فهرست مطالب

  • سال یازدهم شماره 2 (تابستان 1396)
  • تاریخ انتشار: 1396/07/28
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مهدی احمدی، محمد حائری * صفحات 1-8
    در این مقاله، کنترل سیستم های خطی نامتغیر با زمان دارای عدم قطعیت گسترده با استفاده از روش مدل های چندگانه مورد توجه واقع شده و روشی جدید، موثر و سرراست برای یافتن مجموعه مدل های محلی پیشنهاد می شود. در تعیین مدل های محلی، از ابزار gap metric برای اندازه گیری فاصله میان مدل ها و از آستانه پایداری برای شبکه بندی و تعیین حداکثر فاصله مجاز میان مدل ها استفاده شده است. روش پیشنهادی، اصلاح آستانه پایداری بیشینه مدل های محلی را تضمین می دهد که بر کاهش تعداد مدل های محلی و در نتیجه کاهش حجم محاسبات تاثیر مستقیم می گذارد. برای ارزیابی عملکرد روش پیشنهادی، کنترل سیستم معیار جرم-فنر-دمپر مورد مطالعه قرار گرفته و نشان داده می شود که با استفاده از الگوریتم ارائه شده در این پژوهش، تنها یک مدل محلی کافی است. این در حالی است که در روش های موجود پنج مدل محلی برای کنترل این سیستم بکار رفته است.
    کلیدواژگان: آستانه پایداری بیشینه، gap metric، سیستم های خطی دارای عدم قطعیت گسترده، سیستم های غیرخطی، فیدبک حالت
  • محمد اصلانی *، محمد سعدی مسگری صفحات 9-21
    افزایش روزافزون تعداد خودروها و در پی آن ترافیک های سنگین شهری چالش بزرگی را برای کنترل بهینه ترافیک شهری برای مهندسین ایجاد کرده است. روش مناسب برای کنترل بهینه ترافیک هرچه باشد یقینا باید وفق پذیر بوده تا بتواند ترافیک شهری را که دارای طبیعت پویا، پیچیده و تغییرپذیر است را به خوبی مدیریت نماید. در این راستا تمرکز اصلی تحقیق حاضر کنترل هوشمند و توزیع یافته چراغ های راهنمایی بر پایه یادگیری تقویتی است. کنترل هوشمند چراغ های راهنمایی بر پایه یادگیری تقویتی نیاز به یادگیری و تصمیم گیری در فضای حالت بزرگ (پیوسته) را دارد. همین امر باعث می شود که روش های رایج یادگیری تقویتی (حالت گسسته) برای چنین مسائلی (با فضای حالت بزرگ) به خوبی قابل بسط نباشند. هدف تحقیق حاضر حل این چالش در مسئله کنترل ترافیک میکروسکوپیک است. در همین راستا نوآوری تحقیق حاضر را می توان توسعه کنترلر هوشمند چراغ های راهنمایی بر پایه یادگیری تقویتی حالت پیوسته برای حل چالش بزرگ بودن فضای حالت برشمرد. یادگیری تقویتی حالت پیوسته از شباهت سنجی حالات برای تخمین ارزش آن ها استفاده می کند. در این تحقیق به منظور اعتبار سنجی، دو روش یادگیری Q و عملگر-نقاد حالت گسسته نیز پیاده سازی و عملکرد آن ها با روش پیشنهادی مقایسه شدند. نتایج نشان می دهند که روش پیشنهادی منجر به کاهش 16% و 13% زمان سفر در مقایسه با دو روش عملگر-نقاد و یادگیری Q می شود.
    کلیدواژگان: یادگیری تقویتی پیوسته، یادگیری Q، عملگر-نقاد، ناحیه بندی فضا و کنترل میکروسکوپیک ترافیک
  • علیرضا فرهادی * صفحات 23-30
    این مقاله به مسئله پایدارسازی سیستم های چندجمله ای غیر خطی در معرض نویز سیستم هنگامی که انتقال از حسگر به کنترل کننده از طریق یک کانال مخابراتی دیجیتال بدون نویز صورت می گیرد، می پردازد. یک تکنیک پایدارسازی متشکل از یک انکودر، دیکودر و کنترل کننده جهت پایدارسازی مجانبی باند محدود با احتمال یک، ارائه می شود. در صورت فقدان نویز سیستم نشان داده می شود که این تکنیک پایدارسازی منجر به پایداری مجانبی می شود. عملکرد رضایت بخش این تکنیک برای پایدارسازی مجانبی باند محدود با احتمال یک و نیز پایداری مجانبی یک سیستم چندجمله ای غیر خطی بر روی کانال مخابراتی دیجیتال بدون نویز با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری نمایش داده می شود.
