تایر
    M. Mirzaei, H. Mirzaeinejad, S. Vahidi, D. Heidarian, M. J. Khosrowjerdi
    Anti lock braking system (ABS) is one of the most important safety devises in vehicles during the severe braking. In this system, by regulating the wheel longitudinal slip at its optimum value, the maximum braking force is generated and therefore the minimum stopping distance for the vehicle is achieved. The hard nonlinearity due to the saturation of tire forces and modeling uncertainties are the main difficulties arising in the design of ABS. Also, the system states including the longitudinal speed and the wheel slip are not directly measurable and have to be estimated. In this paper, a nonlinear optimization based controller is analytically designed for ABS and is combined with a nonlinear estimator based on Unscented Kalman Filter (UKF). This estimation algorithm directly uses nonlinear equations of the system and does not require the linearization and differentiation. Here, the performance of the designed controller in the presence of states estimation and parametric uncertainties is analytically investigated. The simulation results indicate the efficiency of the proposed controller in tracking the optimal longitudinal wheel slip.
    Keywords: Anti lock braking system (ABS), Nonlinear controller, Nonlinear estimator, optimization, tire longitudinal slip
  • محمد جواد خسروجردی، نادر صفری شاد، رامین نیکوخواه
سامانه نویسندگان
  • دکتر محمدجواد خسروجردی
    دکتر محمدجواد خسروجردی
    استاد تمام برق، کنترل، دانشکده برق، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال