فهرست مطالب

  • سال دوازدهم شماره 2 (تابستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/05/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • زینب اصلی پور، علیرضا فاتحی* صفحات 1-11
    ماتریس تداخل نقش مهمی در زمینه کنترل سیستم¬های خطی و غیر¬خطی چند متغیره دارد. در این مقاله، روشی برای بدست آوردن این ماتریس برای یک سیستم چند¬متغیره غیر¬خطی پیشنهاد شده است. الگوریتم قبلی موجود در این زمینه فقط برای سیستم¬های مربعی مناسب است و علاوه بر آن همیشه تعیین ماتریس تداخل را برای این سیستم¬ها تضمین نمی¬کند. روش ارائه شده در این مقاله، الگوریتم بالا را بسط می¬دهد به¬گونه¬ای که کاستی¬های آن برطرف می¬گردد. الگوریتم پیشنهادی بر اساس تعیین ساختار صفرهای انتقال نامحدود سیستم غیرخطی عمل می¬کند و با درنظرگرفتن این صفرها ساختار ماتریس تداخل را بدست می¬آورد. در انتها، کارآیی الگوریتم پیشنهادی با ذکر چند مثال مختلف مورد بررسی قرار می¬گیرد.
    کلیدواژگان: سیستم غیرخطی، چند ورودی-چند خروجی، ماتریس تداخل، ساختار صفر نامحدود
  • مجید مازوچی، محمد باقر نقیبی سیستانی* ، سید کمال حسینی ثانی صفحات 13-25
    در این مقاله یک الگوریتم یادگیری برخط برمبنای برنامه ریزی پویای تقریبی تک-شبکه برای حل تقریبی بازی های گرافی دیفرانسیلی زمان پیوسته غیرخطی با تابع هزینه زمان نامحدود و دینامیک معین پیشنهاد شده است. در بازی های گرافی دیفرانسیلی، هدف عامل ها ردیابی حالت رهبر به صورت بهینه می باشد، به طوری که دینامیک خطا و اندیس عملکرد هر عامل بستگی به توپولوژی گراف تعاملی بازی دارد. در الگوریتم پیشنهادی، هر عامل تنها از یک شبکه عصبی نقاد برای تقریب ارزش و سیاست کنترلی بهینه خود استفاده می کند و از قوانین تنظیم وزن پیشنهاد شده برای به روزرسانی برخط وزن های شبکه عصبی نقاد خود بهره می جوید. در این مقاله، با معرفی سوئیچ های پایدار ساز محلی در قوانین تنظیم وزن های شبکه عصبی که پایداری سیستم حلقه بسته و همگرایی به سیاست های تعادل نش را تضمین می کنند، دیگر نیازی به مجموعه سیاست های کنترلی پایدار ساز اولیه وجود ندارد. بعلاوه در این مقاله از تئوری لیاپانوف برای اثبات پایداری سیستم حلقه بسته استفاده می شود. در پایان، مثال شبیه سازی، موثر بودن الگوریتم پیشنهادی را نشان می دهد
    کلیدواژگان: برنامه ریزی پویای تقریبی، شبکه های عصبی، کنترل بهینه، یادگیری تقویتی
  • نوشین پور واعظ، خوشنام شجاعی* صفحات 27-39
    در این مقاله، کنترل ردیابی یک بازوی ربات متصل بر روی یک پایه متحرک چرخ دار مورد توجه قرار می گیرد. یک الگوریتم کنترلی غیرخطی مقاوم تطبیقی عصبی به منظور کنترل ردیاب فیدبک خروجی برای یک بازوی متحرک چرخ دار بدون اندازه گیری سرعت سیستم برای مقابله با دینامیک های مدل نشده سیستم، نامعینی های پارامتری و غیرپارامتری و اغتشاشات خارجی، پیشنهاد شده است. یک تحلیل پایداری مبتنی بر لیاپانوف نشان می دهد که خطاهای ردیابی و رؤیت حالت نهایتا به طور یکنواخت کران دار هستند و به توپ کوچکی شامل مبدا همگرا می شوند. یک شبکه عصبی مبتنی بر توابع پایه شعاعی برای جبران نامعینی های ناشی از دینامیک های بازوی متحرک به کار گرفته شده است. نامعینی های غیر پارامتری و خطای تقریب شبکه عصبی نیز با یک کنترل کننده مقاوم تطبیقی جبران شده اند. علاوه بر این، تابع تانژانت هایپربولیک در طراحی کنترل کننده فیدبک خروجی به کار گرفته شده است تا خطر اشباع عملگرها را کاهش دهد و سیگنال های کنترلی هموارتری تولید کند. در نهایت، نتایج شبیه سازی تاثیر الگوریتم پیشنهادی در این مقاله را به خوبی نشان می دهند.
    کلیدواژگان: اشباع عملگر، بازوهای متحرک، کنترل غیرخطی مقاوم تطبیقی، شبکه عصبی تابع پایه شعاعی
  • مونا فرجی نیری* ، محمدرضا جاهد مطلق صفحات 41-51
    هدف این مقاله طراحی کنترل کننده تصادفی کلیدزن ناهماهنگ برای سیستم پرش مارکوف است. منظور از این ناهماهنگی، عدم تطابق بین کلیدزنی کنترل کننده و کلیدزنی سیستم است. این ناهماهنگی یکی از محدودیت هایی است که به هنگام کنترل سیستم های پرش مارکوف بروز می کند و دلیل آن نبود امکان تشخیص دقیق و بلادرنگ سیگنال کلیدزنی در سیستم پرش مارکوفی است. در این مقاله با بهره گیری از رویکردی جدید، اثرات تشخیص نادقیق وضعیت کلیدزنی در کنترل کننده لحاظ شده و علی رغم عدم تطابق بین تغییر وضعیت سیستم و تغییر وضعیت کنترل کننده، پایدارسازی سیستم صورت پذیرفته است. بدین منظور ابتدا اثر ناهماهنگی با تعریف دو زنجیره مارکوف مستقل اما پیرو برای سیستم و کنترل کننده معرفی شده و سپس با ساختاردهی سیستم حلقه بسته به صورت یک سیستم پرش مارکوف ناهمگن به طراحی کنترل کننده پرداخته شده است. اساس این طراحی بر تئوری لیاپانوف چندگانه ای استوار است که به شرایط کافی پایداری پذیری و طراحی کنترل کننده برای سیستم منجر می شود. کلیه روابط بدست آمده جهت بررسی پایداری پذیری و طراحی پایدارساز به صورت مجموعه ای از نامساوی های ماتریسی خطی بوده و نتایج شبیه سازی نشانگر مزایا و ویژگی های طرح پیشنهادی است.
    کلیدواژگان: کنترل تصادفی، کنترل ناهماهنگ، نامساوی ماتریسی خطی، سیستم پرش مارکوف خطی، سیستم پرش مارکوف ناهمگن
  • حجت مویدی راد، محمد علی شمسی نژاد* صفحات 53-66
    موتور القایی با تحریک دوگانه، یک موتور القایی قفس سنجابی بدون جاروبک است که دو سیم پیچ سه فاز متعادل مجزا با تعداد قطب نابرابر داشته و به طور معمول توسط دو اینورتر سه فاز مجزا تغذیه می شوند. کنترل برداری مستقیم، یک روش کنترلی مناسب برای کنترل درایو موتور القایی قفس سنجابی با تحریک دوگانه است. تخمین شار روتور در این روش کنترلی برای سرعت های پایین مشکل است. در این مقاله یک روش کنترل برداری مستقیم مبتنی بر جبران کننده ی شار روتور پیشنهاد می شود که دستاورد این روش کنترلی، حفظ کارکرد استاندارد درایو این موتور در سرعت های پایین است که کاهش تلفات توان واحد اینورتر را نسبت به روش های کنترلی مرسوم در پی دارد. شار روتور در روش کنترلی پیشنهادی توسط یک کنترلر تناسبی- انتگرالی جبران می شود. ماهیت روش کنترلی پیشنهادی بر اساس کنترل مجزای شار روتور و گشتاور الکترومغناطیسی به ترتیب در راستای محورهای مستقیم (d) و متعامد (q) است و جبران سازی شار روتور از طریق اصلاح شار مرجع روتور انجام می شود. همچنین در این مقاله برای اولین بار تعداد عناصر کلیدزنی واحد اینورتر در درایو پیشنهادی این موتور، از طریق استفاده از مبدل های الکترونیک قدرت پنج ستونه و نه سوئیچه، کاهش می یابد. دستاوردهای به کار بردن این ساختارهای پیشنهادی در درایو این موتور، کاهش هزینه ی واحد اینورتر و نیز کاهش تلفات توان واحد اینورتر می باشند.