    کلیدواژگان: سیستم کنترل شبکه ای، سیستم غیر خطی چندجمله ای، کانال مخابراتی دیجیتال بدون نویز
  • علی دقیق *، سیده مهناز ابراهیمی، حمید جوادی صفحات 31-41
    در این مقاله طراحی و کنترل ژنراتور سنکرون آهنربای دائم شار محور بدون هسته جهت کاربرد توربین بادی سرعت متغیر ارائه شده است. تاثیر تغییرات پارامترهای اصلی طراحی بر هزینه مواد فعال مصرفی و مشخصه های عملکردی ژنراتور با استفاده از روش آنالیز حساسیت مورد بررسی قرار گرفته و مقادیر مناسب پارامترهای طراحی انتخاب شده اند. ژنراتور طراحی شده با استفاده از نرم افزار اجزاء محدود سه بعدی مدل سازی شده و صحت طراحی آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. استراتژی کنترلی در جهت استحصال بیشترین توان از توربین بادی سرعت متغیر است که با محاسبه مقدار گشتاور بهینه به ازای سرعت های مختلف باد صورت می گیرد. به منظور مدل سازی هر چه دقیق تر سیستم و اتصال مستقیم مدل ژنراتور در حوزه FEM به سیستم کنترلی مورد استفاده در نرم افزار Matlab، از نرم افزار واسط Simplorer استفاده شده است. استفاده از این نرم افزار و مدل واقعی ژنراتور در حوزه FEM نتایج دقیق تر و مناسب تری را نتیجه می دهد. نتایج حاصل نشان می دهد که سیستم کنترلی مورد استفاده قابلیت ردیابی سریع نقطه کار ژنراتور در جهت تولید ماکزیمم توان را دارد.
    کلیدواژگان: ژنراتور آهنربای دائم شار محور، توربین بادی، بدون هسته، ردیابی حداکثر توان، روش اجزاء محدود
  • ساناز فقیه، خوشنام شجاعی * صفحات 43-54
    در این مقاله، کنترل ردیابی مسیر زمانی شناور زیرسطح خودگردان تحریک ناقص بدون اندازه گیری سرعت، در فضای سه بعدی و در حضور نامعینی ها و اغتشاشات نامعلوم ناشی از امواج و جریانات اقیانوسی مبتنی بر روش کنترل سطح دینامیکی برای اولین بار مورد بررسی قرار می گیرد. به منظور تخمین نامعینی های پارامتری ناشی از مدل دینامیکی شناور زیر سطح، تکنیک تقریب شبکه های عصبی تابع پایه شعاعی پیشنهاد شده است. همچنین، مسئله کنترل فیدبک خروجی با بهره گیری از یک رویتگر بهره بالا به منظور تخمین حالت های غیرقابل اندازه گیری مورد نیاز برطرف می گردد. پایداری کنترل کننده پیشنهادی به صورت تحلیلی و بر اساس تئوری لیاپانوف بررسی می گردد و پایداری یکنواخت نهایتا کران دار حالت ها و همگرایی خطاهای ردیابی به کران کوچکی اطراف مبدا تضمین می شود. در نهایت، عملکرد ردیابی طرح کنترل پیشنهادی با شبیه سازی های کامپیوتری تایید شده است.
    کلیدواژگان: شناور زیر سطح خودگردان، شبکه عصبی تابع پایه شعاعی، کنترل سطح دینامیکی، رویتگر بهره بالا، پایداری لیاپانوف
  • محمد عروتی نیا *، عباس غریبی صفحات 55-62
    یک دبی سنج فراصوت چهار مسیره با نصب فرستنده/گیرنده های امواج فراصوت بر روی یک لوله 8 اینچی طراحی و ساخته شد. با عبور کنترل شده سیال ازدرون دبی سنج ساخته شده، سرعت سیال در چهار لایه مختلف با استفاده از روش تفاضل زمانی(Time-difference) اندازه گیری شد. با استفاده از روش انتگرال گیری عددی به روش گاوس-لژاندر و اعمال تقریب مهندسی، نرخ شارش سیال بدست آمد. با مقایسه پاسخ دبی سنج ساخته شده با پاسخ یک دبی سنج تجاری مرجع، صحت عملکرد سیستم در نرخ جریانهای مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. همچنین با مقایسه پاسخ آن با پاسخ یک دبی سنج فراصوت تک مسیره معادل، خطای اندازه گیری آنها مقایسه گردید. نتیجه بیانگر خطای متوسط کمتر از 3% در نرخ سرعتهای بالاتر از m/s5/0 و خطای متوسط 15% در سرعتهای کمتر از m/s 3/0 بود. متوسط خطای متوسط دبی سنج تک مسیره در تمام سرعتها حدود20% بالاتر از خطای سرعت سنج چهار مسیره بود.
    کلیدواژگان: دبی سنج، فراصوت، روش تفاضل زمانی، روش گاوس-لژاند
|
  • Mahdi Ahmadi, Mohammad Haeri * Pages 1-8
    In this paper the multiple model control of linear time invariant systems with wide uncertainty is studied and a new straightforward and systematic method is proposed to select the local models. The gap metric is used to measure the distance between local models and the maximum stability margin is employed to grid the uncertainty space and measure the permissible distance between local models. The proposed method guarantees the improvement of the maximum stability margin which has direct influence on the reduction of the number of local models and computational complexity loads. To evaluate performance of the proposed method, control of a mass-spring-dashpot system is considered and it is shown that based on our algorithm only a single local model is adequate to control this system while the existing methods in the literature require five local models.
