controller
در نشریات گروه مکانیک-
به دلیل تغییر شدید در پارامترهای آئرودینامیکی، مسئله کنترل حالت فرود بسیار پیچیده تر از پرواز در ارتفاع بالا خواهد شد. لذا از این دید مسئله نیازمند استفاده از یک الگوریتم کنترلی مقاوم در برابر تغییر پارامترها خواهد بود. از طرفی وجود موانع در مسیر فرود پرنده، قید دیگری است که باید در طراحی کنترل کننده مورد توجه واقع گردد. بدین ترتیب با توجه به موارد فوق، استفاده از کنترل کننده پیش بین برای حل مسئله ضروری است. این کنترل کننده به صورت ذاتی از مقاومت بالایی در برابر تغییر مدل برخوردار است. همچنین، در حالتی که از این کنترل کننده به صورت مقید استفاده شود، می توان با استفاده از آن موانع موجود در مسیر حرکت در حین فرود را دور زد. هدف این مقاله، کنترل سیستم برای فرود خودکار به وسیله کنترل پیش بین خطی مبتنی بر مدل است. دلیل استفاده از کنترل کننده پیش بین خطی ، وجود موانع در مسیر حرکت و برآورده سازی قیود موجود در محیط برای رفع موانع است. در نتیجه نهایی، این کنترل کننده به گونه ای طراحی شده است که تاثیر اغتشاشات خارجی بر روی پرنده به حداقل رسیده و همچنین پایداری سیستم با ظهور نامعینی های مدل به مخاطره نیافتد. همچنین در این روش، اثر ناشی از تاخیر سیستم ناوبری خارجی در سیستم حلقه بسته لحاظ شده و پایداری سیستم ضمانت گردیده است. نهایتا طراحی کنترل کننده پیشنهادی برای مدل یک پرنده واقعی محاسبه شده و شبیه سازی عملکرد آن در حضور موانع، باد جانبی و طولی ارائه گردیده است.
کلید واژگان: فرود خودکار، کنترل کننده، پردازش تصویر، پرنده هدایت پذیر از دور (پهپاد)، هواپیمای بدون سرنشینDue to the drastic change in aerodynamic parameters, the problem of controlling the landing mode will be much more complicated than the high altitude flight. On the other hand, the presence of obstacles in the way of the bird's landing is another condition that should be considered in the design of the controller. Thus, according to the above, it is necessary to use the predictive controller to solve the problem. This controller inherently has a high resistance to model change. Also, if this controller is used in a restricted manner, it can be used to bypass obstacles in the path of movement during landing. The aim of this paper is to control the system for automatic landing by means of model-based pre-interlinear control. The reason for using the pre-interlinear controller is the presence of obstacles in the path of movement and the fulfillment of the constraints in the environment to remove the obstacles. As a final result, this controller is designed in such a way that the effect of external disturbances on the bird is minimized and the stability of the system is not jeopardized by the emergence of model uncertainties. Also, in this method, the effect caused by the delay of the external navigation system is taken into account in the closed loop system and the stability of the system is guaranteed. Finally, the proposed controller design is calculated for a real bird model and its performance simulation in the presence of obstacles, lateral and longitudinal wind is presented.
Keywords: Automatic Landing, Controller, Image Processing, Remotely Piloted Aircraft (UAV), Unmanned Aircraft -
در این تحقیق، با استفاده از ریاضیات مرتبه کسری یک کنترل کننده برای کنترل مسیر حرکت یک کوادروتور طراحی می گردد. با توجه به اینکه یکی از مهم ترین چالش ها در کوادروتورها تغییر جرم آن ها برای حمل و جابجایی بارهای مختلف است، در این پژوهش کنترل کننده طراحی شده برای جرم به صورت تطبیقی طراحی می گردد تا در مقابل اثرات تغییر جرم رفتار مناسبی را ارائه دهد. برای طراحی کنترل کننده در این پژوهش از روش مودلغزشی استفاده می شود و سطح لغزش مورد نظر به صورت یک مدل مرتبه کسری در نظر گرفته می شود. نتایج این تحقیق به خوبی کارایی کنترل کننده مرتبه کسری را برای کنترل مسیر کوادروتور و مقاومت در مقابل تغییرات جرمی را نشان می دهد. به علاوه، شبیه سازی ها نشان می دهند که با استفاده از تغییرات مرتبه مشتق کسری می توان کنترل کننده ای طراحی کرد که با تلاش کنترلی کمتری یک ماموریت را انجام دهد، بنابراین، با طراحی یک کنترل کننده مرتبه کسری می توان ظرفیت حمل بار را در یک کوادروتور افزایش داد. نتایج این تحقیق نشان می دهند که ظرفیت حمل بار با در نظر گرفتن مقدار 275/0 برای مرتبه مشتق بالاترین مقدار خود را دارد. نوآوری این کار بررسی اثرات کنترل کننده مرتبه کسری در تعیین ظرفیت حمل بار است به طوری که نشان داده می شود با تعیین مقداری مشخص می توان ظرفیت حمل بار را تا حدود دو برابر نسبت به کنترل کننده ی معمولی افزایش داد.
