فهرست مطالب

  • Volume:12 Issue:1, 2015
  • تاریخ انتشار: 1394/02/13
  • تعداد عناوین: 6
|
  • الهام امینی بروجنی، حمیدرضا مومنی، مهدی سجودی صفحات 1-55
    مسئله اصلی بیان شده در این مقاله طراحی رویت گر غیرشکننده می باشد. پایداری این رویت گر برای دسته ای از سیستم های غیرخطی لیپشیتز با بکارگیری توزیع پیوسته فرکانسی و براساس قضیه پایداری لیاپانوف مرتبه صحیح به اثبات می رسد. این رویت گر با وجود اغتشاش بر روی بهره رویت گر و ورودی سیستم پایدار می باشد. برای نخستین بار ضمن بهره گیری از نامساوی خطی ماتریسی یک روش سیستماتیک نیز جهت یافتن بهره رویت گر بهینه پیشنهاد شده است تا ضمن کمینه ساختن اثر اغتشاش بر روی خطای رویت سیستم، نرم بهره رویت گر نیز کمینه گردد. مقایسه ای بین رویت گر طراحی شده و پژوهش های پیشین با موضوع رویت گر غیرشکننده برای سیستم غیرخطی مرتبه کسری صورت گرفته است. مقایسه بیانگر وسعت ناحیه دارای پاسخ قابل قبول برای رویت گر مبتنی بر لیاپانوف مرتبه صحیح به همراه محاسبات ساده تر می باشد. در پایان با سنکرون سازی یک سیستم آشوب عملکرد مناسب رویت گر مطلوب نمایش داده شده است.
    کلیدواژگان: توزیع پیوسته فرکانسی، رویتگر مرتبه کسری، رویت گر غیرشکننده، سیستم های غیرخطی لیپشیتر، نامساوی خطی ماتریسی
  • مالک قنواتی، کریم سلحشور، محمد رضا جاهد مطلق صفحات 11-16
    پدیده های سرج و واماندگی دورانی، دو ناپایداری دینامیکی هستند که در سیستم های کمپرسور هم از نوع محوری و هم از نوع گریز از مرکز اتفاق می افتد.سرج پدیده ناپایداری جریان در کمپرسور است که خسارت بسیار شدیدی را به تاسیسات کمپرسور وارد می کند. جلوگیری از پدیده سرج امروزه یکی از مسائل مهم در صنعت نفت و گاز به ویژه در هنگام کاهش فلو یا برگشت گاز به شمار می رود این تحقیق برای نخستین بار به دنبال استخراج اطلاعات فنی مورد نیاز در مورد خطوط کنترل، سرج و ارائه یک روش ترکیبی نوین برای تعیین منحنی عملکرد 6 ردیف کمپرسورهای گازی ایستگاه تقویت فشار گاز آسماری کوپال (شرکت ملی مناطق نفتخیز جنوب) ساخت شرکت MAN BORSIG آلمان و طراحی یک کنترلر هوشمند با هدف افزایش قابلیت اعتماد سیستم کنترل و بهبود راندمان ماشین می باشد. در نهایت اعتبار سنجی عملکرد سیستم به وسیله شبیه سازی منحنی مشخصه سرج و پیاده سازی 2 نقطه از شرایط کار واقعی کمپرسور نشان داده می شود.
    کلیدواژگان: سرج، نمودار کمپرسور، استال دورانی، خفگی کمپرسور، شیر آنتی سرج
  • زهرا کاظمی، علی اکبر صفوی، صابر پوراسمعیلی صفحات 17-23
    مبحث مانیتورینگ جایگاه ویژه ای در سیستم های اتوماسیون صنعتی داشته و یک جزء جدانشدنی از آن ها محسوب می شود. در بحث مانیتورینگ، علاوه بر نمایش شرایط موجود فرآیند، تشخیص سریع رخداد خطا در نقاط بحرانی و نگران کننده ی سیستم و حذف سریع این فاکتورها امری ضروری است. از طرفی از آنجا که سیستم های کنترل گسترده (DCS[1]) امروزه از بسترهای مهم و ضروری سیستم های اتوماسیون در صنعت می باشند، اجرای روش های مانیتورینگ پیشرفته نسبت به روش های مرسوم در این سیستم ها ضروری می باشد. در این مقاله روش پیشنهادی برای اجرای آنلاین مانیتورینگ به صورت پیشرفته بر روی سیستم های کنترل گسترده مبتنی بر PCS7 و جهت یک ایستگاه واقعی تقلیل فشار گاز استان فارس ارائه می شود. جهت ارزیابی عملکرد اجرا، از داده های مدل ایستگاه تقلیل فشارگاز در شرایط مختلف استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که این روش توانسته خطای بوجود آمده را به صورت آنلاین آشکار کند.
    کلیدواژگان: مانیتورینگ پیشرفته، PCA، PCS7، ایستگاه تقلیل فشارگاز
  • محسن رخشان، محمدمهدی مردانی، مختار شاصادقی، محمد مردانه صفحات 25-31
    در این مقاله، شرایط پایدارسازی و طراحی کنترل کننده برای دسته ای از سیستم های غیرخطی ارائه شده است. روش ارائه شده بر اساس استفاده از فیدبک غیرخطی، تابع لیاپانوف مربعی و ماتریس های کمکی می باشد که این ماتریس های کمکی، بر اساس خواص حاصل از دینامیک سیستم بدست آمده اند. بر اساس قضیه ی پایداری لیاپانوف و تکنیک تجزیه ی مجموع مربعات، شرایط پایدارسازی به فرم شرایط مجموع مربعات (SOS) در می آیند. رویکرد ارائه شده در این مقاله دارای دو مزیت کلی می باشد. اول این که، با استفاده از مدل چندجمله ای، روش ارائه شده از ماتریس های مدل فضای حالت چندجمله ای سیستم استفاده می کند. بنابراین، در این حالت نیازی به استفاده از مدلسازی های موجود مانند مدل سازی فازی تاکاگی- سوگنو (T-S) که به صورت ذاتی دارای محافظه کاری می باشند، به خصوص در مواقعی که از توابع عضویت فازی مدل در شرایط طراحی کنترل کننده استفاده نمی گردد، وجود ندارد. دوم این که، با استفاده از ماتریس های کمکی، می توان شرایط طراحی کنترل کننده را به گونه ای تغییر داد که ساختار کنترل کننده از دید پیاده سازی عملی با آزادی عمل بیشتری همراه باشد. در انتهای مقاله نیز برای نشان دادن کارایی رویکرد ارائه شده، یک موتور سنکرون مغناطیس دائم مورد بررسی و شبیه سازی واقع شده است.
    کلیدواژگان: تابع لیاپانوف مربعی، کنترل فیدبک غیرخطی، مجموع مربعات، مدل چندجمله ای، موتور سنکرون مغناطیس دائم
  • محمدرضا سلطانپور، پوریا اوطادالعجم، محمود رضا سلطانی صفحات 33-50
    در این مقاله، کنترل کننده مد لغزشی انتگرالی فازی تطبیقی بهینه ای برای کنترل ردگیری موقعیت بازوی ربات ماهر در حضور عدم قطعیت ها و موتور DC مغناطیس دایم ارائه می گردد. در کنترل کننده پیشنهادی، سطح لغزش کنترل کننده مد لغزشی، بر اساس اطلاعات خطا ردگیری موقعیت، مشتق و انتگرال خطا تعیین می گردد. در ادامه برای غلبه بر پدیده نامطلوب لرزش در ورودی کنترل، با استفاده از منطق فازی، یک تقریبگر فازی تطبیقی چند ورودی- چند خروجی به گونه ای طراحی می شود که کران عدم قطعیت ها ساختاری و غیرساختاری موجود در دینامیکهای بازوی ربات و موتور DC مغناطیس دایم را تقریب نماید. اثبات ریاضی نشان می دهد که سیستم حلقه بسته با کنترل مدلغزشی انتگرالی فازی تطبیقی در حضور تمامی عدم قطعیت ها، دارای پایداری مجانبی سراسری است. در ادامه از الگوریتم بهینه سازی هارمونی اصلاح شده، برای انتخاب ضرایب ورودی کنترل و همچنین کاهش دامنه ورودی کنترل استفاده می گردد. برای نمایش عملکرد کنترل کننده پیشنهادی، مطالعه ی موردی بر روی بازوی ربات اسکارا و در حضور موتور DC مغناطیس دایم انجام می پذیرد. نتایج شبیه سازی عملکرد مطلوب کنترل کننده ی پیشنهادی را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: بازوی ربات ماهر، عدم قطعیت های ساختاری و غیر ساختاری، کنترل مد لغزشی انتگرالی، کنترل مد لغزشی انتگرالی فازی تطبیقی بهینه، تحریک الکتریکی
  • مسعود طالب ضیابری، محمدرضا جاهد مطلق، کریم سلحشور، امین رمضانی صفحات 51-55
    سرج یکی از دو عامل مخرب در کمپرسورها می باشد. سرج پدیده ناپایداری جریان در کمپرسور است که خسارت بسیار شدیدی را به تاسیسات کمپرسور وارد می کند. امروزه، جلوگیری از پدیده سرج یکی از مسائل مهم در صنعت نفت و گاز به ویژه در هنگام کاهش فلو یا برگشت گاز به شمار می رود. این مقاله بر اساس مدل Moore-Greitzer کمپرسور به طراحی کنترل کننده ای فعال برای کنترل سرج در کمپرسورهای گریز از مرکز سرعت ثابت می پردازد. همچنین، عملگر مورد استفاده برای کنترل سرج، CCV در نظر گرفته می شود و برای پایدارسازی سیستم کمپرسور با وجود اغتشاشات کنترل کننده پیش بین غیزخطی طراحی می شود. کنتزل کننده پیشنهتد شده بدون هیچگونه اطلاعاتی از مقدار دریچه شیر Throttle می تواند ناپایداری سرج را کنترل کند و فاصله بین نقطه کار کمپرسور و خط سرج را کاهش دهد. در نهایت، شبیه سازی سیستم کمپرسور با کنترل کننده طراحی شده و نتایج بدست آمده از آن، کارایی کنترل کننده پیش بین غیرخطی طراحی شده را نشان خواهد داد.
    کلیدواژگان: سرج، کمپرسور گریز از مرکز، شیربازگشتی CCV، کنترل فعال، کنترل پیش بین غیرخطی
|
  • Elham Amini Boroujeni, Hamid Reza Momeni, Mahdi Sojoodi Pages 1-55
    Non-fragile observer design is the main problem of this paper. Using continuous frequency distribution، the stability conditions based on integer order Lyapunov theorem are derived for Lipschitz class of nonlinear fractional order systems. The proposed observer is stable beside the existence of both gain perturbation and input disturbance. For the first time، in this paper a systematic method is suggested based on linear matrix inequality to find an optimal observer gain to minimize both the effects of disturbance on the synchronization error and norm of the observer gain. A comparison has done between this observer and previous research on resilient observer design for nonlinear fractional order systems based on fractional order Lyapunov method. The comparison shows a much broader range of feasible response for the proposed method of this paper besides simpler computing. After presenting thediscussion، chaos synchronization is simulated to show the effectiveness of the proposed method in the end.
    Keywords: Continues frequency distribution, fractional order observer, Linearmatrix inequality, Lipchitz nonlinear systems, Resilient observer
  • Malek Ghanavati, Karim Salahshoor, Mohammad Reza Jahed Motlagh Pages 11-16
    Surge and rotating stall phenomena are two dynamic instabilities that occur in both axial and centrifugal compressors. Surge is the stream instability phenomenon in compressor that imposes severe damages to the compressors. Nowadays، suppressing surge phenomenon is one of the most important issues in oil and gas industries، especially when flow reduction or gas reflux is considered. This research seeks to extract the required technical information about control lines، surge lines، and to present a new combined method to determine the performance curve of 6 rows of gas compressors in Asmari Kupal gas pressure boost station (National Iranian South Oil Company) made in Germany by MAN BORSIG Company، and to design a smart controller in order to increase the reliability of the control system and improve the machine performance. Finally، the system performance validity is shown by simulating a surge characteristic curve and implementing two points of the compressor operation condition
    Keywords: Surge, compressor curve, rotating stall, stonewall, anti, surge valve
  • Zahra Kazemi, Ali Akbar Safavi, Saber Pouresmaeeli Pages 17-23
    Monitoring is an essential and inseparable tool for every industrial automation system. In advanced monitoring، in addition to representation of the process conditions، fast identification and removing of the faults in different critical parts of the system is indispensable. Distributed Control Systems (DCS) are an integral part of the current automation systems and hence، advanced monitoring techniques need to be effectively adapted and implemented in these control systems. This paper presents a novel method for implementation of the advanced online monitoring on the PCS7. Model of the gas station is first developed. The effectiveness of the model is evaluated using the model data of a real gas pressure reduction station under various operating conditions. Advanced monitoring is then implemented for this station. The real-life results demonstrates that the presented method can effectively detect the system faults.
