predictive controller
در نشریات گروه فنی و مهندسی-
در این مقاله از روش کنترل مستقیم جریان، جهت بهبود عملکرد موتور سنکرون مغناطیس دائم در حالت های دائمی و گذرا پیشنهاد شده است. در این روش، کنترل مستقیم جریان مبتنی بر کنترل کننده پیش بین با مجموعه کنترلی پیوسته ارائه شده است. چنانچه، در حالت پایدار، یک بردار ولتاژ فعال به همراه یک بردار ولتاژ صفر در هر سیکل کنترلی به موتور اعمال می شود. مقادیر فاز، دامنه و ضریب وظیفه بردار ولتاژ فعال به گونه ای بهینه می گردد که خطای جریان استاتور حداقل شود. در حالت گذرا، برای بهبود پاسخ دینامیکی گشتاور، یک بردار ولتاژ با حداکثر دامنه در کل سیکل کنترلی به موتور اعمال می شود و زاویه بردار ولتاژ به گونه ای محاسبه می شود که خطای جریان استاتور در انتهای سیکل کنترلی به صفر کاهش پیدا کند. مدولاسیون بردار فضایی به منظور تولید بردار ولتاژ انتخاب شده استفاده شده است. عملکرد روش در نرم افزار متلب مورد ارزیابی قرار گرفته است؛ نتایج بدست آمده نشان می دهد، روش پیشنهادی اعوجاج هارمونیک کل جریان استاتور را در حالت پایدار، کاهش و پاسخ دینامیکی موتور را در حالت گذرا بهبود می بخشد. علاوه بر این، عملکرد دو روش ارائه شده با تعدادی از روش های کنترلی اخیر نیز مقایسه شده است که نتایج نشان می دهد با بکارگیری روش های پیشنهادی، عملکرد حالت دائمی و گذرای بهتری حاصل می گردد.
کلید واژگان: کنترل مستقیم جریان، کنترل کننده پیش بین، محرکه های موتور سنکرون مغناطیس دایم، اعوجاج هارمونیک کلIn this paper, direct current control method is proposed to improve the performance of permanent magnet synchronous motor in steady and transient states. In this method, direct flow control based on predictive controller with continuous control set is provided. Thus, In steady state, an active voltage vector along with a zero-voltage vector is applied to the motor in each control cycle. The values of the phase, amplitude and duty factor of the active voltage vector are optimized in such a way that the stator current error is minimized. In the transient mode, to improve the dynamic response of the torque, a voltage vector with maximum amplitude is applied to the motor in the entire control cycle, and the angle of the voltage vector is calculated in such a way that the stator current error is reduced to zero at the end of the control cycle. Spatial vector modulation is used to generate the selected voltage vector. The performance of the method has been evaluated in MATLAB software; The obtained results show that the proposed method of harmonic distortion of the total stator current in the steady state reduces and improves the dynamic response of the motor in the transient state. In addition, the performance of the two presented methods has been compared with a number of recent control methods, and the results show that by using the proposed methods, the performance of the steady and transient state is improved.
Keywords: Direct Current Control, Predictive¬ Controller, Permanent Magnet Synchronous Motor Drives, Total Harmonic Distortion Fault -
مساله تامین انرژی از یک سو و مشکلات زیست محیطی ناشی از مصرف سوخت های فسیلی از سوی دیگر پژوهشگران را بر آن داشت تا به روش های کاهش مصرف انرژی و همچنین استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر و خودروهای هیبریدی روی آورند، فن آوری ریزشبکه پیشنهاد خوبی برای بهره گیری هم زمان از چندین واحد تولید پراکنده به صورت بهینه است، اما به دلیل وجود عدم قطعیت های موجود در پدیده هایی مانند تابش خورشید، به منظور پیش بینی دقیق تر چگونگی عملکرد ریزشبکه و ادوات آن در آینده جهت تصمیم گیری های مناسب، نیاز به سازوکاری برای پردازش داده های مربوط و مدیریت آن ها می باشد. پاسخ به همه این مسائل، نیاز به آشنایی با مفهوم جدیدی تحت عنوان «هاب انرژی» دارد. با توجه به گسترده بودن موضوع کنترل سیستم های هاب انرژی، در این مقاله سعی شده است ضمن بررسی مختصر تعاریف و مفاهیم مربوطه، سیستم به گونه ای طراحی و کنترل شود که در برابر نامعینی و اغتشاش مقاوم باشد که روش پیشنهادی، بهره گیری از کنترل کننده های پیش بین غیرخطی مقاوم است. شبیه سازی انجام گرفته در این پژوهش شامل دو بخش است که در بخش اول، تجزیه و تحلیل رفتار مدل و در بخش دوم، پیاده سازی کنترل کننده صورت گرفته است. برای این کار، ابتدا یک مدل جدید و معتبر از یک نمونه سیستم هاب انرژی انتخاب شده و پس از آن یک روند کنترلی با راهبرد پیش بین غیرخطی مقاوم پیاده گردیده است، مطالعه موردی و نتایج حاصل از شبیه سازی در نرم افزار متلب به خوبی نشان می دهد که متغیرهای خروجی سیستم هاب انرژی مدل شده توانسته اند در زمان مناسبی پس از اعمال ورودی به پایداری رسیده و عملکرد بهینه ای داشته باشند.
