فهرست مطالب

مجله کنترل
سال دوازدهم شماره 3 (پاییز 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/09/10
  • تعداد عناوین: 6
|
  • سعید باقری، حسین طالبی، علیرضا فریدونیان* صفحات 1-12
    امروزه، بدلیل مشکلات تولید انرژی، هزینه زیاد و آلودگی محیط زیست، مدیریت مصرف انرژی الکتریکی از مسایل اصلی پژوهشی دنیا شده است. با پیشرفت شبکه هوشمند، وجود یک سیستم یکپارچه، دقیق و سریع می تواند هم رضایت ساکنین را برآورده سازد، و نیز کاهش هزینه را دربر داشته باشد و حالات بهینه عملکرد وسایل را تعیین کند. مفهوم تاب آوری برای کاهش قطعی های بارهای حساس معرفی شده است. در این پژوهش، یک نانوشبکه نمونه با چندین نوع وسایل متفاوت شامل منابع تولید پراکنده، ذخیره ساز و خودرو برقی، ونیز وسایل مصرف کننده انرژی در نظر گرفته شده است. کارآرایی روش پیشنهادی با زمانبندی دقیق عملکرد وسایل، درنظرگیری آسایش ساکنین و یافتن حالات بهینه عملکرد و نیز حضور نایقینی ها و سناریوسازی های دقیق تر نشان داده شده است. همچنین، در بخش اصلی پژوهش، تفاوت میان دو حالت درنظرگیری تاب آوری و درنظر نگرفتن آن نیز لحاظ شده است و نتایج حاصل با هم مقایسه می شود.
    کلیدواژگان: نانوشبکه، خانه هوشمند، مدیریت انرژی، تاب آوری، بهینه سازی هزینه، نایقینی، ابرمکعب لاتین، تولید پراکنده
  • فرزانه تاتاری*، محمدباقر نقیبی سیستانی صفحات 13-28
    در این مقاله، الگوریتم بهینه توزیع شده تطبیقی برخط برای همزمانسازی عامل های غیرخطی یک سیستم چندعاملی با دینامیک های نامعلوم به عامل رهبر  بر اساس تکنیک های برنامه ریزی پویای تقریبی و شناساگرهای شبکه های عصبی ارایه شده‏ است. الگوریتم پیشنهاد شده به یادگیری حل برخط معادلات همیلتون-جاکوبی تزویج شده[1] (CHJ) تحت دینامیک های نامعلوم پرداخته است. هر عامل جهت یادگیری سیاست بهینه محلی از ساختار عملگر-نقاد بهره برده و دینامیک نامعلوم هر عامل نیز با به کارگیری یک تقریبگر شبکه عصبی، تقریب زده شده است. شناسایی دینامیک های نامعلوم با استفاده از قانون تکرار تجربیات انجام شده است به طوری که از اطلاعات ثبت شده به همراه داده های لحظه ای برای انطباق وزن های شبکه عصبی شناساگر دینامیک عامل ها، استفاده شده است. در حالی که وزن های تقریبگرهای دینامیک و شبکه های عملگر-نقاد به صورت همزمان در حال انطباق هستند، کرانداری تمامی سیگنال های حلقه بسته توسط تئوری لیاپانوف تضمین شده است.  در انتها صحت الگوریتم پیشنهاد شده با ذکر نتایج شبیه سازی، نشان داده شده است. 