    Keywords: Advanced monitoring, Gas pressure reduction station, PCA, PCS7
  • Mohsen Rakhshan, Mohammad Mehdi Mardani, Mokhtar Shasadeghi, Mohammad Mardaneh Pages 25-31
    In this paper، stabilization conditions and controller design for a class of nonlinear systems are proposed. The proposed method is based on the nonlinear feedback، quadratic Lyapunov function and heuristic slack matrices definition. These slack matrices in null products are derived using the properties of the system dynamics. Based on the Lyapunov stability theorem and Sum of Squares (SOS) decomposition techniques، the conditions are derived in terms of SOS. This approach has two main advantages. First، using the polynomial model، the proposed method uses the polynomial state space matrices in the model description. Therefore، it does not need any existing modeling methods such as the Takagi Sugeno (T-S) fuzzy model which can be a source of conservativeness in the control design conditions، because the membership function information cannot be used completely in the derivation of the controller design conditions. Second، using slack matrices، one can find the matrices that leads to applicable controller design which this means it provides extra degrees of freedom. To show the effectiveness of the proposed method، a PMSM is considered in the numerical simulation.
    Keywords: Nonlinear feedback control, Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM), Polynomial model, Quadratic Lyapunov function, Sum of Squares (SOS)
  • Mohammad Reza Soltanpour, Pooria Otadolajam, Mahmoodreza Soltani Pages 33-50
    In this paper، an optimal adaptive fuzzy integral sliding mode control is presented to control the robot manipulator position tracking in the presence of uncertainties and permanent magnet DC motor. In the proposed control، sliding surface of the sliding mode control is defined according to the information of position tracking error، derivatives، and error integral. In order to estimate bounds of the existing structured and unstructured uncertainties in the dynamics of the robot manipulator and the permanent magnet DC motor، a MIMO fuzzy adaptive approximator is designed. This helps to overcome the undesired chattering phenomenon in the control input by using fuzzy logic. Mathematical proof shows that the closed-loop system with the adaptive fuzzy integral sliding mode control in the presence of all the uncertainties has the global asymptotic stability. Furthermore، modified harmony search optimization algorithm is used to define the input coefficients of the proposed control and also to reduce the control input amplitude. In order to validate performance of the proposed controller، a case study on the SCARA robot manipulator is conducted in the presence of permanent magnet DC motor. Results of the Simulation show desired performance of the proposed controller.
    Keywords: Robot Manipulator, Structured, Unstructured Uncertainties, Integral Sliding Mode Control, Optimal Adaptive Fuzzy Integral Sliding Mode Control, Electrically Driven
  • Masoud Taleb Ziabari, Mohammad Reza Jahed Motlagh, Karim Salahshoor, Amin Ramazani Pages 51-55
    Surge is one of the two destructive factors in compressors. surge is the stream instability phenomenon in compressor that imposes severe damages to the compressors. Nowadays، suppressingsurge phenomenon is one of the most important issues in oil and gas industries، especially when flow reduction or gas reflux is considered. According to Moore-Greitzer compressor model، this paper designs an active controller for surge control in constant speed centrifugal compressors. As such، the applied operator considered for surge control is Close Couple Valve (CCV) and it is designed to stabilize a centrifugal compressor system with disturbaces using nonlinear predictive controller. The proposed controller، without any information about the amount of Throttle Valve variations، could control the surge instability and reduce the distance between compressor operation point and the surge line. Finally، the compressor system with controller is simulated and the obtained results will show the efficiency of the designed nonlinear predictive controller
    Keywords: Surge, centrifugal compressors, CCV, active control, nonlinear predictive contro