کلید واژگان: مدیریت انرژی، هاب انرژی، کنترل کننده پیش بین، کنترل غیرخطی، کنترل مقاومThe issue of energy supply on the one hand and the environmental problems caused by the consumption of fossil fuels, on the other hand, have prompted researchers to turn to methods of reducing energy consumption as well as the use of renewable energy sources and hybrid vehicles. The time of several distributed generation units is optimal, but due to the uncertainties in phenomena such as solar radiation, to more accurately predict how the microgrid and its devices will work in the future to make appropriate decisions, a mechanism for processing and managing relevant data is. The answer to all these questions requires familiarity with a new concept called the "energy hub". Due to the wide scope of control of energy hub systems, in this article, while examining the definitions and concepts related to these systems, we have tried to design the control system so that the system is resistant to uncertainty and perturbation. The proposed method uses nonlinear predictive controllers. It is durable. Case study and simulation results in MATLAB software show well that the output variables of the modelled energy hub system have been able to be stable at a suitable time after input.
Keywords: Energy Management, Energy Hub, Predictive Controller, Nonlinear Control, Robust Control -
موشک های دوش-پرتاب یکی از کاربردی ترین ابزار در صنایع نظامی بوده و از اهمیت بسیار بالایی برخوردار هستند. در این نوع از تسلیحات هوافضایی، به دلیل زمان پرواز اندک و مانورهای بالای موشک در این مداومت کم، اهمیت بالای روش کنترلی وهدایت برای رسیدن به هدف مشخص خواهد شد. در این نوع از موشک ها، سرعت در راستای محور طولی به علت سوخت جامد بودن موشک قابل کنترل نبوده ولذا از سرعت های عرضی و سمتی به وسیله سطوح کنترل پرواز برای تغییر مسیر استفاده می شود. در این مقاله ابتدا معادلات دینامیکی موشک دوش-پرتاب استخراج گردیده و سپس، معادلات مربوط به روش های کنترلی پیش بین و PID استخراج و شبیه سازی شده است. در نهایت، به منظور بررسی دقت نتایج حاصل از شبیه سازی به همراه تکنیک های کنترلی، آنالیز قابلیت اعتماد برروی هر دو کنترلگر پیاده سازی شده و نتایج دو مدل کنترلی مورد قیاس قرار گرفته است. برای فازهای مختلف پروازی، استفاده از هر کدام از کنترلگرها به صورت ترکیبی یا تکی مشخص گردیده و نقاط قوت و ضعف هر کدام از کنترلگرها در انواع فازها مورد تحلیل قرار گرفته است.
کلید واژگان: موشک دوش پرتاب، قابلیت اعتماد، کنترل پیش بین، کنترل PID، فازهای پروازی، شبیه سازیShoulder-fired missiles are one of the most practical tricks in the military industry and are of great importance. In this type of aerospace weapon, due to the short flight time and high maneuvers of the missile in this short duration, the high importance of the control and guidance method to achieve the goal will be determined. In these types of missiles, the speed along the longitudinal axis cannot be controlled due to the solid fuel of the missile, so directional and lateral velocities are used by flight control tools to change the direction. In this paper, first, the dynamic equations of the Shoulder-fired missiles are extracted and then the equations related to predictive control methods and PID are extracted and simulated. Finally, in order to evaluate the accuracy of the simulation results along with the control techniques, the reliability analysis was implemented on both controllers and the results of the two control models were compared. For different flight phases, the use of each controller is specified in combination or individually and the strengths and weaknesses of each controller in different phases are analyzed.