    کلیدواژگان: برنامه ریزی پویای تقریبی، تقریبگرهای عملگر-نقاد، سیستم های چندعاملی، کنترل بهینه توزیع شده، همزمانسازی
  • وحید سعیدی، علی اکبر افضلیان*، داود غرویان صفحات 29-41
    در طراحی کنترل نظارتی سیستم های گسسته-پیش آمد افزایش تعداد حالت ها باعث پیچیدگی محاسباتی شده و پیاده سازی ناظر را نیز مشکل می سازد. محلی سازی ناظر یکپارچه روشی برای کاهش تعداد حالت های ناظر نسبت به هر یک از اجزای سیستم بوده، به طوری که عملکرد همزمان کنترل کننده های محلی در سیستم گسسته-پیش آمد معادل کنترلی ناظر یکپارچه باشد. در این مقاله برای ساده نمودن پیاده سازی کنترل نظارتی روی سیستم های صنعتی، محلی سازی ناظر نسبت به هر یک از پیش آمدهای کنترل پذیر معرفی شده است. دو روش برای تعمیم روش موجود محلی سازی ناظر پیشنهاد شده است: در روش اول گذرهایی غیر از گذری که محلی سازی ناظر نسبت به آن انجام می گیرد، در تمامی حالت هایی از ناظر یکپارچه که آن گذرها غیرفعال شده اند، حلقه می گردند. در روش دوم گذرهایی از سیستم گسسته-پیش آمد که در ناظر یکپارچه غیرفعال شده اند، غیر از گذر کنترل پذیری که محلی سازی ناظر نسبت به آن انجام می شود، حذف شده و مدل ساده تری ایجاد می گردد. پس از انجام هر یک از دو روش فوق، ناظر یکپارچه با استفاده از الگوریتم کاهش ناظر ساده می گردد. روش های معرفی شده نسبت به روش موجود انعطاف پذیرتر بوده و ممکن است منتهی به تعداد حالت های کمتری گردند. همچنین ثابت می شود که نتیجه دو روش معرفی شده یکسان است.
    کلیدواژگان: الگوریتم کاهش ناظر، سیستم های گسسته-پیش آمد، محلی سازی کنترل نظارتی
  • میثم زمانی پدرام*، منصور محتشمی فر، احمد عفیفی صفحات 43-61
    در این تحقیق، با استفاده از ساختارهای میکروفلوئید و فن زیست فناوری، سامانه تشخیص گر مواد مخدر طراحی و ساخته شده است. اندازه گیر خازنی با استفاده از شبیه سازی چندفیزیکی به صورت بهینه طراحی شده است و پس از استخراج اندازه های بهینه، با استفاده تکنولوژی میکروالکترونیک ساخته شده است. در این نوع حسگر، آپتامرهای معین بر روی سطوح خازن پوشش دهی می گردد و با عبور سیال از کانال تعبیه شده، ماده ی مذکور در میان رشته های آپتامر درگیر می شود و سبب تغییر اندازه خازن می گردد. در این پروژه الگوریتم قرائت خازنی نوین مبتنی بر استفاده از چرخه ی حدی سیستم غیرخطی بیان شده است. این متد نوین با ایجاد یک مدل غیرخطی مجازی در کنار ساختار خازنی و ایجاد چرخه حدی تلقینی، ظرفیت خازنی به صورت لحظه ای را اندازه گیری می کند.
    کلیدواژگان: حسگر تشخیص مواد، ریز سیال، قرائت گر نوین خازنی، چرخه حدی
  • زینب قاضی، علی دوست محمدی* صفحات 63-75
    تقاضای روزافزون برای دست یافتن به سیستمهایی با امنیت و قابلیت اطمینان بالاتر، توسعه مدل ها، آنالیز و طراحی روش های مناسب را ضروری ساخته است. طراحی کنترلر جهت تشخیص حملات سایبری نفوذ، از اهداف این مقاله است. جهت طراحی کنترلری که قادر باشد حملات نفوذ را به دقت و در کوتاهترین زمان ممکن تشخیص دهد، در این مقاله نظریه شبکه پتری ترکیبی مرتبه اول فازی عصبی بکار گرفته شده است. پایداری سیستم تشخیص نفوذ پیشنهادی، به ازای هر گونه شرایط موجود در شبکه ارتباطی و پارامترهای ورودی اثبات شده است. جهت ارزیابی عملکرد کنترلر، مجموعه داده استاندارد DARPA مورد استفاده قرارگرفته است. نتایج شبیهسازی ها، نرخ گزارشات مثبت نادرست اندک، نرخ تشخیص مناسب و همچنین سرعت همگرایی بسیار بالای کنترلر پیشنهادی را تایید مینماید.