کلید واژگان: کوادروتور، کنترل گر، کنترل مرتبه کسری، کنترل تطبیقی، ظرفیت حمل بار، تعقیب مسیرIn this investigation, using the fractional calculus, a controller for trajectory control of a quadrotor is designed. As a matter of fact, one of the most important challenges in quadrotors is changing the mass of the quadrotor for carrying loads. In this paper, the controller is designed adaptive to show appropriate response in the presence of changing mass. For designing this controller, the sliding mode controller is utilized, which the sliding surfaces are considered as a fractional model. The results of this study demonstrate the effectiveness of the fractional-order controller for trajectory control of a quadrotor with changing the mass parameter. Moreover, simulations illustrate that by changing the fractional-order a new controller can be designed which can do the same mission with less control effort. Therefore, utilizing the fractional controller, the Dynamic Load Carrying Capacity (DLCC) of a quadrotor can be increased. The results show that by considering fractional-order = 0.275, the DLCC is maximized. The innovation of this work is the investigation of fractional order controllers in determining the DLCC, which shows that by setting a certain value, the DLCC can be increased by about two times compared to the classical sliding mode control.
Keywords: Quadrotor, Controller, Fractional-Order Control, Adaptive Control, Dynamic Load Carrying Capacity, Path Tracking -
فرایند تعمیرات اساسی و ساخت در کارخانه های بازسازی و نوسازی، موتورهای دیزل از اهمیت بالایی برخوردار هستند. کاهش هزینه ی بازسازی و زمان انجام فرایند ها وابسته به مقدار ظرفیت و سرعت کاری است. یکی از تجهیزاتی که موجب افزایش ظرفیت و سرعت کار می گردد، دستگاهی به نام میزگردان ادوات سنگین می باشد. در مقاله ی حاضر، تحقیق و بررسی جهت ساخت یک میز گردان ادوات سنگین مورد مطالعه قرار گرفته است. اهمیت و کاربرد مواردی که جهت طراحی این محصول باید در نظر گرفته شود، گردآوری شده است. طراحی های این دستگاه در نرم افزارهای کتیا و آباکوس انجام شده است. ظرفیت تحمل بارگذاری دستگاه 15 تن و ظرفیت گشتاور 15000 نیوتن متر است. اجزای تاثیرگذار و بحرانی دستگاه با استفاده از نرم افزار اجزای محدود آباکوس شبیه سازی شد و ابعاد هندسی هرکدام به صورت دقیق معین گردید. برای ساخت بدنه دستگاه، از ورق های فولاد کربنی St37 استفاده شد. اجزا و قطعات استاندارد دستگاه نیز باتوجه به مشخصات مکانیکی و کارکرد دستگاه، انتخاب شدند. در نهایت دستگاه میز گردان با توجه به مدل های کاربردی ساخته شد و کارکرد آن موفقیت آمیز بود.کلید واژگان: ساخت دستگاه، میز گردان، کنترلر، PLC، آباکوسThe process of major repairs and manufacturing in diesel engine repairing and remanufacturing factories is very important. Reducing the cost of repairing and the time of the processes is depended on the amount of capacity and work speed. One of the equipment that increases the capacity and speed of work is a device called a heavy equipment rotary table. In this article, research and investigation for the construction of a heavy equipment rotary table is targeted. The importance and application of items that should be considered for the design of this product have been collected. The designing of this device has been done in CATIA and Abaqus software. The loading capacity of the device was 15 tons and the torque capacity was 15000 N.m. The influential and critical components of the device were simulated using Abacus finite element software, and the geometric dimensions of each component were precisely determined. St37 carbon steel sheets were used to make the body of the machine. The standard components and parts of the device were also selected according to the mechanical and functional characteristics of the device. Finally, the rotary table device was built according to the extracted functional models and its function was evaluated successfully.Keywords: Machine manufacturing, rotary table, controller, PLC, ABAQUS
-
Dispersed generation resources in a microgrid are equipped with power electronics technologies including high-frequency AC systems (e.g., microturbines) and DC (e.g., solar panels and fuel cells). By enhancing the frequency controller and implementing a novel method, this paper seeks to reduce the microgrid frequency deviation in the dynamic mode. The proposed controller is intended for use in a renewable-energy microgrid. According to the strategy, fuzzy logic is used to adjust the proposed control coefficients at any time, and the group search optimizer (GSO) algorithm is employed to optimize them. The controller parameters are optimized to account for the uncertainty of some microgrid component parameters to improve the robust controller's performance. The key idea behind this proposed control strategy is to combine the capabilities of fuzzy logic with the proposed method to reduce control operations and achieve optimal fuzzy control in the transient mode to ensure resilient microgrid frequency control performance. The Fuzzy-PI-GSO frequency controller outperforms the standard Fuzzy-PI and PI frequency controllers in simulations with various disturbances.
Keywords: Microgrid, Controller, Fuzzy Logic, Frequency Control, Optimization -
در این مقاله، مسیله ملاقات و اتصال مداری به عنوان یک المان کلیدی و با اهمیت که دارای کاربردهای اساسی و مهم نیز در حوزه فضایی بوده، مورد مطالعه قرار گرفته است. درنتیجه هدف اصلی این مقاله بیان کلیات و بخش های مهم یک ماموریت ملاقات و اتصال است. در این مقاله اهمیت و نمونه هایی از کاربرد مسیله معرفی و سپس مراحل مشترک در یک ماموریت ملاقات و اتصال مداری، رویکردهای حل مسیله و روش های پرکاربرد نیز بیان شده اند. یک بخش با اهمیت در ماموریت ملاقات و اتصال کنترل سامانه است. بنابراین کنترل کننده های پرکاربرد در این مسیله و برخی از مزایا و معایب آن ها بیان شده و کنترل همزمان موقعیت و وضعیت نیز به عنوان یک چالش مهم مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه برخی از رویکردها و سنسورهای متداول ناوبری در یک مسیله ملاقات و اتصال مداری معرفی شده و در نهایت مثال ها و نمونه هایی از تجهیزات آزمایشگاهی، به عنوان یک ابزار مهم ارایه شده اند.