    Keywords: maximum stability margin, gap metric, linear time invariant systems with a wide uncertainty, nonlinear systems, state feedback
  • Mohammad Aslani *, Mohammad Saadi Mesgari Pages 9-21
    The daily increase of a number of vehicles in big cities poses a serious challenge to efficient traffic control. The suitable approach for optimum traffic control should be adaptive in order to successfully content with the urban traffic that has the dynamic and complex nature. Within such a context, the major focus of this research is developing a method for adaptive and distributed traffic signal control based on reinforcement learning (RL). RL as a promising approach for generating, evaluating, and improving traffic signal decision-making solutions is beneficial and synergetic. RL-embedded traffic signal controller has the capability to learn through experience by dynamically interacting with the traffic environment in order to reach its goals. Traffic signal control often requires dealing with continuous state defined by means of continuous variables. Conventional RL methods do not scale well to problems with continuous state space or very large state space because they require storing distinct estimations of each state value in lookup tables. The contribution of the present research is developing adaptive traffic signal controllers based on continuous state RL for handling the big state space challenge arises in traffic control. The performance of the proposed method is compared with Q-learning and actor-critic and the results reveal that the proposed method outperforms others.
    Keywords: Continuous State Reinforcement Learning, Q-Learning, Actor-Critic, Microscopic Traffic Control
  • Alireza Farhadi * Pages 23-30
    This paper is concerned with the stability of nonlinear polynomial dynamic systems subject to system noise when transmission from sensor to controller is via the digital noiseless channel. A stabilizing technique consisting of an encoder, decoder and a controller is presented for almost sure asymptotic bounded stability of nonlinear polynomial systems subject to system noise over the digital noiseless channel. In the absence of system noise it is shown that the proposed stabilizing technique results in asymptotic stability. The satisfactory performance of the proposed technique for almost sure asymptotic bounded stability and asymptotic stability of a polynomial dynamic system over the digital noiseless channel is illustrated using computer simulations.
    Keywords: Networked control system, Polynomial nonlinear system, Digital noiseless channel
  • Ali Daghigh *, Mahnaz Ebrahimi, Hamid Javadi Pages 31-41
    This paper presents design and control of a coreless axial flux permanent magnet synchronous generator for variable speed wind turbine application. The effect of design main parameters variation on the active material cost of the generator and its performance characteristics are investigated using sensitivity analysis, and the proper values of design parameters are chosen. The generator is modeled with 3-D Finite Element Method (FEM) and the validity of the design is evaluated. In the control method, the optimum torque values for different wind speeds are calculated to extract the maximum power from the variable speed wind turbine. In order to accurate modeling of the system and direct connection of the generator model in FEM to control system in Matlab-Simulink, the simplorer software is used. Using this software and the real model of the generator in FEM, are lead to more accurate results. The results show that the control system tracks the generator maximum power point with good dynamic response.
    Keywords: Axial Flux Permanent Magnet Synchronous Generator, wind turbine, coreless, Maximum power point tracking, Finite Element Method
  • Sanaz Faghih, Khoshnam Shojaei * Pages 43-54
    In this paper, the trajectory tracking control of underactuated autonomous underwater vehicle without measuring velocity in three-dimensional space and in the presence of unknown disturbances caused by waves and ocean currents is studied based on dynamic surface control for the first time. In order to estimate parametric uncertainties with underwater vehicle dynamic model, radial basis function neural network approximation technique has been proposed. Also, the output feedback control problem is resolved by employing a high-gain observer to estimate the required unmeasurable states. The stability of the proposed controller is investigated by an analysis based on Lyapunov theory and uniform ultimate boundedness stability of states and convergence of tracking errors to a small bound around the origin are guaranteed. Finally, the tracking performance of the proposed control scheme has been verified via computer simulations.
    Keywords: Autonomous underwater vehicle, dynamic surface control, high-gain observer, Lyapunov stability, radial basis function neural network
  • Mohammad Orvatinia *, Abbas Gharibi Pages 55-62
    A four-path ultrasonic flow meter was designed and fabricated by using of ultrasonic transmitter/receivers on an 8-inch pipe. By passing fluid through the flowmeter at a controlled rate, the velocity was measured in different layers using the time-difference method. Fluid flow rate was estimated by Gauss-Legendre numerical integration method and applying of the engineering approximation. By comparison of the results with the actual measurement done by a calibrated reference flow meter, the accuracy of the system was tested at various flow rates. It also was compared with the measurement of an equivalent one-path ultrasonic flowmeter, and the measurement errors were calculated. The test result represented that, the average error of measurement is less than 3% at the speeds of 0.5 m/s and more. The average error was more than 15% at the speeds below 0.3 m/s. The measurement error of the one-path flowmeter was 20% more than that of four path one.
    Keywords: flow meter, ultrasonic, time difference method, method of Gauss-Legendre