    کلیدواژگان: زیرساخت های حیاتی، حملات سایبری، سیتم های تشخیص نفوذ، شبکه پتری ترکیبی مرتبه اول فازی عصبی
  • علی ربانی، علی کریم پور* صفحات 77-87
    در شبکه قدرت توان تولیدی باید سریعا مصرف شود تا بتوان فرکانس شبکه را ثابت نگه داشت. بنابراین توان تولیدی شبکه در هرلحظه بایستی با توان مصرفی شبکه برابر باشد. افزایش و یا کاهش توان مصرفی شبکه، درخواست افزایش و یا کاهش توان تولیدی شبکه را در پی دارد و در صورتی که این درخواست به وسیله واحدهای تولیدی در شبکه قدرت تامین نگردد یک اختلاف توانی ایجاد خواهد شد که سبب انحراف فرکانس شبکه، از مقدار نامی آن می گردد. این فرآیند تنظیم توان شبکه را کنترل فرکانس می نامند. در ایران، سهم عمده کنترل فرکانس بر عهده توربین های گازی می باشد. با افزایش نصب توربین های گازی در کشور، پاسخ توربین های گازی به تغییرات فرکانس شبکه مورد توجه و اهمیت بیشتری قرارگرفته است. به منظور مطالعه پاسخ فرکانسی این سیستم ها، مدل مناسبی از توربین گاز مورد نیاز است. در این مقاله به شناسایی مدل یک توربین گاز  پرداخته شده است. پس از مدل سازی، رفتار مدل در برابر خطاهایی که از شبکه قدرت به توربین گاز اعمال می گردد، توسط نرم افزار متلب مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: توربین گاز، گاورنر، شناسایی سیستم، مدل سازی
|
  • Saeed Bagheri, Hossein Talebi, Alireza Fereidunian* Pages 1-12
    Nowadays, the management of power consumption has been one of the main concerns for researchers, because of energy generation problems, high cost and environment pollutions. An integrated, fast and accurate system can earn satisfaction of occupants and also cost reduction. Some loads are very vulnerable to natural disasters, thus this interruptions are costly for customers. The resiliency concept is introduced accordingly. The model presented in this research is a Nanogrid, equipped with DGs, batteries and electric vehicle, and power consumer. This research devotes an effort to optimize household energy cost, occupants comfort and Nanogrid resiliency with optimal scheduling of all elements considering uncertainty of distributed energy. If needed, utility can reduce potential peaks occurrence in grid, too. Finally, the performance of the method is discussed by simulation on a typical model. Simulation results under different pricing and weather modes, show effectiveness of proposed model on reducing the quantities of each considered cost functions.
    Keywords: Nanogrid, Resilience, energy management, renewable energy sources, uncertainty, stochastic programming
  • Farzaneh Tatari*, MohammadB Naghibi S Pages 13-28
    In this paper an online optimal distributed algorithm is introduced for multi-agent systems synchronization under unknown dynamics based on approximate dynamic programming and neural networks. Every agent has employed an actor-critic structure to learn its distributed optimal policy and the unknown dynamics of every agent is identified by employing a neural network approximator. The unknown dynamics are identified based on the experience replay technique where the recorded data and current data are used to adopt the approximators weights. The introduced algorithm learns the solution of coupled Hamilton-Jacobi equations under unknown dynamics in an online fashion. While the weights of the identifiers and actor-critic approximators are being tuned, the boundedness of the closed loop system signals are assured using Lyapunov theory. The effectiveness of the proposed algorithm is shown through the simulation results.
