فهرست مطالب

  • سال سیزدهم شماره 4 (زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/10/11
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مجتبی حسن زاده، زهرا رحمانی* صفحات 1-14

    در این مقاله، روشی برای مدیریت انرژی آفلاین در خودروهای هیبرید الکتریکی با ساختار موازی پیشنهاد شده است. داشتن یک سیستم مدیریت انرژی مناسب برای تقسیم گشتاور موردنیاز بین موتورهای الکتریکی و درونسوز برای این خودروها ضروری است. باتری خودروهای هیبرید الکتریکی یکی از اساسی ترین اجزای این خودروها است. سلامت باتری تاثیر زیادی بر عملکرد کلی خودرو دارد، و میزان شارژ و دمای بالای باتری مهمترین عوامل تشدید فرسودگی آن می باشند. در اکثر مطالعات در بحث مدیریت انرژی، حالت شارژ باتری مهمترین متغیر آن و معمولا تنها متغیر دینامیک سیستم است و دمای باتری  برای سادگی ثابت در نظر گرفته می شود. در این مقاله ابتدا با استفاده از برنامه ریزی پویا و بدون در نظر گرفتن تغییرات دمای باتری، مدیریت انرژی یک خودوری هیبرید الکتریکی موازی انجام می شود. سپس با مدل سازی سیستم خنک کننده باتری خودرو، مدل خودرو به منظور مشاهده تغییرات دما بهبود داده شده و نشان داده می شود که ثابت در نظر گرفتن دمای باتری غیر عملی است. سپس با افزودن دمای باتری به عنوان متغیر حالت دوم به مسیله بهینه سازی، روشی برای مدیریت انرژی خودروهای هیبرید الکتریکی با کنترل محدوده تغییرات دمای باتری به همراه کنترل تغییرات حالت شارژ پیشنهاد می‏گردد. نتایج شبیه‏سازی بر روی مدل خودروی مورد مطالعه نشان می دهند که در روش پیشنهادی شارژ و دمای باتری بصورت همزمان کنترل شده و به این ترتیب در روش مدیریت انرژی پیشنهادی از افزایش کنترل نشده دمای باتری جلوگیری می شود و سرعت فرسودگی آن کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: برنامه ریزی پویا، خودروهای هیبرید الکتریکی، دمای باتری، مدیریت انرژی، مدیریت گرمایی
  • محمدمهدی شرع پسند*، محسن منتظری صفحات 15-21

    کاربرد سیستم های کنترل شبکه شده که در آن ها برای انتقال سیگنال های حسگری و کنترلی از یک شبکه مشترک استفاده می شود، در حال گسترش روزافزون بوده و لذا این سیستم ها، طی دهه اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته اند. از سوی دیگر، سیستم های نمونه برداری چند نرخی از مدت ها پیش، موضوع پژوهش های متعدد بوده اند. در این مقاله ابتدا شرایطی که تحت آن یک سیستم شبکه شده، به صورت سیستم چند نرخی قابل مدل سازی است، بیان شده و سپس با استفاده از نتایج اخیر در حوزه سیستم های شبکه شده، آخرین نتایج موجود در خصوص کنترل پذیری و پایدارپذیری سیستم های نمونه برداری چند نرخی، توسعه داده شده است. بدین منظور، شرایط کافی که کنترل پذیری (پایدارپذیری) سیستم کنترل نمونه برداری شده چند نرخی را حفظ کند، ارایه شده است. مثالی عددی جهت تبیین نتایج ارایه شده است.