کلید واژگان: ملاقات و اتصال مداری، کنترل کننده، ناوبری، تجهیزات آزمایشگاهی، کوپل موقعیت و وضعیتIn this article, orbital rendezvous and docking as a key and important subject that has fundamental and important applications in the field of space has been studied. the main objective of this paper will be the investigation of the general and important sections of a rendezvous and docking mission. importance and examples of the Application of the problem and also common steps in a rendezvous and docking mission, problem-solving approaches and practical methods have been explained in this article. System control is an important part in the mission of rendezvous and docking. Thus, the practical controllers and some of their advantages and disadvantages are expressed and simultaneous position and attitude control has been studied as an important challenge. In the following, some common approaches and sensors in an orbital rendezvous and docking problem are presented and finally, examples of laboratory equipment as an important tool are provided.
Keywords: Orbital rendezvous, docking, controller, navigation, laboratory equipment, position, attitude coupling -
کنترل کننده مرکزی خودرو دورگه، زمان راه اندازی و خاموش شدن موتوراحتراقی، نقاط عملکرد آن، توان مصرفی باتری و میزان احیای انرژی ترمزی را مشخص می کند. راهکار کنترلی مدیریت کننده مرکزی خودرو دورگه سری، تعیین کننده میزان مصرف سوخت جهت تامین توان مورد نیاز خودرو در هر موقعیت است. در پژوهش حاضر، راهکار کنترلی ترموستات، با استفاده از منطق کنترل فازی طراحی شده و با حالتی که کنترلر مورد استفاده از نوع کلاسیک باشد، از نظر میزان مصرف سوخت مقایسه شده است. برای شبیه سازی مدل خودرو از نرمافزارهای جیتی پاور و سیمولینک به صورت کوپل استفاده شده است. مدل عددی ایجادشده در نرم افزار، با داده های تجربی مقایسه و صحه گذاری شده و در چرخه اروپایی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد، استفاده از منطق کنترل فازی به جای کنترل کلاسیک، 4 درصد مصرف سوخت خودرو دورگه سری را کاهش می دهد.کلید واژگان: بهینه سازی، خودرو دورگه، منطق فازی، کنترلر، مصرف سوختThe controller of the hybrid electric vehicle determines the combustion engine start-stop time, the operation points, and regenerative brake energy. The Controlling approach of hybrid electric vehicles controls the amount of needed fuel in every driving situation. In the present study, the thermostat strategy is implemented along with fuzzy logic control and compared to the classic thermostat strategy. The fuel consumption is compared in two different strategies. GT-power and Simulink software are implemented to simulate the series hybrid electric model. The numerical model is compared and validated with experimental data. The validated numerical model calculates the vehicle fuel consumption in the new European driving cycle. Results show that the use of fuzzy logic control reduces the fuel consumption of series hybrid electric vehicle 4 percent compared to the classical control strategy.Keywords: Optimization, Series hybrid vehicle, Fuzzy logic, controller, Fuel Consumption
-
این مقاله به طراحی و توسعه سیستم کنترل برای حلقه داخلی زیر سیستم یک ربات خودکار زیر سطحی (AUV) می پردازد. با استفاده از رویکرد فضای حالت سیستم غیرخطی چند ورودی چند خروجی(MIMO) معادله خطی شده را بدست آورد، و تابع تبدیل مورد نظر از معادله خطی مربوطه استخراج می شود. پس از آن ابتدا تابع تبدیل را در معرض کنترل کننده PID و سپس در معرض کنترل کننده PID_fuzzy type 2 بررسی نموده، سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه، پارامترهای کنترل کننده فازی اعم از قوانین، توابع عضویت ورودی و خروجی و بهره خروجی بهینه می گردد. و از مقایسه ی نتایج به دست آمده در این روش با کارهای مشابه پیشین، مشاهده خواهد شد که روش پیشنهادی در این تحقیق قادر خواهد بود پارامترهای کنترلی ماکزیمم مقدار فراجهش و زمان نشست متغیرهای حالت سیستم را به میزان چشمگیری بهبود ببخشد. البته روش پیشنهادی، دارای حجم محاسبات بالایی در مدل غیر خطی و کندی روند اجرای شبیه سازی در مقایسه با کارهای پیشین خواهد بود که برای رفع آن نیز راهکارهایی ارایه خواهد شد.کلید واژگان: فازی، کنترل کننده، الگوریتم ژنتیک، سیستم خطی، زیر سطحی خودکار، AUVThis paper discusses the design and development of a control system for the internal loop subsystem of an AUV. Using the multi-input multi-output (MIMO) nonlinear system state space approach, the linearized equation is obtained, and the desired conversion function is extracted from the corresponding linear equation. Then first examine the conversion function exposed to PID controller and then to PID_fuzzy type 2 controller, then using multi-objective genetic algorithm, fuzzy controller parameters including rules, input and output membership functions and optimal output gain Turns. And the results obtained in this method will be compared with similar previous worksThe proposed method in this research will be able to significantly improve the control parameters of the maximum value of the metamorphosis and the settling time of the system state variables. Of course, the proposed method will have a high volume of calculations in the nonlinear model and the slowness of the simulation process compared to previous works, which will also provide solutions to solve it.Keywords: Fuzzy, Controller, genetic algorithm, Linear system, Automated subsurface, AUV