    کلیدواژگان: اینورتر پنج ستونه، اینورتر نه سوئیچه، درایو موتور القایی، دو سیم پیچه، کنترل برداری
  • احمد دهقان زاده* ، غلامرضا فراهانی، محسن معبودی صفحات 67-75
    در این مقاله روش طراحی الگوریتم رسانایی افزایشی اصلاح شده به همراه کنترل کننده پیش بین مبتنی بر مدل به منظور ردیابی توان بیشینه سیستم فتوولتائیک (PV) تشریح شده است. سیستم PV مورد بررسی، انرژی خورشیدی را از ماژول PV با استفاده از مبدل توان کاهنده DC-DC به یک لینک DC و متعاقبا به سیستم ذخیره انرژی منتقل می نماید. الگوریتم رسانایی افزایشی با دو اصلاح به منظور ردیابی نقطه توان بیشینه بر روی منحنی P-V ماژول خورشیدی نسبت به تغییرات شرایط محیطی در نظر گرفته شده است. برای اجتناب از یک سیگنال کنترلی با مجموعه متناهی، مدل میانگین سیستم PV محاسبه و حول نقطه توان بیشینه خطی سازی می گردد. با طراحی کنترل کننده پیش بین، مزیت های آن نسبت به روش طراحی کنترل پیش بین با مدل کلیدزنی مقایسه شده است. شبییه سازی ها نشان می دهد که کنترل کننده پیشنهادی این مقاله تغییرات توان بیشینه نسبت به تغییرات تابش خورشید را با سرعت بیشتر و خطای حالت ماندگار کمتری ردیابی می کند.
    کلیدواژگان: سیستم PV، کنترل کننده پیش بین مبتنی بر مدل، کنترل کننده پیش بین با مجموعه ورودی متناهی، رسانایی افزایشی
|
  • Zeinab Aslipour , Alireza Fatehi* Pages 1-11
    An interactor matrix plays an important role in the multivariable linear and nonlinear control systems theory. This paper proposes a method to obtain the interactor matrix for nonlinear multivariable systems. The only existing algorithm works only on square systems; moreover, it cannot guarantee providing the interactor matrix for these systems. The proposed method of this paper improves the above algorithm so that both mentioned defects are solved. The modified algorithm uses the infinite zeros structure for the nonlinear system and then it obtains the structure of interactor matrix. The effectiveness of the introduced method has been shown using various examples.
    Keywords: Nonlinear System, Multi-Input Multi-Output, Interactor Matrix, Infinite Zeros Structure
  • Majid Mazouchi , Mohammad Bagher Naghibi Sistani*, Seyed Kamal Hosseini Sani Pages 13-25
    In this paper, an online learning algorithm based on approximate dynamic programming is proposed to approximately solve the nonlinear continuous time differential graphical games with infinite horizon cost functions and known dynamics. In the proposed algorithm, every agent employs a critic neural network (NN) to approximate its optimal value and control policy and utilizes the proposed weight tuning laws to learn its critic NN optimal weights in an online fashion. Critic NN weight tuning laws containing a stabilizer switch guarantees the closed-loop system stability and the control policies convergence to the Nash equilibrium. In this algorithm, there is no requirement for any set of initial stabilizing control policies anymore. Furthermore, Lyapunov theory is employed to show uniform ultimate boundedness of the closedloop system. Finally, a simulation example is presented to illustrate the efficiency of the proposed algorithm.