    کلیدواژگان: خواص ساختاری، سیستم های کنترل شبکه شده، سیستم های نمونه برداری چند نرخی، دنباله مخابراتی
  • پریسا مهر محمدی، خوشنام شجاعی* صفحات 23-35

    در این مقاله، مسیله ی کنترل هماهنگ یک سیستم تراکتور- تریلر و یک ماشین برداشت محصول کمباین به کمک روش رهبر- پیرو در حضور عدم قطعیت های مدل با هدف ردیابی مسیر زمانی مرجع برای اولین بار مورد توجه قرار می گیرد. ابتدا، یک مدل دینامیکی مرتبه دوم رهبر- پیرو به صورت اویلر- لاگرانژ توسعه می یابد که تمام خواص ساختاری مدل دینامیکی را حفظ می کند. سپس، کنترل ربات تراکتور- تریلر به نحوی انجام می گیرد که فاصله و جهت نسبی مطلوب با ماشین جمع آوری محصول، حفظ شود. برای این منظور، طراحی کنترل کننده ی پیشنهادی به روش مقاوم تطبیقی عصبی انجام می گیرد. در این طرح کنترلی، نامعینی های پارامتری مانند جرم، ممان اینرسی و پارامترهای فیزیکی دیگر توسط شبکه ی عصبی تابع پایه شعاعی تخمین زده می شوند و سپس نامعینی های غیرپارامتری از قبیل دینامیک های مدل نشده سیستم، اصطکاک و لغزش چرخ ها توسط جمله کنترلی مقاوم تطبیقی جبران می گردند. به علاوه، نشان داده می شود که کنترل کننده خطاهای ردیابی را وادار می کند که به توپ کوچکی اطراف مبدا در حضور نامعینی ها میل کنند. پایداری کنترل کننده پیشنهادی به صورت تحلیلی و بر اساس تیوری لیاپانوف اثبات می شود. نهایتا، طرح کنترلی پیشنهادی با استفاده از نرم افزار متلب شبیه سازی و اعتبار آن نشان داده خواهد شد و با کنترل کننده ی پس گام مقایسه می شود.

    کلیدواژگان: تراکتور- تریلر، روش کنترل رهبر- پیرو، شبکه عصبی تابع پایه شعاعی، کنترل کننده پس گام، کنترل مقاوم تطبیقی عصبی، ماشین برداشت محصول کمباین
  • محمد مقصودی*، ابراهیم سالاری زاده، ملیحه مغفوری صفحات 37-48

    روش های مختلفی برای تولید نیرو از جمله نیروگاه های سیکل ترکیبی وجود دارد. در یک واحد بویلر نیروگاه ، متغیرهای زیادی وجود دارد اما فشار و به ویژه سطح درام از متغیرهای بسیار مهم می باشند و لازم است که سیستم کنترل آن را در محدوده امن قرار دهد. هدف از این مقاله، کاهش نوسان های سطح درام نیروگاه سیکل ترکیبی کرمان و به طور خاص کنترل سطح درام در شرایط بحرانی و تریپ می باشد. در این مقاله ابتدا درام فشار بالا نیروگاه سیکل ترکیبی کرمان مدل سازی و تحلیل دقیق می شود. سپس منطق کنترلی سطح درام نیروگاه تحلیل و اصلاحاتی جهت بهبود این منطق انجام   می شود و نتایج به طور عملی با هم مقایسه می شوند. در منطق جدید از یک حلقه کنترل داخلی (PI) برای خطای حاصل از بخار خروجی و آب ورودی به درام و یک حلقه کنترل خارجی (PID) برای خطای سطح استفاده شده و فشار نیز برای تخمین دقیق تر، محدود کردن آب ورودی به درام و شرایط حفاظتی، استفاده شده است. در واقع منطق جدید کنترل سری با اندازه گیری چهار المان برای تخمین آب ورودی به درام می باشد. نتایج نشان می دهد که منطق جدید نوسان های سطح درام نیروگاه کرمان را کاهش می دهد و هنگام تریپ واحد، سطح درام را به خوبی در محدوده امن نگه می دارد.