-
در این مقاله، عملکرد یک سیستم حلقه بسته با حضور اجزا مختلفی نظیر کنترل کننده، عملگر و حسگر بررسی می گردد. معمولا در تحلیل ها، دینامیک حسگر و عملگر ایده ال فرض می گردد و از آن صرفنظر می شود، در صورتی که این اجزا نیز در عمل دارای دینامیک هستند. از آنجایی که سرعت عملکرد حسگر و عملگر باید سریعتر از سرعت عملکرد سیستم دینامیکی باشد، لذا منطقی است که معادلات سیستم حلقه بسته را در حضور عملگر و حسگر به معادلات کند (معادلات سیستم دینامیکی) و معادلات تند (معادلات عملگر و حسگر) تفکیک نمود. در این مقاله به بررسی این موضوع و مدلسازی سیستم حلقه بسته در قالب سیستم های اختلال تکین با تفکیک مد های عملکردی تند و کند پرداخته می شود همچنین قضایایی در حوزه تحلیل پایداری و پایدار سازی سیستم حلقه بسته ارایه شده است. در انتها نیز شبیه سازی هایی برای یک مثال مکانیکی انجام گردیده و نشان داده شده است که دینامیک عملگر و حسگر باید به اندازه کافی از سیستم دینامیکی سریعتر باشد تا نتایج مطلوب حاصل گردد.
کلید واژگان: سیستم اختلال تکین، عملگر، حسگر، کنترل کننده، تحلیل پایداریIn this paper, the performance of a closed-loop dynamical system is investigated in the presence of controller, actuator and sensor. Usually, in analysis, the dynamics of sensor and actuator are assumed to be ideal and they are ignored however these components have dynamic practically. Since, the function speed of the sensor and the actuator must be more than the speed of dynamic system, it is reasonable to separate the equations of the closed-loop system, in the presence of the actuator and sensor, into slow equations (the dynamical system’s equations) and fast equations (equations of actuator and sensor). This paper focuses on this issue and the modeling of the closed-loop system in the structure of singular perturbation systems with the breakdown of fast and slow operating modes. Some theorems in the area of stability analysis and stabilization of the closed-loop system are given. Finally, simulations have been carried out for a mechanical example and it has been shown that the dynamics of the actuator and sensor should be faster than the dynamic system to achieve the desired results.
Keywords: Singular perturbation system, Sensor, Actuator, controller, Stability analysis -
این مقاله به طراحی و ساخت یک کوادکوپتر جهت افزایش قابل توجه احتمال کشف اهداف مستتر با در اختیار قرار دادن نمای بالای اهداف نقاط مختلف، که از روبرو نیز با دوربین اسلحه تحت نظر هستند، جهت استفاده اسنایپرها می پردازد. پروسه ذکر شده توسط یک دستگاه کوادکوپتر مجهز به دوربین و فرستنده انجام می گردد، که با توجه به الزامات پروژه از ابتدا ساخته شده و روی قطعات و قابلیت های آن مطالعات لازم انجام شده است. کنترلر پرواز آن قابلیت پشتیبانی از ماژول های موردنیاز را دارد و با رادیو کنترل و کامپیوتر به صورت آنلاین تبادل دیتا می نماید. یک ماژول ناوبری جدید، مجهز به مسافت یاب لیزری، جهت محاسبه و ایجاد خروجی نقطه GPS از راه دور ساخته شده و کنترلر آن طبق الگوریتم های مکان یابی جهانی برنامه ریزی شده است؛ طوری که با فشردن یک دکمه مختصات یک نقطه مشخص از راه دور ایجاد شده و ضمن نمایش آن در نمایشگر به کامپیوتر منتقل می گردد. کوادکوپتر نیز طبق یک ماموریت نقطه ای به مختصات اعلام شده حرکت و با دوربین خود از نمای بالا شکل ارسال می کند. بدین صورت جهت نقطه هدف، علاوه بر شکل روبرو که از طریق خط دید مستقیم وجود دارد، شکل دوم نیز هم زمان در اختیار کاربر قرار می گیرد و بدین صورت احتمال کشف اهداف دوچندان می گردد. بر اساس قطعات موجود در بازار، این مجموعه تهیه و ساخته شده است. در آخر تست عملی انجام شده و نتایج و خطاها محاسبه و ارایه گردیده است.کلید واژگان: کوادکوپتر، دستگاه ناوبری، اسنایپر، کنترلرThe aim of this paper is the application of quadcopters to significantly increase the probability of discovering hidden targets by providing an upper sight view of the targets of different points for professional snipers. The mentioned process is performed by a quadcopter equipped with a camera and a transmitter, which is made, assembled, and studied from the beginning according to the requirements of the project, and some necessary studies have been done on its parts and capabilities. Its main flight controller is capable of supporting the required modules and exchanges data online with the radio control and computer. A novel navigation module equipped with a laser rangefinder is also designed in order to calculate and generate output of remote GPS point with the required components, and its controller is programmed according to global locational algorithms. By pressing a button, the coordinate of a specific remote point is created and transmitted to the computer by a serial port. According to a point mission, the quadcopter moves to the announced coordinate and sends the image from the top view with its camera and transmitter. In this way, for the target point, a second image is also provided for the user, besides the direct image which exists through the direct line of sight, which doubles the probability of discovering the targets. The manufacturing process is based on available equipment in the market. Finally, some tests are performed and the results and errors are calculated.Keywords: Quadcopter, Navigation module, Sniper, controller
