فهرست مطالب

نشریه سامانه های غیرخطی در مهندسی برق
سال سوم شماره 1 (پیاپی 5، تابستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/06/09
  • تعداد عناوین: 6
|
  • بهبود پاسخ گذرا و دائم روش جبرانسازی تئوری توان لحظه ای با استفاده از حداقل مربعات بازگشتی و تبدیل موجک در شرایط ولتاژ غیر ایده آل
    مهدی فلاح، رسول کاظم زاده *، اسماعیل نجفی اقدم صفحات 5-21
    پاسخ حالت دائم و گذرای فیلتر اکتیو با روش جبرانسازی تئوری توان لحظه ای وابسته به دقت و سرعت استخراج مولفه DC توان اکتیو بار است. در این مقاله برای بهبود پاسخ این روش، فیلتر عددی مبتنی بر حداقل مربعات بازگشتی با ضریب فراموشی متغیر جهت جداسازی مولفه DC توان اکتیو بار پیشنهاد شده است. برخلاف فیلترهای پایین گذر متداول، ویژگی فیلتر عددی طراحی شده، عدم وابستگی به مولفه های هارمونیکی بار، سرعت و دقت زیاد پاسخ آن می باشد. همچنین با استفاده از تبدیل موجک عملکرد فیلتر اکتیو در شرایط ولتاژ غیر ایده آل بهبود داده می شود. و در نهایت از مدولاسیون دلتا- سیگمای مرتبه دو جهت تولید پالسهای کلیدزنی استفاده می گردد. نتایج شبیه سازی در نرم افزار MATLAB/SIMULINK صحت کامل روش پیشنهادی را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: پاسخ دائم و گذرا، حداقل مربعات بازگشتی، فیلتر اکتیو، جبرانسازی، مدولاسیون دلتا، سیگما
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • کنترل و همزمان سازی کلاسی از سیستم های آشوب با استفاده از کنترل کننده شبکه عصبی راف مبتنی بر توابع شعاعی مدل مرجع با آموزش پسخور خطا و براساس تابع لیاپانوف
    وحید بهرامی *، محمد منثوری، محمد تشنه لب صفحات 22-49
    در این مطالعه، کنترل کننده شبکه عصبی راف مبتنی بر توابع شعاعی مدل مرجع با آموزش پسخور خطا برای کلاسی از سیستم های غیرخطی در حضور عدم قطعیت محدود ارائه می گردد. کنترل کننده ارائه شده به فرم ترکیبی، شامل کنترل کننده شبکه عصبی راف مبتنی بر توابع شعاعی و کنترل کننده کلاسیک می باشد. به دلیل استفاده از کنترل کننده کلاسیک در کنار کنترل کننده هوشمند، می توان انتظار محدود بودن پاسخ حالت گذرا را داشت. وزن های لایه خروجی کنترل کننده شبکه عصبی راف مبتنی بر توابع شعاعی، پارامترهایی به فرم بازه ای هستند. با استفاده از تابع لیاپانوف مناسب بر اساس خروجی کنترل کننده کلاسیک، قوانین به روزکردن پایدار وزن های لایه خروجی کنترل کننده شبکه عصبی راف مبتنی بر توابع شعاعی بر پایه اثبات پایداری استخراج شده اند. به منظور نشان دادن کارایی کنترل کننده طراحی شده، شبیه سازی جهت کنترل و همزمانسازی سیستم های آشوب نوسانگر دافینگ و جنسیو- تسی اجرا و نتایج با حالتی که وزنهای لایه خروجی کنترل کننده به فرم غیر راف می باشند، مقایسه شده اند که نشان دهنده مقاومت بیشتر کنترل کننده ارائه شده در مقایسه با کنترل کننده غیر راف دارد. نتایج حاکی از طراحی مناسب کنترل کننده ارائه شده، می باشد
    کلیدواژگان: آموزش پسخور خطا، تابع لیاپانوف، سیستم های آشوب، کنترل کننده شبکه عصبی راف مبتنی بر توابع شعاعی، همزمان سازی سیستم های آشوب
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • طراحی و آنالیز پایداری سیستم های کنترل مبتنی بر مدل فازی T-S نوع-2 فاصله ای در حضور رویت گرهای فازی نوع-2 فاصله ای با رویکرد تابع لیاپانوف فازی و جبران سازی توزیع شده غیرموازی
    آرمان خانی، سحرانه قائمی *، محمد علی بادامچی زاده صفحات 50-69
    در این مقاله روش طراحی کنترل کننده های فازی نوع-2 همراه با رویت گر فازی نوع-2 مدل T-S برای یک سیستم غیرخطی همراه با پارامترهای نامعین ارائه می شود. مدل فازی T-S بر مبنای مجموعه های فازی نوع-2 فاصله ای برای مدل سازی دینامیک سیستم غیر خطی و دینامیک رویت گر اعمال می شود. پارامتر های نامعین توسط توابع عضویت مجموعه های فازی نوع- 2 فاصله ای با تعریف توابع عضویت بالا و پایین مشخص می شوند. برای کنترل کننده فازی نوع- 2 فاصله ای توابع عضویت و تعداد قانون های فازی کنترل کننده به صورت دلخواه طوری انتخاب می شوند که با مدل فازی T-S سیستم و رویت گر متفاوت باشند که به روش جبران سازی توزیع شده غیرموازی (non-PDC) معروف است. برای آنالیز پایداری یک تابع لیاپانوف فازی در نظر گرفته می شود به طوری که شرایط پایداری به صورت نامساوی های ماتریسی خطی (LMIs) بدست می آیند
    کلیدواژگان: مدل T، S فازی نوع، 2 فاصله ای، آنالیز پایداری، تابع لیاپانوف فازی، نامساوی های ماتریسی خطی (LMIs)
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • شناسایی مدل غیرخطی شش درجه آزادی مبتنی بر رویتگر غیرخطی EKF پیوسته زمان برای شناور زیرسطحی NPS AUV II
    حمید موسویان، حمیدرضا کوفیگر *، محسن اکرامیان صفحات 70-100
    معادلات دینامیکی شناور زیرسطحی خودگردان (AUV) به صورت یک سیستم غیرخطی با ضرایب هیدرودینامیکی متعدد توصیف می گردد که این ضرایب تاثیر شدیدی بر عملکرد AUV، قابلیت مانور و کنترل پذیری آن دارند. از طرف دیگر مقدار این ضرایب وابستگی زیادی به سرعت شناور و ویژگی های هندسی آن دارد. در این مقاله مساله شناسایی مدل غیرخطی شش درجه آزادی شناور زیرسطحی خودگردان NPS AUV II توسط رویتگر غیرخطی فیلتر کالمن توسعه یافته (EKF) پیوسته زمان مطرح، و همگرایی خطای حالت ماندگار تخمین به سمت صفر تضمین می گردد. به این منظور ضرایب هیدرودینامیکی شناور به عنوان متغیرهای حالت مکمل سیستم در نظر گرفته می شود، و با استفاده از رویتگر EKF براساس داده های ورودی- خروجی سیستم با وجود نویز در اندازه گیری سنسورها، نهایتا متغیرهای حالت مدل غیرخطی و ضرایب هیدرودینامیکی مورد نظر متناسب با ایجاد یک مانور حرکتی، موسوم به (مسیر) حلزونی شکل ، تخمین زده می شوند. به منظور تحلیل عددی عملکرد روش پیشنهادی، معادلات دینامیکی شناور NPS AUV II به عنوان یک نوع شناور زیرسطحی پرکاربرد معرفی، و مقایسه ای بین خروجی های مدل شناسایی شده و مدل واقعی، انجام می گیرد
    کلیدواژگان: شناور زیرسطحی خودگردان، رویتگر غیرخطی، فیلترکالمن توسعه یافته، ضرایب هیدرودینامیکی، مانور حلزونی شکل
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • ارائه الگوریتم SLAMاینرسی سه بعدی کارآمد برای پهپاد و بکارگیری آن در محیط شبیه سازی براساس اطلاعات پروازی واقعی
    عسکر عزیزی، حمید نوری سولا، امین صادقی امامقلی، امیر ریخته گر قیاسی* صفحات 101-121
    موقعیت یابی و نقشه سازی همزمان (SLAM) مشکلی اساسی در زمینه ناوبری ربات های متحرک است و حل آن یکی از جذاب ترین موضوعات کاری محققین بوده است وامروزه یکی از بخش های مهم سیستم های ناوبری را تشکیل می دهد. در این مقاله یک الگوریتم SLAM اینرسی کارآمد برای یک پهپاد یا یک وسیله هوابرد ارائه می شود. ساختار SLAM اینرسی مذکور برای بکارگیری دو نوع سنسورRange/Bearing و Bearing-only مناسب بوده و نیازی به سیستم های موقعیت یاب خارجی همچون GPS و یا هر نوع اطلاعات از قبل تهیه شده ندارد. این مطالعه سیستمی جامع ارایه می کند بطوریکه علاوه بر اینکه برکارایی ودقت SLAM سه بعدی می افزاید، بر دو مشکل اساسی نیز که در تحقیقات قبلی توجه کمی به آن ها شده است غلبه می کند؛ اول اینکه کلیه درجات آزادی را برای پهپاد در نظر می گیرد یعنی تغییرات موقعیت پهپاد تنها در دو جهت y و x محدود نشده و بلکه تغییرات ارتفاع پهپاد نیز در نظر گرفته می شود، دوم اینکه محدودیتی برای موقعیت نشانه ها وجود نداشته، یعنی سیستم برپایه سنسورهای اینرسی قادر است تمام نشانه ها را در ارتفاعات متفاوت مشاهده کند. نهایتا با استفاده از اطلاعات پروازی یک هواپیمای واقعی، صحت عملکرد الگوریتم با ارایه نتایج شبیه سازی ها به اثبات رسید
    کلیدواژگان: سیستم ناوبری اینرسی، مکان یابی و نقشه سازی همزمان، هواپیمای بدون سرنشین، فیلتر کالمن بسط یافته
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
  • طراحی قانون هدایت غیرخطی و مقاوم با در نظر گرفتن دینامیک تقریبی حلقه کنترل
    آقای وحید بهنام گل، دکتر احمدرضا ولی* صفحات 122-137