    کلیدواژگان: کنترل سطح درام بویلر، نیروگاه سیکل ترکیبی کرمان، کنترل سری (چهار المانه)، کنترل کننده PID
  • سیدسعید نصرالهی، فرزانه عبدالهی* صفحات 49-63

    هدف از این مقاله، طراحی کنترل کننده ی وضعیت با هدف همزمان سازی آن در یک ساختار آرایش پرواز ماهواره و با لحاظ خطای اندازه گیری حسگرهاست. مهمترین نوآوری مقاله حاضر، استخراج بهره های کنترلی با رویکرد غیرمتمرکز در ساختار چندعامله و با در نظر گرفتن خطای اندازه گیری بردارهای جهت و سرعت زاویه ای است. ماهواره ها می توانند نامشابه باشند ولی گراف ارتباطی بین آنها از نوع پیوسته فرض می شود. بعلاوه نیازی به مخابره ی بردارهای سرعت زاویه ای بین ماهواره ها نیست. طبق پایداری لیاپانوف، کنترل کننده پیشنهادی ارزیابی و تحلیل شده و تضمین می شود که خطای دنباله روی هر ماهواره و همچنین خطای همزمان سازی وضعیت بین ماهواره ها، کران دار نهایی یکنواخت خواهند بود. شبیه سازی الگوریتم ارایه شده، عملکرد مطلوب آن را ضمن مقایسه با روش های موجود، روشن می نماید.

    کلیدواژگان: آرایش پرواز ماهواره، همزمان سازی وضعیت، کران دار نهایی یکنواخت، خطای اندازه گیری حسگر
  • مهدی احسانیان*، محی الدین مرادی صفحات 65-75

    ردیابی مقاوم در گیرنده ها به صورت توانایی یک گیرنده در دنبال کردن فاز و فرکانس سیگنال حامل ورودی در شرایط غیر معمول همچون تضعیف سیگنال، محو سیگنال ورودی، دینامیک بالای گیرنده یا دیگر اثرات مخرب انتشار تعریف می شود. غلبه بر محو سیگنال حامل ورودی، عموما منجر به ساختارهایی می شود که با پهنای باند بسیار باریک فیلتر درون حلقه قفل فاز قابل پیاده سازی است ولی با ملزومات ردیابی برای کاربران دارای دینامیک یا سرعت حرکت بالا در تضاد است. چنین تناقضی نقطه بحرانی و محدودیت اساسی سیستم های ردیابی مقاوم سیگنال حامل است، زیرا حذف نویز (یا بازیابی سیگنال های با توان ضعیف) و ردیابی سریع سیگنال حامل فرستنده باید به صورت متناسب با هم موازنه شوند. در عمل لازم است با توجه به میزان نویز محیط و میزان دینامیک ورودی، مقدار مناسب برای پهنای باند فیلتر حلقه انتخاب شود. در این مقاله ابتدا روش های ردیابی مقاوم حامل بررسی و مرور می شوند و از نظر کاربرد و ویژگی ها مورد بررسی قرار خواهند گرفت. با مقایسه روش های مختلف نشان خواهیم داد که کنترل کننده های فازی-عصبی نوع دوم پیشنهادی به دلیل غلبه بر عدم قطعیت های موجود در سیگنال حامل دریافتی و شرایط محیطی، نتایج مطلوبی را برای اغلب کاربردها ارایه می نماید.

    کلیدواژگان: ردیابی مقاوم سیگنال حامل، کنترل کننده فازی-عصبی، حلقه قفل فاز
  • امین آدینه اهری*، علی کارساز صفحات 77-88

    این مقاله به ارایه یک قانون هدایت ترکیبی جدید مبتنی بر روش کلاسیک نقطه برخورد و روش هوشمند منطق فازی برای هدایت موشک در فاز نهایی رهگیری برای اهداف مانور بالا می پردازد. طراحی قانون هدایت برای اهداف موشکی مانور پایین به علت خطی بودن روابط حاکم بر سینماتیک درگیری موشک و هدف بر اساس محاسبه زاویه سمت مطلوب ساده و آسان است. حال آنکه این طراحی برای اهداف موشکی مانور بالا به علت غیرخطی بودن روابط، پیچیده و همگرایی این روش ها زمان بر است لذا در این مقاله با استفاده از نتایج قانون هدایت برای اهداف مانور پایین و نیز به کمک منطق فازی، روش جدیدی برای تعیین نقطه برخورد و زمان برخورد موشک استخراج می-شود. نتایج عملکردی روش پیشنهادی با عنوان قانون هدایت نقطه برخورد فازی، با نتایج حاصله از روش متداول کنترل مد لغزشی، روش جدید ناوبری تناسبی افزوده و روش نقطه برخورد به تنهایی مقایسه شده است. کاهش در زمان های برخورد در کنار بهبود قابل ملاحظه شتاب کنترلی اعمالی به موشک در چهار سناریوی متفاوت درگیری موشک و هدف از جمله دستاوردهای روش ترکیبی جدید می باشد.