-
بکارگیری سامانه های کمک راننده در خودروها به منظور کاهش حجم کارهای راننده و به تبع آن کاهش خستگی راننده در حال گسترش روز افزون است. از جمله این سامانه ها، سامانه کروز کنترل تطبیقی (ACC) با قابلیت کنترل خودکار دینامیک طولی از جایگاه ویژه ای برخوردار است. با این خودکارسازی نقش راننده از اپراتوری به ناظر تغییر می کند. از اینرو فراهم نمودن شرایط ایمنی و آسایش سفر در این سامانه ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. لازم به ذکر است که ACC به شدت می تواند بر جریان ترافیکی تاثیرگذار بوده و نسبت به راننده انسانی عملکرد بهتری داشته است. در این مقاله انواع توابع کنترلی با تمرکز بر کاربرد آنها در کروز کنترل های تطبیقی مورد بررسی قرار خواهند گرفت. با تحلیل مزایا و معایب هر یک از توابع بررسی شده، اثرات آن ها بر روی مولفه های مختلفی همچون ایمنی و راحتی سرنشینان خودرو و همچنین حساسیت آن ها از جانب مولفه های مختلفی مثل شرایط جاده و شرایط جوی بررسی و با یکدیگر مقایسه می شوند. در پایان افق های پیش رو برای بهبود هرچه بیشتر کارهای گذشته ارایه خواهد شد.
کلید واژگان: کروزکنترل تطبیقی، کنترل کننده، سیگنال های مرجع، حلقه های کنترلی، ایمنی، راحتیThe use of driver assistance systems in cars is increasing since it helps the driver and reduces his/her activities and fatigue. Among these systems, the Adaptive Cruise Control (ACC) system with longitudinal dynamic automatic control is at the center of attention. With such automation, the role of the driver changes from an operator to a supervisor. Therefore, providing safety and passenger comfort in these systems is of particular importance. It should be noted that ACC can greatly affect traffic flow and can perform better than a human driver. In this paper, various control functions will be examined focusing on their application in the ACCs control section. By analyzing the advantages and disadvantages of each of the studied functions, their effects on various components such as safety and comfort of vehicle passengers are studied. Moreover, the ACC sensitivity road and weather conditions are also addressed. At the end, the horizons ahead of this topic are presented which helps to improve the past works as much as possible.
Keywords: Adaptive cruise control, Controller, Reference signal, Control loop, Safety, Convenience -
توربین های گازی در صنایع مختلف کاربردهای وسیعی دارند. به همین منظور برای شناسایی و تحلیل آنها از مدل های متفاوتی برای اهداف متناظر با آنها استفاده می شود. مدل درنظرگرفته شده در این مقاله یک مدل هیبریدی است که با ترکیب روابط ترمودینامیکی و داده محور موجب حذف حلقه های دینامیکی روابط ترمودینامیکی شده و همچنین با توجه به درنظرگرفتن منحنی عملکردی کمپرسور، فیزیک و هندسه توربین گاز نیز درنظرگرفته شده است. غیر خطی بودن مدل نیز موجب حفظ دقت مدل سازی و تطبیق با شرایط مختلف شده است. مدل درنظرگرفته با توجه به سادگی، دقت مناسب و فرم فضای حالت غیرخطی آن می تواند به خوبی برای بررسی کنترلرها و مشاهده گرها مناسب باشد. کنترلر درنظرگرفته شده برای این مدل، کنترلر نوین مد لغزشی است که بر پایه ویژگی های نرم 1 و تحلیل فرکانسی حاصل شده است. این کنترلر با توجه به خاصیت مقاوم بودن مد لغزشی و بهینه بودن نرم 1 نسبت به نرم 2 توانسته است با دقت مناسب و با حداقل کردن نوسانات کنترلی، فرمان سوخت را به خوبی دنبال کند. همچنین در این مقاله از داده های توربین گاز صنعتی (IGT25) توربین ملی ایران که در شرایط مختلف محیطی و کارکردی داده برداری شده اند، استفاده شده است.کلید واژگان: مدل هیبریدی، کنترلر، مد لغزشی، نرم 1، تحلیل فرکانسیGas turbines have a wide range of application in different industries. There are different models of the gas turbine for its analysis and diagnosis. In this paper, a hybrid model is considered for the gas turbine. This model combines thermodynamic relations and data-based equations which cause to eliminate dynamic loops of thermodynamic relations. Also, the compressor performance curve is considered in the proposed model which leads to noticing physical and geometric characteristic of a gas turbine. The model is dynamic and nonlinear that cause to adapt to a different condition and increase the accuracy of modeling. The model is accurate, simplified and nonlinear state space form. For these reasons, the model is suitable for analyzing of controllers and observers. The proposed controller is a new sliding model controller for implementing in the model. The controller is based on the l_1 norm and frequency analysis. Since the sliding mode is robust and the l_1 norm is optimizer than the l_2 norm, the controller tracks fuel command with acceptable accuracy and minimizing the control fluctuations.
