فهرست مطالب

مجله کنترل
سال دهم شماره 1 (بهار 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/03/28
  • تعداد عناوین: 6
|
  • ملیحه ملکی، بیژن معاونی *، صیاد نصیری صفحات 1-10
    این مقاله به طراحی فیلتر غیرخطی تطبیقی اصلاح شده ای به منظور تخمین سرعت طولی وسیله نقلیه می پردازد. فیلتر طراحی شده دارای ساختاری ساده و درعین حال دقت قابل قبولی است. ازآنجایی که به دست آوردن مدل دینامیکی وسیله نقلیه که نامعینی ها و اثرات اغتشاش را لحاظ نماید کار دشوار و در مواردی تقریبا غیرممکن می باشد و از طرفی اندازه گیری گشتاور ترمزی آن نیازمند نصب سنسورهای جدیدی است که موجب افزایش هزینه ها و همچنین مسائل مرتبط با تعمیر و نگهداری می گردد، ازاین رو استفاده از تخمینگرهای حالت در تخمین سرعت طولی ساده نبوده و با چالش های متعددی مواجه می باشد. در این مقاله، فیلتر غیرخطی تطبیقی اصلاح شده که برخلاف فیلترهای کلاسیک نیازمند مدل دینامیکی خودرو و اطلاع از مقدار ورودی گشتاور ترمزی نیست و همچنین نسبت به نسخه های پیشین از دقت و قابلیت اعتماد بیشتری نیز برخوردار است، بکار گرفته شده است. در فیلتر پیشنهادی این تحقیق که تحت عنوان «فیلتر غیرخطی تطبیقی اصلاح شده» ارائه شده، از اطلاعات در دسترسی از سیستم ترمز ضد قفل همانند وضعیت شیرهای برقی و دینامیک ترمز وسیله نقلیه به منظور افزایش دقت تخمین سرعت طولی استفاده شده است. در این مقاله پس از ارائه مبانی تئوری لازم، با استفاده از یک آزمون تجربی صحت عملکرد این فیلتر بررسی و تائید می گردد.
    کلیدواژگان: تخمین سرعت طولی وسیله نقلیه، آشکارسازی لغزش چرخ، فیلتر غیرخطی تطبیقی
  • کریم عباس زاده *، صدیقه ابراهیمی صفحات 11-22
    در این مقاله، تاثیر عیب گام پره بر توربین باد مدل سازی و شبیه سازی شده و روش تشخیص این عیب مبتنی بر الگوریتم ماشین بردار پشتیبان بر اساس سیگنال های الکتریکی و مکانیکی بررسی شده است. مدل دینامیکی ژنراتور سنکرون آهنربا دائم و توربین باد در محیطی متشکل از سیمولینک، فست و توربسیم تحت دو شرایط کاری سالم و نامیزانی آیرودینامیکی با تنظیم گام یک پره متفاوت از سایر پره ها، شبیه سازی شده است. نتایج در حوزه ی زمان ثبت و سپس با استفاده از تبدیل فوریه به حوزه ی فرکانس انتقال یافته و نشان داده شده است که در صورت وقوع خطای پره دامنه ی تحریک در فرکانس 1p در سیگنال های الکتریکی و با شدت بالا در سیگنال های مکانیکی ظاهر خواهد شد.
    جهت تشخیص عیب، ابتدا پارامترهای حوزه ی زمان و فرکانس سیگنال ها استخراج و سپس حساسیت این پارامترها در دو شرایط کاری سالم و معیوب با استفاده از معیار ارزیابی فاصله محاسبه شده و به عنوان متغیر ورودی ماشین بردار پشتیبان استفاده شده است. این عمل به تعداد 60 مورد اغتشاش باد برای توربین سالم و همین تعداد برای توربین معیوب اجرا شده که تحلیل نتایج بدست آمده، اثربخشی روش پیشنهادشده را جهت شناسایی شرایط سالم از عیب نامیزانی آیرودینامیکی در توربین باد تایید می کند.
    کلیدواژگان: نامیزانی آیرودینامیکی، تشخیص خطا، توربین باد درایو مستقیم، ماشین بردار پشتیبان
  • طاهره حیدری نیاز، علیرضا الفی * صفحات 23-35
    ازدحام یکی از مطرح ترین مسائل در شبکه های داده است. زمانی که مقدار داده های ورودی به شبکه از ظرفیت شبکه تجاوز کند، ازدحام رخ می دهد. هدف از کنترل ازدحام حفظ اندازه صف در یک سطح مطلوب مشخص است که عملکرد شبکه به طور چشمگیری افت می کند. چنین شرایطی منجر به زمان تاخیر طولانی و حتی ممکن است منجر به ناپایداری شبکه گردد. هدف از این مقاله کنترل ازدحام شبکه TCP با استفاده از روش تخصیص طیف محدود و مقایسه آن با سایر روش های مرسوم دیگر شاملPI،REM ، ∞ Hمی باشد. عملکرد کنترل کننده پیشنهادی با آزمایش های مختلفی با درنظر گرفتن تغییرات دینامیک های شبکه در شبیه ساز شبکه NS-2 بررسی می گردد.
    کلیدواژگان: شبکه داده، کنترل ازدحام، مدیریت فعال صف، روش تخصیص طیف محدود
  • علی اکبرزاده کلات *، محمدحسین پور صفحات 37-49
    در این تحقیق، یک کنترل کننده به روش فازی تطبیقی بر پایه رویتگر برای سیستم ترمز ضد قفل ارائه می گردد. ابتدا با استفاده از مدل اصطکاک داخلی لاگر در مدل 4/1 خودرو، مشخصات جاده تخمین زده می شود. سپس با استفاده از نتایج تخمین مشخصات جاده، مقدار لغزش بهینه بدست می آید. لازم به ذکر است که در لغزش بهینه، حداکثر اصطکاک طولی بین تایر و جاده ایجاد شده و خودرو در کمترین مسافت ممکن متوقف می گردد. با توجه به این که برخی از حالت های سیستم غیر قابل انداز گیری هستند و یا مقادیر اندازه گیری شده ی آن ها آغشته به نویز است، روش کنترلی ارائه شده در این تحقیق بر اساس رویتگر طراحی می گردد. هدف کنترل کننده ی مذکور تحقق مقدار لغزش مرجع به دست آمده توسط تخمینگر شرایط جاده می باشد.
    با استفاده از تحلیل پایداری لیاپانوف نشان داده می شود که مقادیر بدست آمده از تخمین شرایط جاده و سرعت خودرو به سمت مقادیر واقعی همگرا خواهند شد. علاوه بر این، نشان داده خواهد شد که کنترل کننده ی فازی تطبیقی غیر مستقیم منجر به ردگیری مجانبی لغزش بهینه می شود. نتایج شبیه سازی، عملکرد مناسب سیستم ترمز ضد قفل با کنترل کننده ی پیشنهادی در رسیدن به مقدار لغزش بهینه و همچنین توقف سریع خودرو بدون قفل شدن چرخ در شرایط جاده ای مختلف را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: سیستم ترمز ضد قفل، کنترل فازی تطبیقی، تخمین گر حالت، تئوری لیاپانوف
  • مهندس احسان محمدزاده، ناصر پریز، سیدکمال حسینی ثانی *، امین جاجرمی صفحات 51-64
    این مقاله، روش محاسباتی کارآمدی را جهت حل مساله کنترل بهینه دسته ای از سیستم های غیرخطی مرتبه کسری بر پایه ترکیب روش سری مودال و استراتژی برنامه ریزی خطی ارایه می نماید. مشتق کسری بر اساس مفهوم ریمان- لیوویل و با مرتبه کسری بین صفر و یک در نظر گرفته شده است. معیار عملکردی که شامل هزینه نهایی می باشد انتگرال مربعی از حالت و کنترل با افق زمانی محدود در نظر گرفته شده است. در این مقاله هر دو مساله شامل وضعیت نهایی ثابت و آزاد بررسی شده است. در این روش، ابتدا روش سری مودال جهت تبدیل مساله مقدار مرزی مرتبه کسری غیرخطی اولیه، که از اصل ماکزیمم پونتریاگین به دست آمده است، به دنباله ای از مسایل مقدار مرزی مرتبه کسری خطی نامتغیر با زمان بسط داده می شود.
    سپس این دنباله از مسایل مقدار مرزی مرتبه کسری خطی با تعریف یک مساله تغییراتی در حساب تغییرات و با استفاده از تکنیک گسسته سازی بر اساس تقریب مرتبه اول مشتقات کسری گرونوالد- لتنیکف و معرفی یک انتقال جدید به دنباله ای از مسایل برنامه ریزی خطی تبدیل می شود. آنالیز همگرایی روش پیشنهادی ارایه و جهت حصول کنترل زیر- بهینه، الگوریتم تکراری و سریعی با تلاش محاسباتی اندک معرفی می گردد. در نهایت دو مثال عددی که مبین کارایی روش پیشنهادی است ارایه می شود.