    کلیدواژگان: هدایت و کنترل موشک، قانون هدایت نقطه برخورد فازی، اهداف راداری مانور بالا
|
  • Mojtaba Hassanzade, Zahra Rahmani* Pages 1-14

    In this paper, an offline energy management system (EMS) is proposed for parallel hybrid electric vehicles (HEVs). The proper energy management system is necessary for dividing torque between electrical motor and Internal Combustion Engine (ICE). The battery is a crucial component of hybrid electric vehicles and affects significantly the cost and the performance of the whole vehicle. The primary factors accelerating battery aging are high temperatures and high states of charge (SOC) of the battery. SOC is the most important state variable in EMS, and usually considered as the only dynamic variable in past researches, but the battery temperature is often considered to be constant for simplicity and the effects of EMS on the temperature variations are neglected. In this paper, first, dynamic programming is applied to a parallel HEV without considering variation of the temperature of the battery. Then, the model of battery is improved by modelling the cooling system to take into account temperature variations and show how neglecting thermal dynamics of the battery in EMS is impractical. Finally, by integrating the battery temperature as a state variable in the optimization problem, a new energy management strategy controlling variations of the battery temperature and SOC is proposed. The simulation results on tested vehicle show that in the proposed method charge and temperature of the battery is controlled so that the proposed EMS method prevents uncontrolled variations of the battery temperature and reduces the degradation rate of it.

    Keywords: Battery Temperature, Dynamic Programming, Energy Management, Hybrid Electric Vehicles, Thermal Management
  • MohammadMahdi Share Pasand*, Mohsen Montazeri Pages 15-21

    The application of Networked Control Systems (NCS) in which sensory and control signals are transmitted via shared data communication networks, is growing significantly and these systems have been the subject of research during the last decade. On the other hand, multirate sampled data systems have been investigated since a long time. In this paper, conditions under which a networked control system could be modeled as a multi rate sampled data system are provided. After that, using recent results in the field of networked control systems, existing results for controllability and stabilizability of multi rate sampled data systems are enhanced. For this purpose, sufficient conditions are provided based on the system eigenvalues, to preserve controllability (stabilizability) of a multi rate sampled data system. The results are compared to the existing results in the literature. A numerical example is included as well for clarification and comparison.

    Keywords: Structural properties, Networked control systems, Multirate sampled data systems, communication sequence
  • Parisa Mehrmohammadi, Khoshnam Shojaei* Pages 23-35

    In this paper, the coordinated control problem of a tractor-trailer and a combine harvester is taken into account in the presence of model uncertainties by using the leader-following approach to track a reference trajectory for the first time. At first, a second-order leader-follower dynamic model is developed in Euler-Lagrange form which preserves all structural properties of the dynamic model. Then, the tractor-trailer is controlled to maintain a separation distance and a relative bearing angle with respect to the combine harvester. For this purpose, the controller is designed by using an adaptive robust neural network technique. In this control scheme, the parametric uncertainties such as masses, the moments of inertia and other physical parameters are estimated by a radial basis function neural network (RBFNN) and, then, nonparametric uncertainties such as unmodeled dynamics, friction and the slippage of wheels are compensated by the adaptive robust control term. Moreover, it will be shown that the controller makes the tracking errors converge to a small bound around the origin in the presence of uncertainties. The stability of the proposed controller is demonstrated by an analysis based on Lyapunov theory. Finally, the proposed control scheme is simulated by MATLAB software and its validity will be shown and it is compared with the backstepping controller.