Also, the data that is used in this paper is the data of an industrial gas turbine (IGT25) of Iran's national turbine which is logged in different ambient and functions conditions.Keywords: Hybrid Model, Controller, Sliding Mode, L1 norm, Frequency Analysis -
سیستم های تعلیق مغناطیسی در سال های اخیر کاربرد گسترده ای در زمینه های مختلف پیدا کرده اند. سیستم های جابجایی با تعلیق مغناطیسی دارای شرایط دینامیکی خاصی هستند که به شدت تابع فیزیک سیستم از جمله سرعت قسمت متحرک، فاصله قسمت معلق با هسته مغناطیسی، شدت میدان مغناطیسی و هم چنین نویزهای ورودی می باشند. شرایط دینامیکی خاص این سیستم ها همراه با نویزهای موجود در محیط باعث ایجاد ناپایداری سیستم می شوند. در این پژوهش یک سیستم جابجایی بدون تماسی و با استفاده از تعلیق مغناطیسی برای جابجایی در راستای عمودی یک گوی فلزی به عنوان یک نمونه منیپولاتور بدون تماسی مغناطیسی طراحی و ساخته شد. جهت پایداری جسم معلق حین جابجایی از کنترل گر PID استفاده شده و عملکرد آن در سرعت های مختلف جابجایی عمودی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمایشات نشان دهنده که روش پیشنهادی می تواند با دقت بسیار بالائی سیستم تعلیق مغناطیسی را حتی به ازای حرکت های ناگهانی هد مغناطیسی کنترل کند. سیستم تعلیق مغناطیسی توانست حداکثر سرعت رو به بالای عمودی 453/0 (m/s) را برای پایداری شی معلق حفظ کند.کلید واژگان: کنترل کننده، سیستم تعلیق مغناطیسی، پایداری، فاصله هوائیMagnetic levitation systems are recently used for contactless transportation of objects. In magnetic levitation, the object can be levitated by actively controlling the magnetic field based on the measured air gap between the object and the levitator. These systems are affected from the velocity of moving objects, the distance of suspended object from magnetic core and intensity of magnetic field as well as dynamic loads. Environmental noises cause instability in these systems. In this paper, a contactless transportation system has been proposed for vertical transportation of a metal sphere. PID controller was used to stabilize the transportation. The performance of this transportation system at different vertical speeds was analyzed. Results show that the suggested method could precisely monitor sudden moves. The proposed magnetic suspension system can maintain the stability of suspended object at the maximum velocity of 4.53m/s in upward movement.Keywords: Controller, magnetic suspension system, stability, air gap
-
Pantograph is a device that collects electrical current from overhead line to power an electrical locomotive. Pantograph must transmit electrical energy to high-speed rail system without arcing and interrupting power. This paper presents a Fractional Order Fuzzy PID (FOFPID) technique for tuning the optimal control gains of FOPID controller. The Fractional Order Fuzzy PID controller (FOFPID) can decrease rapidly the contact force variation between the pantograph and the catenary in order to minimize damage and wear of the contacting elements. The results are verified that system responses with proposed controller have better performance parameters in both transient state and steady state.Keywords: catenary, pantograph, rail transportation control systems, railway, controller, adaptive fuzzy fractional order controller
-
Some stochastic process can be studied as linear process. In this case, conventional linear control method cannot be used directly. Thus it is important to propose methods that are compatible with these systems. In this paper, $H\infty$ filtering and controller proposed for robust control of linear stochastic systems. In the following, proposed method applied to mathematical model of twin rotor multi inputs-multi outputs system. The investigation of results show good noise and disturbance attenuation, robustness and closed loop stability. Also estimation error improved approximately from 30 to 50 percentages in comparison with other conventional methods.Keywords: Controller, Disturbance, Noise, Robustness, Stochastic systems
-
در طراحی کنترل، اطلاعات کامل بازخورد اغلب ضروری است. در بازوهای مکانیکی با مفاصل انعطاف پذیر، اندازه گیری تغییرات زوایای بازوها میسر است ولی اندازه گیری تغییرات عملگرها به سادگی قابل اندازه گیری نیست. از طرفی اندازه گیری متغیرهای حالت همواره دارای نویز سیگنالی است و فضای کاری بازوهای مکانیکی مخلوطی از اغتشاشات هست. بنابراین وجود یک رویت گر و تخمین گر غیرخطی مطلوب، جهت بهبود عملکرد سیستم دینامیکی موردنظر، امری ضروری است. روش معادله ریکاتی وابسته به حالت یکی از بهترین روش های کنترل بهینه غیرخطی می باشد. سیستماتیک بودن این روش، فرمول بندی و انجام محاسبات را ساده کرده و کنترل طیف وسیعی از سیستم های دینامیک غیرخطی )به شرط پایدار پذیر بودن( را در بر می گیرد که از مزایای این روش محسوب می شود. در اکثر روش های کنترل غیرخطی از تکنیک های خطی سازی مدل استفاده می شود اما در این روش فضای حالت مستقیم به صورت غیرخطی مورد استفاده قرار می گیرد که یکی از علل دقت و انعطاف پذیری در طراحی نسبت به سایر روش ها می باشد. هدف این مقاله، طراحی کنترل کننده و تخمین گر مبتنی بر روش معادله ریکاتی وابسته به حالت است که باوجود اغتشاشات، نویز سیستم های اندازه گیری و محدودیت های سیستم (عملگر و حس گرها)، تا حد امکان متغیرهای خروجی سیستم به مقدار طراحی (مطلوب) نزدیک شده و رفتار سیستم به رفتار حقیقی ربات نزدیک تر می شود. در این پژوهش ابتدا فرمولاسیون کنترل کننده و رویت گر بیان گردیده است، سپس این روند برای بازوی سه درجه آزادی با مفاصل انعطاف پذیرطراحی و شبیه سازی شده است. در ادامه فرایند طراحی به صورت تجربی برای ربات آزمایشگاهی اسکات پیاده سازی شده و نتایج صحه گذاری به دست آمده است.