    در این مقاله، مسئله ی طراحی قانون هدایت در حضور دینامیک حلقه کنترل و با استفاده از کنترل مد لغزشی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور در روند طراحی قانون هدایت، دینامیک پایدار شده حلقه کنترل در نظر گرفته شده که اغلب در طراحی قانون هدایت توسط طراحان دیده نمی شود. اما در عمل دینامیک حلقه کنترل وجود داشته و در نظر نگرفتن آن ممکن است منجر به ناپایداری در حلقه هدایت شود. در این مقاله دینامیک حلقه کنترل که فرض می شود توسط یک خودخلبان پایدار شده است، به صورت تاخیر مرتبه اول تقریب زده شده و در روند طراحی به همراه معادلات دینامیکی حاکم بر سینماتیک نسبی در نظر گرفته می شود. برای حل این مسئله به دلیل غیرخطی بودن معادلات حاکم بر هندسه ی درگیری و وجود اغتشاش و نامعینی هایی همچون مانور هدف از کنترل مد لغزشی استفاده می شود. بنابراین تنها با داشتن محدوده ی این نامعینی ها می توان قانون هدایت را طراحی نمود و نیازی به اندازه گیری و یا تخمین آنها در حین رهگیری نیست. متغیر لغزش با توجه به ایده ی ناوبری موازی، با استفاده از سرعت نسبی جانبی بین رهگیر و هدف تعریف می شود. سپس با طراحی کنترل کننده ای که متغیر لغزش را به صفر برساند، خط دید بین رهگیر و هدف نچرخیده و در صورت نزدیک شدن رهگیر به هدف، طبق ایده ی ناوبری موازی، برخورد حتمی خواهد بود. از معایب کنترل ساختار متغیر نیز رخ دادن پدیده ی نوسانات ناخواسته می-باشد که برای رفع این مشکل در این مقاله، از روش تقریب پیوسته استفاده شده و تابع ناپیوسته ی علامت با تابعی پیوسته تقریب زده شده است
    کلیدواژگان: هدایت، دینامیک حلقه کنترل، کنترل مد لغزشی
    چکیده مشاهده متن مقاله پژوهشی/اصیل زبان: فارسی
|
  • Improvement of steady and transient response of instantaneous power theory compensation method using recursive least squares and wavelet transform under non-ideal voltage condition
    Eng. Mehdi Fallah, Dr. Rasool Kazemzadeh*, Dr. Esmaeil Najafi Aghdam Pages 5-21
    Steady-state and transient response of the active power filter based on instantaneous power theory compensation method is dependent on the accurately and quickly extract the DC component of load active power. In this paper, for improving the response of this method, the numerical filter based on recursive least squares with variable forgetting factor in order to separation of DC component of load active power is proposed. Unlike conventional low-pass filters, the feature of designed numerical filter is independent of load harmonic components, quick and precision of the answer. Also, using wavelet transform the performance of active power filter under the non-ideal voltage condition is improved. Finally, the second order delta-sigma modulation is used to generate the switching pulses. Simulation results on MATLAB / SIMULINK software shows that the proposed method is properly
    Keywords: steady, transient response, recursive least squares, active filter, compensation, delta, sigma modulation
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Control and Synchronization of a Class of Chaotic Systems by Using a Lyapunov Based Model Reference Rough-RBF Neural Network Controller with Feedback Error Learning
    Vahid Bahrami *, Mohammad Mansouri, Mohammad Teshnehlab Pages 22-49