    Keywords: Backstepping controller, combine harvester, leader-follower control, neural adaptive robust control, radial basis function neural network, tractor-trailer
  • Mohammad Maghsoudi*, Ebrahim Salarizadeh, Malihe Maghfoori Pages 37-48

    There are various methods of power generation such as combined cycle power plants. There are many variables in a power plant boiler unit, but the most important variables are Pressure and specially drum level that control system should be put it in the safe range. The purpose of this article is, modifying the oscillatory behavior of the drum level of Kerman combined cycle power plant and especially control of drum level in trip conditions. At first in this article, high pressure drum boiler of Kerman combined cycle power plant is modeled and analyzed. Then drum level control logic of power plant is analyzed and modifications are being made to improve this logic and the results are compared in practice. In the new logic, a control loop (PI) is used for the error signal of the output steam and the input water to the drum and a control loop (PID) for the level error signal and for more accurate estimation, limiting the drum input water and protective conditions, drum pressure signal is used. In fact the new logic is cascade control by measuring four elements for estimating the input water to the drum. The results show that the new logic reduces the Kerman power plant drum boiler level oscillations and keeps the drum level in trip conditions very well.

    Keywords: drum boiler level control, Kerman Combined Cycle Power Plants, cascade control (four element), PID controller
  • Seiied Saeed Nasrolahi, Farzaneh Abdollahi* Pages 49-63

    This paper presents a novel attitude synchronization framework for tracking control of multiple identical/heterogeneous satellites in formation flying with connected communication graph. The main contribution of the paper is considering sensors' measurement error to derive control gains. Moreover, the proposed strategy need no angular velocity communication. Nevertheless, the tracking synchronization among the satellites' attitudes with individual set-points is guaranteed. Accordingly, based on the Lyapunov criterion, uniformly ultimately boundedness of the synchronization/tracking errors are investigated. The simulation results are presented to illustrate the performance of the developed algorithm.

    Keywords: Satellite formation flying, Attitude synchronization, Uniformly ultimately boundedness, Sensor measurement error
  • Mehdi Ehsanian*, Mohieddin Moradi Pages 65-75

    The robust carrier tracking is defined as the ability of a receiver to determine the phase and frequency of the input carrier signal in unusual conditions such as signal loss, input signal fading, high receiver dynamic, or other destructive effects of propagation. An implementation of tight tracking can be understood in terms of adopting a very narrow loop bandwidth that contradict with the requirements for tracking high user dynamics. Such a trade-off becomes the critical point and the main limitation of robust carrier tracking, since both noise rejection (and equivalently, recovery of the lost signal power) and agile carrier tracking must be appropriately balanced to avoid penalizing the performance criteria of the specific application under analysis. In practice, bandwidth must be adaptive so that with respect to input noise and dynamic values, optimal bandwidth could be chosen. In this article, first different carrier tracking systems is reviewed and their related features and applications are studied and determined. Then, with comparing existing methods it is shown that, the proposed intelligent type-2 neuro-fuzzy controllers in tracking system provide results that are more acceptable than others because of overcoming the uncertainties in the received carrier signal and environmental conditions.

    Keywords: Robust carrier signal tracking, Neuro-fuzzy controller, PLL
  • Amin Adineh Ahari*, Ali Karsaz Pages 77-88

    This paper presents a new hybrid guidance law based on classical interception point strategy and intelligent fuzzy logic methodology for missile guidance in the terminal phase for high maneuvering targets tracking. Due to the linear relationships of the missile -target engagement against the low maneuvering targets, the guidance law will be simply obtained based on the desired course angle of the missile. Since the missile-target engagement equations are highly nonlinear models, the guidance law solution against the high maneuvering targets is so complicated and time consuming. Therefore, the new guidance law against the high maneuvering targets is provided to calculate the interception point and time by using the obtained guidance law from the low maneuvering target and fuzzy logic. Performance comparisons are shown between the new fuzzy collision point (FCP) guidance law and the traditional sliding mode control, recently proposed augmented proportional navigation and collision point methods. Reducing in interception times besides the considerably improvement in control effort on four different missile-target engagement scenarios are among the achievements of the new hybrid method.

    Keywords: Missile guidance, control, Fuzzy interception point guidance law, High maneuvering target tracking