    Keywords: Approximate Dynamic Programming, Neural Networks, Optimal Control, Reinforcement learning
  • Nooshin Poorvaez Mrs, Khoshnam Shojaei Dr.* Pages 27-39
    In this paper, the tracking control of a robotic arm mounted on a wheeled mobile platform is considered. A nonlinear neural adaptive robust control algorithm is proposed for the output feedback tracking control of a wheeled mobile manipulator without measuring system velocities to deal with the unmodeled system dynamics, parametric uncertainties and external disturbances. A Lyapunov-based stability analysis shows that tracking and observation errors are Uniformly Ultimately Bounded (UUB) and converge to a small ball containing the origin. A Radial Basis Function Neural Network (RBFNN) is employed to compensate for the uncertainties of mobile manipulator dynamics. Nonparametric uncertainties and NN approximation errors are also compensated by an adaptive robust controller. In addition, hyperbolic tangent function is employed in the design of the output feedback controller to reduce the risk of actuators saturation and to produce smoother control signals. Finally, simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed controller well.
    Keywords: Actuator saturation, Mobile manipulators, Nonlinear adaptive robust control, Radial basis function neural network
  • Mona Faraji, Niri Dr*, Mohammad Reza Jahed Motlagh Dr Pages 41-51
    This paper investigates asynchronous controller design problem for a class of continuous-time Markov jump linear systems. The mentioed asynchronous phenomenon is a case in which the system and the controller Markov chainsare not matched, however they are relevant according to certain probabilities. This phenomenon describes a realistic and practical situation which arises as a result of inaccurate observation of the system’s Markov chain. The proposed design scheme considers the closed-loop system as a unified Markov jump linear system and utulizes the multiple Lyapunov function approach. By this approach, firstly, the stabilizability of the closed-loop system is ensured and then the asynchronous state-feedback controller is synthesizesed. The designed controller is formulated in terms of linear matrix inequalities; which are easy to check. A numerical example illustrates the usefulness of the developed method.
    Keywords: Asynchronous Control, Linear Matrix Inequality, Markov Jump Linear System, Stochastic Control
  • Hojat Moayedirad , Mohammad Ali Shamsi Nejad* Pages 53-66
    A dual stator winding induction motor (DSWIM) is a brushless squirrel-cage induction motor that contains a stator with two isolated three-phase windings wound with dissimilar number of poles. Generally, each stator winding is fed by an independent three-phase inverter. A direct vector control is a suitable method for controlling the DSWIM drive. In the vector control method, the estimation of the rotor flux is difficult at low speeds. In this paper, a direct vector control is proposed based on the rotor flux compensation. The achievement of this proposed control method is to maintain the standard performance of the motor drive at low speeds to reduce the power loss of the inverter unit compared to the conventional methods. In the proposed control method, the rotor flux is compensated with a PI controller. The proposed control scheme is based on the independent control of the rotor flux and the electromagnetic torque in the direct and orthogonal axises (d and q-axis), respectively. The rotor flux is compensated via reformed of the reference rotor flux. Also in this paper, for the first time, the reduction in number of switching elements of the inverter unit for the DSWIM drive can be achieved by utilizing five-leg and nine-switch power electronic converters. The advantages of using these proposed structures in the DSWIM drive are the reduction of the capital cost and also the reduction of power loss in the inverter unit.
    Keywords: Dual stator winding, five-leg inverter, induction motor drive, nine-switch inverter, vector control
  • Ahmad Dehghanzadeh*, Gholamreza Farahani Dr, Mohsen Maboodi Dr Pages 67-75
    In this paper a systematic methodology to design a modified incremental conductance and a model predictive control (MPC) for maximum power point tracking of a photovoltaic system is presented. The PV system includes a PV module that supplies a DC link and also an energy storage system using a buck DC-DC converter. The incremental conductance (INC) method with two modifications is employed for maximum power point tracking (MPPT) within P-V characteristic curve according to changes in weather condition. To avoid a finite set control signal, the average model of the PV system is analytically calculated and subsequently the model is linearized around MPP. Designing an MPC with continuous control set, its performance respect to finite control set MPC is compared. The simulations demonstrate that the proposed controller with augmented integrator could track the MPP faster and with less steady state error.
    Keywords: PV system, model predictive control (MPC), finite control set MPC (FCS-MPC), Incremental conductance