    In this study a model reference rough-radial basis function neural network controller with feedback error learning for control of a class of nonlinear systems subject to unknown bounded uncertainty is proposed. The proposed controller in hybrid form includes the classic controller and rough- radial basis function neural network controller. Because of using the classic controller with the neural network controller, it is expected that the transient response is bounded. The weights of the output layer of the neural network controller are interval variables. Using an appropriate Lyapunov function, stable adaptation laws for these weights according to the output of the classic controller and based on stability are derived. To show the efficacy of the proposed controller, results of simulation that is applied to Duffing Oscillator and Genesio- Tesi are shown and results are compared with the results when simple model reference radial basis function neural network is used as the controller. The results show that the proposed method is more robust against uncertainty when it is compared to model reference radial basis function neural network controller. Also, using the proposed controller, synchronization of chaotic systems is performed. The results verified the effectiveness of the proposed controller
    Keywords: Feedback Error Learning, Lyapunov Function, Rough, RBF Neural Network Controller, Chaotic Nonlinear Systems, Synchronization of Chaotic Systems
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Stability Analysis and Controller Design for Interval Type-2 T-S Fuzzy Systems Based on Interval Type-2 T-S Fuzzy Observer Under non-Parallel Distributed Compensation and Fuzzy Lyapunov Function Approach
    Engineer Arman Khani, Dr Sehraneh Ghaemi *, Dr Mohammadali Badamchizadeh Pages 50-69
    In this paper, we investigate the design method for interval type-2 (IT2) T-S fuzzy controller based on IT2 T-S fuzzy observer for nonlinear systems along with uncertainty parameters. In order to analyze the stability and synthesis the control methods conveniently, an IT2 (T–S) fuzzy model is applied through representing the dynamic of nonlinear systems and dynamic of observer. Uncertainty parameters are captured by IT2 membership function characterized by the lower and upper membership functions. In this paper, for IT2 fuzzy controller, the membership functions and number of rules can be freely chosen different from the IT2 T–S fuzzy model and IT2 T-S fuzzy observer. This method is known non- Parallel Distributed Compensation. To reduce the conservativeness of stability analysis, a fuzzy Lyapunov function candidate is applied. The stability conditions in term of linear matrix inequlities (LMIs) are obtained
    Keywords: Interval type, 2 T, S fuzzy model, Stability analysis, Fuzzy Lyapunov function, Linear matrix inequalities (LMIs)
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Nonlinear 6DOF Model Identification based on Nonlinear Continuous-time EKF Observer for Underwater Vehicle NPS AUV II
    H. Mousavian, H.R. Koofigar *, M. Ekramian Pages 70-100
    The dynamic equations of an autonomous underwater vehicle (AUV) are described as a nonlinear system with multiple hydrodynamic coefficients which strongly affect the performance, maneuverability and controllability of AUV. On the other hand, the values of these coefficients depend on the vehicle speed and the geometric properties. In this paper, the nonlinear model identification problem of NPS AUV II, as a six degree-of-freedom (DOF) autonomous underwater vehicle, is addressed by using the nonlinear continuous-time extended Kalman filter (EKF) observer with guaranteed convergence. To this end, the hydrodynamic coefficients of AUV are considered as the augmented state variables of a six DOF nonlinear model. Based on the input-output data at the presence of the measurement noise of sensors, the state variables and the hydrodynamic coefficients of the nonlinear model in a (path) helical maneuver, are suitably estimated by using the EKF observer. In order to analyze the numerical performance of the proposed method, the dynamic equations of the vehicle are introduced, and a comparison is made between the identified model outputs and those of the real model