    کلیدواژگان: کنترل بهینه مرتبه کسری، سری مودال توسعه یافته، مساله مقدار مرزی مرتبه کسری غیر خطی، تقریب گرونوالد، لتنیکف، برنامه ریزی خطی
  • وحیده حیدری *، علی کارساز صفحات 65-75
    بیماری دیابت یکی از مسائل حائز اهمیت در حوزه پزشکی می باشد و تعیین نرخ مناسب تزریق انسولین جهت تنظیم سطح گلوکز خون بیماران مبتلا به دیابت، امری حیاتی به شمار می رود. در این مقاله مسئله ی ردیابی گلوکز خون پلاسمای مطلوب با استفاده از تجویز انسولین زیر جلدی بیان گردیده است. مدل ریاضی به کار رفته برای سیستم تنظیم گلوکز- انسولین در این مقاله، مبتنی بر مدل غیر خطی تاخیری پالمبو بوده که از جمله کامل ترین مدل ها در چند سال اخیر محسوب می گردد. روش کنترلی به کار رفته توسط پالمبو براساس خطی سازی فیدبک نیز یکی از کامل ترین روش های کنترلی ارائه شده در این زمینه به شمار می آید. مشکل اصلی این روش مسئله ی جایابی مکان قطب های حلقه بسته مطلوب براساس روش سعی و خطا بوده، قرارگیری قطب های حلقه بسته در مکانی دور از محور موهومی باعث کاهش نوسانات و افزایش خطای ماندگار شده که در موضوع تزریق انسولین یک معضل اساسی محسوب می گردد. جهت رفع این مشکل در این مقاله برای اولین بار از تلفیق روش کنترل منطق فازی بهینه شده توسط الگوریتم ژنتیک و روش خطی سازی فیدبک به عنوان روش ترکیبی، برای تنظیم سطح گلوکز خون بیماران مبتلا به دیابت استفاده شده و پایدارسازی سطح گلوکز خون سه بیمار مبتلا به دیابت با شرایط اولیه متفاوت شبیه سازی شده است. از جمله مزایای روش پیشنهادی می توان به مقاومت بسیار بالای روش ارائه شده در مقابل حضور عدم قطعیت و اغتشاش اشاره نمود. در نهایت نتایج شبیه سازی روش های کنترلی پیشنهادی با روش کنترلی مبتنی بر جایابی قطب پالمبو مقایسه گردیده که بیانگر عملکرد فوق العاده ی کنترل کننده ی پیشنهادی برای ردیابی سطح گلوکز خون مطلوب با کمترین خطای ممکن در حضور عدم قطعیت و یا بدون لحاظ عدم قطعیت می باشد.
    کلیدواژگان: منطق فازی، الگوریتم ژنتیک، سیستم تنظیم گلوکز، انسولین، نرخ تزریق انسولین، کنترل خطی سازی فیدبک پالمبو
|
  • Maliheh Maleki, Dr. Bijan Moaveni *, Dr. Sayad Nasiri Pages 1-10
    In this paper, a modified adaptive nonlinear filter (MANF) to estimate the vehicle longitudinal velocity of the vehicle has been presented which has an acceptable accuracy and simple structure. Obtaining accurate model with minimum uncertainty is difficult and almost impossible, consequently, conventional model based filters can not be usded simply in estimating the longituadinal velocity of the vehicle during the braking. On the other hand, the model based filters reuire the braking toque in velocity estimation where, measuring the braking torque requires specific sensors which will cause increasing the costs of repairing and maintenance. Consequently, in this paper a MANF has been introduced which didn’t require the dynamic model of vehicle and the value of braking torque in estimation process. MANF has been evaluated by experimental data and its effectiveness has been approved.
    Keywords: Longitudinal Velocity Velocity, Velocity Estimation, Wheel Slip Detection, Adaptive Nonlinear Filter
  • Karim Abbaszadeh *, Sedigheh Ebrahimi Pages 11-22
    In this paper, the effect of the wind turbine blade pitch fault and fault detection method based on support vector machine algorithm based on electrical and mechanical signals have been modeled and studied. Dynamic model of permanent magnet synchronous generator and wind turbine under both aerodynamic asymmetry and normal conditions modes have been modelled in Simulink, FAST and TurbSim environment. The aerodynamic asymmetry has been simulated by adjusting the pitch of one blade different from the other pitch blades. . The simulation results recorded in the time-domain and then transformed into the frequency-domain by using the Fast Fourier Transform (FFT). This results shows when the blade failure occurred, the amplitude of excitation frequency 1p is appeared in electric signals and with more intensity in mechanic signals. For fault detection, first the time-domain and frequency-domain parameters of signals extracted, and then, The sensitivity of this parameters in healthy and faulty conditions obtained by using Distance Evaluation Criteria (DEC). The result of DEC considered as a variable input in SVM. This process implemented for the number of 60 wind Turbulence for healthy and faulty turbines. Simulation results confirmed that the proposed approach to be able to identifying the healthy condition from aerodynamic asymmetry fault in wind turbine and this proposed approach is effective and efficient for blade fault detection.