کلید واژگان: معادله ریکاتی وابسته به حالت، کنترل کننده، رویت گر و تخمین گر، مفاصل انعطاف پذیر_ نویز و اغتشاشFull feedback data is mostly essential in control design. The measurement of the variation of flexible joint robot (FJR) actuators is not easy as the measurement of the changes of FJR links angles. The measurement of the states is also affected by noise, and the disturbance in the workspace of the robot is not ignorable. Hence a state observer or a nonlinear estimator is necessary to improve the performance of the dynamic system. The state-dependent Riccati equation (SDRE) is one of the most promising nonlinear optimal control methods for estimating variables of systems. Systematic procedure, simple structure, and incorporating wide range of systems (under observability condition) are some advantages of SDRE method. The majority of nonlinear techniques linearize the model, but the SDRE directly uses the nonlinear state space; it is one of the reasons for its precision and flexibility in design with respect to other methods. The goal of this work is to merge the SDRE controller and estimator simultaneously to reduce the state error of the system in presence of external disturbance and measurement noise. So, first, the controller and the observer formulation has been stated. Then, the procedure has been applied to design and to simulate a 3 DOF robot arm with flexible joints. Next, the process has been tested experimentally using Scout robot and the simulation results have been verified. Finally, the proposed method of this paper has been compared with the optimal sliding mode.Keywords: State, Dependent Riccati equation, Controller, Observer, Estimator, Flexible Joint Manipulator, Noise, Disturbance
-
ربات پرنده یک وسیله پرنده می باشد که به کمک نیروهای ایرودینامیکی شرایط پروازی را مهیا می سازد. همچنین این وسیله می تواند به عنوان یک ربات خودکار نیز نامیده شود. این ربات یک سیستم زیرفعال می باشد و ذاتا ناپایدار می باشد. پس کنترل این سیستم غیرخطی یک مسئله مورد علاقه تئوری و عملی می باشد. بنابراین، هدف از این تحقیق مقابله با سیستم دینامیک به شدت غیرخطی ربات پرنده هشت ملخه است که در بسیاری موارد کنترل آن دشوار بوده و باعث وجود ناپایداری در این پرنده بدون سرنشین می شود. در این مقاله، ابتدا به بررسی ساختار ربات پرنده هشت ملخه به منظور افزایش توان، حمل بار بیشتر و افزایش مقاومت نسبت به تغییرات و اغتشاش پرداخته می شود. همچنین قسمت هایی اعم از ساخت الکترونیک و مکانیک این ربات مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. سپس در ادامه، به منظور کنترل وضعیت ربات، با معرفی مدل دینامیکی سیستم، یکی از عمومی ترین کنترل کننده های پیاده سازی شده بر روی این ربات ها مورد بررسی قرار می گیرد. این روند ابتدا شبیه سازی در محیط متلب/سیمولینک بر روی مدل دینامیکی ربات انجام می پذیرد و در نهایت پیاده سازی این کنترل کننده بر روی یک ربات پرنده هشت ملخه ساخته شده، طی یک پرواز واقعی در محیط بیرون اتاق و در یک ردیابی مسیر خودکار انجام خواهد گرفت. در پایان، نمایش نتایج حسگرها در ردیابی مسیر خودکار نشان داده خواهد شد.کلید واژگان: ربات پرنده هشت ملخه، کنترل کننده، کنترل وضعیت، ردیابی مسیر، حسگرAn Aerial Robot or Unmanned Aerial Vehicle (UAV) is an aerial vehicle that provides its flight condition using aerodynamic forces. Also, this vehicle can be named as an autonomous robot. This robot is an under-actuated system and it is inherently unstable. Thus, the control of this nonlinear system is a problem for both practical and theoretical interest. So, the goal of this research is to contrast with highly nonlinear dynamic system of Octorotor that its control is difficult in many cases and it causes existence of instability in this Unmanned Aerial Vehicle (UAV). At the first, the structure of Octorotor is studied in this paper in order to increasing power, more carrying and increment of resistance into changing and distribution. Also, the electronic and mechanic of this robot is studied in some sections. Then, in the following, in order to attitude control of robot with introduction of dynamic system, one of the most common implemented controllers is applied on this robot. Initially, this process is done on the dynamic model of robot by Matlab/Simulink software and finally, implementation of this controller is applied on a fabricated Octorotor during a real flight in autonomous trajectory tracking in outdoor environment. At last, the study of sensors results is also shown.Keywords: Octorotor, Controller, Attitude Controller, Trajectory Tracking, Sensor
-
