input constraint
در نشریات گروه مکانیک-
راحتی سفر و ماندگاری خودرو روی جاده از مهم ترین معیارها در طراحی سیستم تعلیق فعال خودرو هستند، که به دلیل محدودیت عملگر در تولید نیروی کنترلی، مسئله طراحی کنترل کننده برای این سیستم همواره با قید در ورودی کنترلی همراه است. در این مقاله یک روش جدید طراحی کنترل کننده غیرخطی بهینه برای سیستم تعلیق فعال خودرو با در نظر گرفتن قید روی ورودی کنترلی ارایه می شود. در روش کنترلی پیشنهادی، ابتدا یک شاخص عملکرد شبه نقطه ای به صورت ترکیب وزن داری از پاسخ های پیش بینی شده سیستم و ورودی کنترلی تعریف می شود. سپس مسئله کمینه کردن شاخص عملکرد در حضور قید ورودی، به صورت یک مسئله بهینه سازی غیرخطی مقید فرمول بندی شده و با استفاده از الگوریتم کرم شب تاب توسعه یافته حل می شود، تا قانون کنترل مقید به دست آید. به منظور ارزیابی عملکرد الگوریتم کنترلی ارایه شده، نتایج شبیه سازی سیستم کنترل شده با روش جدید در دو حالت نامقید و مقید بررسی می شوند. نتایج نشان دهنده عملکرد مطلوب کنترل کننده مقید ارایه شده در بهبود راحتی سفر با وجود قید روی ورودی کنترلی است، ضمن اینکه سایر پاسخ های سیستم تعلیق اعم از جابه جایی تعلیق و تایر در محدوده قابل قبول قرار می گیرند. همچنین به منظور صحه گذاری بر روش پیشنهاد شده، نتایج این روش ها با روش های کنترل مد لغزشی و مدل کنترل پیش بینی غیرخطی در حالت مقید و در حضور نامعینی مقایسه شده است.
کلید واژگان: سیستم تعلیق فعال، کنترل غیرخطی، کنترل بهینه مقید، قید ورودی، الگوریتم کرم شب تابActive vehicle suspension system is designed to increase the ride comfort and road holding of vehicles. Due to limitations in the external force produced by actuator, the design problem encounters the constraint on the control input. In this paper, a novel nonlinear controller with the input constraint is designed for the active suspension system. In the proposed method, at first, a constrained multi-objective optimization problem is defined. In this problem, a performance index is defined as a weighted combination of the predicted responses of the nonlinear suspension system and control input. Then, this problem is solved by the modified firefly optimization algorithm to find the constrained optimal control input. To evaluate the performance of the proposed method, the results of the unconstrained and constrained controllers are provided and discussed for various road excitations. The results show a remarkable increase in the ride comfort with the limited force, while other suspension outputs including the suspension travel and tire deflection being in the acceptable ranges. In addition, these controllers are compared with Sliding Mode Control (SMC) and Nonlinear Model Predictive Control (NMPC) in the presence of model uncertainty.
Keywords: Active suspension system, Nonlinear control, Constrained optimal control, Input constraint, Firefly algorithm -
در این مقاله، یک روش نوین برای طراحی کنترل کننده بهینه مقید اجسام پرنده ارائه و برای یک جسم پرنده با نقاط کار خیلی زیاد، شبیه سازی شده است. از آنجا که روش کنترل پیش بین تفاضلی مقاومت بالایی در برابر نامعینی های مدل نشده دارد، نقاط کار زیادی را پوشش می دهد. در روش ارائه شده با ترکیب کنترل گر PID و کنترل پیش بین مقید از مزایای هر دو روش استفاده شده و در عین حال معایب آن ها رفع گردیده است. در روش جدید، سیگنال کنترل بهینه مقید از یک الگوریتم ساده و بدون نیاز به تولید ماتریس های بزرگ به دست آمده است. در این مقاله، با انجام این ترکیب سیگنال کنترل بهینه مقید محاسبه و به دلیل کوچک شدن ابعاد ماتریس های تولید شده، روش ارائه شده در یک جسم پرنده که نقاط کار زیادی دارد، قابل پیاده سازی است. روش ارائه شده در آزمایشگاه سخت افزار در حلقه در هر سه کانال برای یک جسم پرنده با موفقیت تست و با روش معمول PIDمقایسه شده است. نتایج شبیه سازی، عملکرد عالی این روش را با دارا بودن مقاومت بالا و با قابلیت پیاده سازی ساده را نشان می دهد.کلید واژگان: کنترل پیش بین، کنترل گر PID، قید ورودی، آزمایشگاه سخت افزار در حلقهIn this paper, a new constraint predictive PID controller is proposed and simulated for a flight vehicle with too many operating points. In this approach, the PID and the incremental predictive control methods are combined in order to use the benefits and resolve the disadvantages of the both methods. The constrained optimal signal of the new method is calculated by a simple algorithm without need to generate large matrices. Simplicity of the presented controller with small dimensions is the reason for the implementation capability of the method for flight vehicle control system with many operating points. Since the generalized incremental predictive control has high robustness in the presence of the unmodeled uncertainties, the presented predictive based controller covers many operating points. The designed method is implemented for three channels of a flight vehicle and then, successfully tested in the hardware in the loop lab. Simulation results show high robust performance and real time implementation capability.Keywords: Predictive Control, PID Controller, Input Constraint, Hardware-in the-loop Lab
- 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.