    Keywords: Actor-Critic Approximators, Approximate Dynamic Programming, Multi-Agent Systems, Optimal Distributed Control, Synchronization
  • Vahid Saeidi, Ali Akbar Afzalian*, Davood Gharavian Pages 29-41
    Supervisory control synthesis in discrete-event systems may encounter increasing the state cardinality. Increase in the number of states causes the computational complexity in supervisor synthesis and makes the implementation of the supervisor in industrial systems difficult. Localization of a supervisor is a method to reduce the number of states in the monolithic supervisor w.r.t. each component of the plant. Also, the synchronization of local controllers with the plant is control equivalent to the monolithic supervisor. In this paper, localization of a monolithic supervisor w.r.t. each controllable event is proposed, in order to facilitate implementation of local controllers. Two methods are proposed based on generalizing existing methods. The first method localizes a supervisor based on self-looping some states by disabled events which cannot be disabled by the corresponding local controller. The second one executes the supervisor localization based on removing transitions in the plant model that are disabled in some states of the monolithic supervisor, and are not supposed to be disabled by the corresponding local controller. In both methods, the supervisor is reduced w.r.t. the (reduced) plant model. The proposed methods are more flexible and may lead to less number of states, comparing to the results of existing method. It is proved that the two methods yield same results.
    Keywords: Supervisor reduction procedure, Discrete-event systems, Supervisor localization procedure
  • Maysam Zamani Pedram*, Mansour Mohtashamifar, Ahmad Afifi Pages 43-61
    In this Study, according to microfluidic structure and bio inspired techniques, a material detection sensor has been designed and fabricated based on micro fabrication method. The capacitive sensing has been designed numerically and optimized by a familiar multi physics software. In this type of sensor, a defined aptamer has been coated on the capacitor electrode surface and by flowing the fluid through the microchannel, the targeted material would be involved between the aptamer string structure and it makes a change in capacitor value. In this research, a novel readout system based on limit cycle has been introduced and implemented. In this method, a virtual nonlinear dynamic has been supposed beside the real system and makes the whole system behave in a limit cycle (LC). By measuring LC frequency and amplitude, capacitor value is estimated.
    Keywords: Material Detection Sensor, Microfluidic, Novel Capacitor Readout, Limit Cycle
  • Zeinab Ghazi, Ali Doustmohammadi* Pages 63-75
    Due to the growing demand to achieve more secure and reliable systems, development of models, analysis and design of appropriate procedures seems to be necessary. The aim of this paper is designing a controller in order to detect cyber intrusion. In this paper fuzzy neural first order hybrid Petri net is used to design a controller that is capable of detecting cyber intrusions accurately as soon as possible. The stability of the proposed intrusion detection system has been proven for any network conditions and input parameters. To evaluate controller performance, DARPA standard data set is used. The simulation results confirm proper detection rate, low of false positive rate, and also surprisingly high convergence speed.
    Keywords: critical infrastructures, cyber attacks, intrusion detection systems, fuzzy neural first order hybrid Petri net
  • Ali Rabbani, Ali Karimpor* Pages 77-87
    On the grid power, the generation power should be used immediately to maintain the grid frequency constant. Therefore, grid generation power at any moment must be equal to the grid consumption power. Increasing or decreasing grid consumption power leads to the request for an increase or decrease in grid generation power; and if this request is not provided by the units in the grid generation power, a power difference will be created causing the grid frequency deviation from its nominal value. This grid power control process is called frequency control. In Iran, the main component of frequency control is provided by gas turbines. As gas turbines have been more installed in the country, the response of gas turbines to grid frequency variations has become more and more important. In order to study the frequency response of these systems, an appropriate gas turbine model is required. In this paper, the frequency model of a gas turbine has been identified. After modeling, the model's response against the errors applied to the gas turbine from the grid power is investigated by MATLAB software.
    Keywords: Gas Turbine, Governor, System Identification, Modeling