Iranian Journal of Mechanical Engineering Transactions of ISME, Volume:15 Issue: 2, Sep 2014, PP 59 -77This paper presents the designing, simulation, fabrication and control of a gripper actuated by Shape Memory Alloy (SMA) wire. The presented gripper has the advantage of the small linear displacement of the slider connected to the SMA wire, and can convert the linear displacement into angular movement of the gripper fingers. In this study, design and simulation processes have been done by two powerful CAD and quasi-real dynamic simulation software; DS.CATIA and MSC.ADAMS respectively. Then, a gripper that actuated by SMA wire has been fabricated and the physical prototype and its mechanical and electrical properties have been presented. Finally, several experiments have been designed and performed, and the results for tip displacement of the fingers are presented and discussed. The results show that the prototyped gripper is performing to a satisfactory extent; as the fingers have been returned to their initial positions with a proper accuracy and also without any feedback control. To compensate the hysteresis phenomenon derived from SMAs wire, self-tuning fuzzy PID method was used to control the force. At first, this method has been applied on the model of the gripper by co-simulation of MATLAB and MSC.ADAMS. After that, the presented controller has been developed on the physical prototype of the gripper and its efficiency has been investigated. The experimental results demonstrate good performance of the designed controller for the tracking of the gripping force.Keywords: Gripper, shape memory alloy (SMA), fuzzy, PID, controller, fabrication
-
International Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology, Volume:8 Issue: 2, 2015 Jun, P 1In this paper, multi-objective optimization based on Genetic Algorithm is used to find the desired values of three controllers of PID, fuzzy and Fuzzy-PID applying for a thrust vector control of CANSAT carrier system. Motion vector control is considered according to the dynamic governing equation of system and delivering payload into the specific height and flight path angle. The cost functions of the system are position error from the set point and deviation of the vector angle of carrier system with carrier body. These cost functions must be minimized simultaneously. Results show that Fuzzy-PID controller is superior to other controllers which are exerted in the thrust vector control of a CANSAT carrier system.Keywords: Multi, objective optimization, Genetic algorithm, PID, controller, Fuzzy controller, Fuzzy, PID controller, CANSAT carrier system
-
One of the main problems of marine transportation is passengers and crew's seasickness due to longitudinal movement of vessels. When marine structures excited by waves, acceleration of heave and pitch motion will be exceeded. So vessel's motion should be reduced as much as possible to increase the comfort and safety of passengers. By Using appropriate control algorithms can be reduce ship movements in waves. Longitudinal motion control in waves for vessels such as catamaran is one of the main priorities of design. So, the control surfaces like interceptor and hydrofoil are used for reduce longitudinal motion of vessel. These control surfaces by applying variable forces against wave loading can reduce longitudinal motion.
Nowadays, artificial neural networks are used a lot in the design of control systems. Neural networks are able to model complex dynamics systems, and design appropriate controller them. In this study catamaran heave motion is modeled and then multilayer neural network is taught for control heave motion. As will be shown, designed neural network controller has acceptable accuracy for standard inputs.Keywords: Neural networks, Controller, Catamaran, Heave -
نشریه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک، سال هفتم شماره 1 (تابستان 1393)، صص 43 -52در این مقاله از روش رهیافت کنترل مدرن برای طراحی کنترلر و مشاهده گر استفاده شده است. عملکرد سایر کنترلر ها نظیر عصبی - فازی و یا کشویی کنترل حالت می تواند در ادامه این کار مورد متوجه قرار گیرد و نتایج با هم مقایسه گردد. در ابتدا، برای شیر سروو یک مدل دینامیکی در نظر گرفته شده و برای آن معادلات حاکم بدست آمده و در فرم فضای حالت بیان شده است. با توجه به این که سیستم بیان شده نوع صفر و فاقد انتگرال گیر است، سیستم سروو نوع یک و مشاهده گر حالت مرتبه کامل به روش جایدهی قطب با معیار قطب های غالب، بسل و ITAE طراحی و مورد بررسی قرار گرفته است. پاسخ به ورودی پله برای سیستم طراحی شده و همچنین پاسخ به شرایط اولیه مشاهده گر، در منحنی هایی نشان داده شده و مقایسه ای بین سیستم های طراحی شده انجام گرفته است.
کلید واژگان: کنترل مدرن، محرک پیزو الکتریک، شیر کنترل، کنترلر، مشاهده گر حالت کامل، مرتبه، جایدهی قطبIn this paper, the method of modern control approach for the design of controller and observer is used. Other functions such as neural controllers - or fuzzy sliding mode control can be found in this work and the results are compared. First, a dynamic model of the servo valve is intended for the governing equations in state-space form expression are obtained. Due to the system integrator is expressed by the non-zero, The servo system of a full-order state observer pole positioning method to measure the dominant pole, Bessel and ITAE is designed and evaluated. Response to a step input to the system is designed and the observer's response to initial conditions. The curves show the comparison between systems is designed to do.Keywords: Modern control, piezoelectric actuator, control valve, Controller, positioning poles
- 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.