    Keywords: Autonomous underwater vehicle, nonlinear observer, extended Kalman filter, hydrodynamic coefficients, helical maneuver
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • simulation of 3D inertia SLAM algorithm based on actual flight data for UAV
    Mr Askar Azizi, Mr Hamid Nourisola, Mr Amin Saedghi-Emamgholi, Dr Amir Rikhtehgar-Giasi* Pages 101-121
    In recent years, simultaneous localization and mapping (SLAM) has become a very challenging matter as a basic problem in the mobile robots navigation. This paper describes a new efficient inertial SLAM algorithm for a UAV or an airborne. This inertialSLAM could be properly applied to two different kinds of sensors: (i)Range/Bearing sensorsand (ii)Bearing-only sensors and so it does not need to any other external positioning systems like as GPS or any preprovided data. In this study, acomprehensive system has been presented which not only enhances the three-dimensional SLAM accuracy and performance, but overcomes the two fundamental problems that have less been noticed in previous researchesA) To consider all the degrees of freedom for the UAV that lets the UAV height changesbe usedin addition to two x and y directions. B) It does not experience any limit for the symbols status which means that the system is able to observe all the symbolsin different heights based on inertia sensors. Finally, the accuracy of proposed algorithm has been approved due to the simulation results using the actual aircraft flight data
    Keywords: UAV, Inertial navigation system, SLAM, EKF
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian
  • Nonlinear and Robust Guidance Law Design Considering Approximation of Control Loop Dynamics
    Mr Vahid Behnamgol, Dr Ahmadreza Vali* Pages 122-137
    In this paper, the guidance law designing problem in the presence of the control loop dynamics using sliding mode control has been studied. For this purpose in the design process, stable control loop dynamic considered that usually not considered by the designers. In practice there is a lag for control loop that may lead to instability in the guidance loop. In this paper the control loop dynamic that is stabilized with an autopilot, approximated as first order lag and then is considered with kinematic equation of motion in designing procedure. To solve the problem because of the nonlinearity in equations and target maneuvers as uncertainty, the sliding mode control scheme is used. So just having the bounds of the uncertainty we can design guidance law and the measure or estimate of uncertainty is not required. The sliding variable is defined with respect to parallel navigation idea using relative lateral velocity between the interceptor and the target. Then a controller is designed for reaching the sliding variable to sliding surface. Therefore the line of sight rate will be zero and collision is inevitable. Also for removing chattering, the continues approximation method is used
    Keywords: Guidance, Control Loop Dynamics, Sliding Mode Control
    Abstract View Paper Research/Original Article Original: Persian