Keywords: Shoulder-Fired Missile, Reliability Study, Predictive Controller, PID Controller, Flight Phases, Simulation -
This paper presents a novel event-triggered predictive control (ETPC) approach for the stabilization of discrete-time output-feedback networked control systems (NCSs). The studied NCS is considered to be subject to both random external input and output disturbances, and network imperfections including random communication delay, random packet dropout, packet disorder, limitation of network bandwidth, and network resources. In the proposed algorithm, an observer-based event detector is designed for reducing the number of sent packets through the communication network using the estimated system states by the Luenberger observer. In this way, the system’s energy resources are saved and network-induced effects are skipped. A switched predictive controller with multiple gains are used to compensate for network-induced effects. Controller gains are designed compatible with different possible values of delays and packet dropouts. A novel augmented representation of the state-space equations of the system is derived to design observer gain and controller gains. The asymptotic stability of the system is guaranteed by designing the observer and controller based on the Lyapunov function through solving linear matrix inequalities (LMIs). Putting all the aforementioned points together has made the whole framework presented in this paper a comprehensive one. The effectiveness of the proposed approach is demonstrated by comparative simulation results.Keywords: Networked control system, Event-triggered control, Predictive controller, Network imperfections, Switched controller
-
در این مقاله کنترل کننده ی پیش بین مقید با استفاده از توابع لاگر برای کنترل سمت و عمق یک شناور زیرسطحی هوشمند در حضور اغتشاشات طراحی شده است. شناور زیرسطحی هوشمند به دلیل دینامیک غیرخطی کوپل شده، نامعینی های پارامتری و اغتشاشات خارجی ناشی از محیط زیر آب دارای پیچیدگی زیادی است. علاوه بر این شناور زیرسطحی در نظرگرفته شده در این مقاله، دارای قیود موجود بر روی عملگرها می باشد که این محدودیت ها بر پیچیدگی کنترل آن افزوده است. در این تحقیق ابتدا دینامیک غیرخطی شناور زیرسطحی هوشمند مدل سازی می شود و در ادامه طراحی کنترل کننده پیش بین مقید انجام می شود. در طراحی کنترل کننده ی پیش بین مقید از توابع متعامد لاگر به منظور بهینه سازی و کاهش بار محاسباتی در بازه زمانی استفاده شده است. از مزایای کنترل کننده ی طراحی شده می توان به برخط و بهینه بودن، دقت بالا، قابلیت پیاده سازی، برخورد هدف مند با قیود و همچنین دارا بودن خواص مقاوم در برابر اغتشاشات اشاره کرد. به منظور نشان دادن کارایی روش، کنترل کننده ی پیشنهادی بر روی شناور زیرسطحی مورد نظر شبیه سازی شده و مقایسه ای بین زمان محاسبات کنترل کننده با استفاده از توابع لاگر و بدون استفاده از آن صورت گرفته است. نتایج شبیه سازی، کارایی و موثر بودن کنترل کننده ارائه شده را به خوبی نشان می دهد.کلید واژگان: شناور زیرسطحی هوشمند، کنترل کننده پیش بین، کاهش زمان محاسبات، توابع لاگرIn this paper, a constrained predictive controller is designed using Laguerre functions to control the depth and steering of an autonomous underwater vehicle considering underwater disturbances. Due to under-actuated nonlinear coupled dynamics, parameters uncertainty, external underwater disturbances autonomous underwater vehicles are complicated. Moreover, the underwater autonomous vehicle investigated in this study includes constraints on actuators leading a more complex problem. In this study, first, the nonlinear dynamics of the autonomous underwater vehicle utilized for the controller design has been modeled. Then, Laguerre orthogonal functions were used in the constrained predictive controller design for reducing computational time and accelerating optimization process. Optimized, online, high precision, implementation capability, consider constraints purposefully and robust properties against disturbances can be mentioned as the most important advantages of designed controller. In addition, predictive control method is robust against disturbances. To monitor the methods’ performance, the autonomous underwater vehicle was modeled and then a comparison between the controller's calculation time with and without the Laguerre functions was also represented. At the end, the simulation results obtained from this controller, using Laguerre functions, showed the efficiency and effectiveness of the proposed solution.Keywords: Autonomous Underwater Vehicle, Predictive Controller, Reduce Computational Time, Laguerre Functions
-