    Keywords: Aerodynamic Asymmetry, Fault Detection, Direct, Drive Wind Turbine, Support Vector Machine
  • Tahere Heydariniyaz, Alireza Alfi * Pages 23-35
    Congestion is one of the most well-known problems in data networks. The congestion occurres when the number of packets being transmitted through the network exceeds the packet handling capacity of the network. The aim of AQM is to keep the queue size at a certain desired level at which network performance falls off dramatically. This situation leads to long time delays, and may even result in instability in the network. The purpose of this paper is to design controller for congestion control of the TCP network using Finite Spectrum Assignment (FSA) technique and comparison with other conventional methods including Proportional-Integrator (PI), Random Early Detection (REM) and H∞. To evaluate the performance of the proposed controller, different experiments are conducted through NS-2 simulations by considering variations in network dynamics.
    Keywords: Data networks, Congestion control, Active queue management, Finite spectrum assignment
  • Ali Akbarzadeh Kalat *, Mohammad Hosseinpur Pages 37-49
    In this study, an observer based indirect adaptive fuzzy controller for the anti-lock braking system (ABS) is proposed. First, using the Lugre internal friction model in the single corner model of automobile, road profile is estimated. Then, using the estimator results, the optimum slip is estimated. It should be noted that in the optimum slip, the maximum longitudinal friction created between the tire and road is achieved, so that the automobile stops in the least possible distance. Since some of state variables of the system are difficult to measure or contaminated by noise, and observer based controller is designed in this paper. The controller objective is to realize the reference slip obtained from the road condition estimator. Using Lyapunov stability theory, it is verified that the values obtained for road condition and vehicle speed will converge to their actual values. In addition, it is shown that the indirect adaptive fuzzy controller results in asymptotic tracking of the optimum slip. Simulations results show the proper performance of the proposed anti-lock breaking control system in achieving the optimum slip and quick stop of the car without locking the wheel in various road conditions.
    Keywords: Antilock Braking System, Adaptive Fuzzy Control, State Estimator, Lyapunov theory
  • Eng. Ehsan Mohammadzadeh, Dr. Naser Pariz, Dr. Seyed Kamal Hosseini Sani *, Dr. Amin Jajarmi Pages 51-64
    This paper presents a novel hybrid technique based on the modal series method and linear programming strategy for solving the optimal control problem of nonlinear fractional-order systems. The fractional derivative is defined in the sense of Riemann-Liouville with order less than one. The performance index includes the terminal cost in addition to the integral quadratic cost functional. Both the fixed and free final states cases have been taken into account. In this approach, first we extend the modal series method in order to convert the original nonlinear fractional-order two point boundary value problem (FTPBVP) derived from the Pontryagin’s maximum principle into a sequence of linear time-invariant FTPBVPs. This sequence is then transformed into a sequence of linear programming problems by defining a new variational problem in the calculus of variations, using a discretization technique based on the first-order Grünwald-Letnikov approximation and introducing a new transformation. The convergence analysis of the proposed approach is also provided. To achieve an accurate suboptimal control, we apply a fast iterative algorithm with low computational effort. Finally, two numerical examples are included to illustrate the effectiveness of the proposed approach.
    Keywords: Fractional, order optimal control, Extended modal series, Nonlinear fractional, order two point boundary value problem, Grünwald, Letnikov approximation, Linear programming
  • Vahideh Heydari *, Ali Karsaz Pages 65-75
    Diabetes is one of the important issues in the medical field and determination of appropriate rate of insulin injection in order to regulation of blood glucose level is vital for diabetics. In this thesis the problem of tracking of desired plasma blood glucose by using subcutaneous insulin administration is expressed. Mathematical model is used in this thesis for glucose-insulin regulation system was based on Palumbo delayed nonlinear model and is one of the most comprehensive models in recent years. The control method is used by Palumbo based on feedback linearization is one of the most complete control methods in this field. The main problem of this method was locus location of the desired closed-loop poles issue based on trial and error. Location of closed-loop poles away from imaginary axis can cause reduce of oscillations and increase of steady state error that in insulin injection issue is considered a fundamental problem. To fix this problem, in this paper for the first time employing combination of the fuzzy logic controller optimized by genetic algorithm with feedback linearization method as hybrid method is used to regulate the blood glucose level in diabetic patients and stabilization of blood glucose level three diabetic patients with different initial glucose level is simulated. One of the advantages of the proposed method is very high robustness controller against the uncertainty and disturbance. Finally, the simulation results of proposed control methods are compared with the control method based on Palumbo poles location, which indicates the phenomenal functioning of the proposed controller for tracking of desired blood glucose level at the lowest possible error in the presence of uncertainty or without the uncertainty.
    Keywords: Fuzzy logic, Genetic algorithm, Insulin injection rate, Glucose, Insulin regulation system, Palumbo feedback linearization