برای انتقال گاز طبیعی از منابع تولیدکننده به مصرف کننده از خطوط انتقال گاز استفاده می شود. طویل شدن خطوط انتقال سبب کاهش فشار گاز می شود. ایستگاه های تقویت فشار گاز جهت جبران افت فشار در مسیر انتقال در نظر گرفته می شوند. در این ایستگاه ها معمولا چندین واحد کمپرسوری جهت تسهیم جریان گاز ورودی، به صورت موازی کار می کنند. هدف مطالعه حاضر بررسی روش تقسیم بار میان کمپرسورهای موازی به صورت بهینه با توجه به ظرفیت هر کمپرسور می باشد. در این مقاله یک الگوریتم تقسیم بار با استفاده از کنترل کننده پیش بین مبتنی بر مدل (MPC) جهت دستیابی به عملکرد پایدار و کارآمد در ایستگاه تقویت فشار پیشنهاد می شود. در این الگوریتم از بهینه یابی آنی با یک روش اصلاح کننده تطبیقی در هنگام مواجه با یک تقاضای متغیر از جانب مصرف کننده استفاده می شود. بهینه یابی با توجه به ظرفیت هر کمپرسور و با استفاده از منحنی بازده تقریبی انجام می شود. بدین ترتیب، مختصات نقاط کاری بهینه برای هر کمپرسور بدست آورده می شود. الگوریتم پیشنهادی در نرم افزار متلب بر روی دینامیک کمپرسورهای گریز از مرکز با آرایش موازی پیاده سازی می شود. نتایج حاصل نشان می دهد که تقسیم بار با استفاده از روش پیشنهادی عملکرد بسیار بهتری نسبت به روش های قدیمی نظیر تقسیم بار به صورت برابر دارد که سبب کارکرد بهینه هر کمپرسور و در نتیجه ذخیره سازی و صرفه جویی گاز طبیعی می گردد.کلید واژگان: کمپرسور گازی، بهینه یابی آنی، تقاضای متغیر، تقسیم بار، کنترل کننده پیش بینTo transport the natural gas from the producer sources to the consumers, gas pipelines are used. The extension of the pipelines reduces gas pressure and compression stations are considered to compensate for the loss of pressure in the transport path. At these stations, several compressor units usually work in parallel to share the gas inlet flow. The purpose of the present study is to investigate the load distribution method between parallel compressors in an optimal manner according to the capacity of each compressor. In this paper, a load sharing algorithm is proposed with the help of a model-based predictive controller (MPC) to achieve a stable and efficient operation at the compression station. In this algorithm, real-time optimization is used by an adaptive modifier method when faced with a variable demand from the consumer. The optimization is done according to the capacity of each compressor and using the approximated efficiency curve. In this way, the coordinates of the optimal working points for each compressor are obtained. The proposed algorithm is implemented in MATLAB software on the dynamics of centrifugal compressors in parallel arrangement. The results show that the load distribution using the proposed method has a much better performance than the old methods such as equal load balancing. This method results in the optimal operation of each compressor and thus storing and saving the natural gas.Keywords: Gas compressor, Real-time optimization, Variable demand, Load sharing, Predictive controller
-
International Journal of Industrial Electronics, Control and Optimization, Volume:1 Issue: 2, Summer 2018, PP 115 -120The power generation from wind turbine are variable because of dependence on environmental conditions and it is important to extract maximum energy from wind. This paper proposes a new method to extract maximum energy from wind turbine systems. The artificial neural network (ANN) is used to estimate the wind speed based on the rotor speed and the output power. In addition to ANN, a predictive controller is used to maximize the efficiency of the boost converter. In predictive controller, duty cycle of boost converter is controlled to obtain the maximum power point based on the slope method. One of the most interesting advantages of this controller is simplicity of control and implementation that is leads to fast response and exact tracking. The method has been developed and analyzed by utilizing a turbine directly driven permanent-magnet synchronous generator (PMSG). The simulation results verify the performance of the proposed method. Results show that this method maximizes wind energy extraction with more accuracy and fastness.Keywords: Wind turbine, PMSG, Neural Network, Predictive controller, Boost converter
-
در مبدل های چندسطحی چندبخشی با افزایش تعداد سطوح ولتاژ، کیفیت شکل موج خروجی بهبود می یابد و کلیدهای نیمه هادی قدرت، ولتاژ کمتری را تحمل می کنند؛ اما با افزایش تعداد اجزای مدار، تعیین استراتژی کلیدزنی بسیار پیچیده می شود. در این مقاله، در چارچوب روش کنترل پیش بین با مجموعه کنترل متناهی، یک روش کارا برای تنظیم جریان بار، تعادل ولتاژ خازن ها و همچنین کنترل جریان گردشی در مبدل های چندسطحی ارائه می شود که از الگوریتم رمزگشایی کروی برای انجام محاسبات بهینه سازی استفاده می کند. ویژگی مهم رویکرد مورد استفاده، کاهش قابل توجه حجم محاسبات لازم در الگوریتم کنترل است که امکان استفاده از آن را برای مبدل های چندبخشی با تعداد سطوح ولتاژ بالا و برای افق های پیش بینی طولانی فراهم می کند. روش پیشنهادی بر روی یک نوع مبدل سه سطحی، شبیه سازی و مزایای آن در مقایسه با روش های موجود نشان داده می شود.کلید واژگان: بهینه سازی رمزگشایی کروی، کنترل پیش بین، مبدل چندسطحی چندبخشیModular Multilevel Converters, by increasing the number of voltage levels the quality of output waveform is improved and the semiconductor switches tolerate low voltage values. However, design of switching strategy in these complicated circuits is challenging. In this paper, based on sphere decoding algorithm, a predictive controller with finite control set is proposed to regulate load current while minimizing both capacitor voltage variations and circulating currents. The suggested scheme decreases the computational burden of optimization stage which is considerable for long prediction horizons and modular converters with high number of voltage levels. The suggested scheme is simulated for a practical modular multilevel converter to demonstrate its performance compared to some rival methods.Keywords: Sphere decoding algorithm, predictive controller, modular multilevel converters
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.