فهرست مطالب

کنترل - سال چهارم شماره 3 (پاییز 1389)
  • سال چهارم شماره 3 (پاییز 1389)
  • تاریخ انتشار: 1389/10/11
  • تعداد عناوین: 7
|
  • فاطمه جمشیدی*، محمد تقی حمیدی بهشتی صفحه 1
    طراحی کنترل کننده برای سیستم های پیچیده شامل بهینه سازی اهداف مختلف و اغلب مغایر می باشد که به یک مساله طراحی چندمنظوره می انجامد. از آنجا که با استفاده از یک کنترل کننده نمی توان تمام اهداف را به طور بهینه برآورده نمود، در این مقاله، از رویکرد کلیدزنی با سرپرستی برای حل مساله کنترل چندمنظوره H2/H∞ استفاده شده است. با استفاده از نامساوی های ماتریسی خطی، دو کنترل کننده مجزا برای تامین اهداف عملکردی H2 و H∞ طراحی گردیده است. برای ماتریس تبدیل هر کنترل کننده نمایش فضای حالت به گونه ای یافت شده که برای هر سیگنال کلیدزنی سیستم حلقه بسته پایدار مطلق باقی بماند. سرپرست کلیدزنی ورودی های خارجی نویز، اغتشاش و ورودی مرجع را تشخیص داده و کنترل کننده مربوط به آن را در حلقه قرار می دهد. رویکرد متداول کنترل چندمنظوره H2/H∞، طراحی کنترل کننده واحدی است که اهداف عملکردی H2 و H∞ را برآورده می سازد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که در مقایسه با کنترل کننده چندمنظوره H2/H∞ متداول، استراتژی کلیدزنی محافظه کاری را کاهش داده و عملکرد کنترل کننده را به طور قابل ملاحظه ای بهبود بخشیده است.
    کلیدواژگان: پایداری، تحقق فضای حالت، سرپرست تشخیص ورودی خارجی، کنترلگر کلیدزنی باسرپرستی H2، H∞، نامساوی های ماتریسی خطی
  • آرش شریفی*، مهدی علیاری شوره دلی، محمد تشنه لب صفحه 15
    در این مقاله به معرفی ساختاری نوین از سیستم فازی تاکاگی-سوگنو-کانگ (TSK) که دارای بخش استخراج ویژگی در قسمت ورودی می باشد، می پردازیم. روش پیشنهادی تحت عنوانSemi-Polynomial data Mapping Fuzzy Inference System و به اختصار (SPMFIS) معرفی می شود. در روش پیشنهادی از یک نگاشت داده شبه چند جمله ای به منظور تبدیل ورودی های اصلی به ورودی های جدید با ابعاد کاهش یافته استفاده می شود. در گام بعد خروجی حاصل از نگاشت داده شبه چند جمله ای به عنوان ورودی سیستم فازی که در این مقاله از شبکه Adaptive Network Based Fuzzy Inference System (ANFIS) بدین منظور استفاده شده است به کار می رود. به منظور آموزش پارامترهای شبکه ANFIS و بخش نگاشت داده شبه چند جمله ای، از الگوریتم گرادیان نزولی استفاده شده است. همچنین به منظور بررسی کارایی روش مطرح شده، کاربرد آن در کلاس بندی چندین مجموعه داده استاندارد، شناسایی سیستم و پیش بینی سری زمانی مورد بررسی و آزمایش قرار گرفته است. نتایج حاصل از این شبیه سازی ها دلالت بر کارایی بالای روش مطرح شده در برابر روش های مرسوم شناسایی و کلاس بندی دارد.
    کلیدواژگان: سیستم فازی TSK، کاهش ابعاد، الگوریتم گرادیان نزولی، کلاس بندی الگو، شناسایی سیستم و پیش بینی سریهای زمانی
  • جعفر حیرانی نوبری* صفحه 29
    با الهام از قانون هدایت متناسب، معادلات حاکم بر هندسه تعقیب و گریز بین تعقیب کننده، موشک، و تعقیب شونده، هدف، در حالت کلی فضای سه بعدی بدست می آیند. این الهام در دستگاهی که برای نوشتن معادلات انتخاب نموده ایم خود را نشان داده است. چنانچه معادلات هندسه درگیری در دستگاه های دیگر نوشته شوند، پیچیدگی آنها عموما منجر به مشکل شدن تحلیل چه به لحاظ کمی و چه به لحاظ کیفی می گردد. وقتی این معادلات در دستگاهی که ما آنرا دستگاه خط دید نامیده ایم، نوشته شوند، آنچنان ساده و گویاتر خواهند شد که هم برای تحلیل، ابزاری برنده بدست می دهند و هم برای پیشنهاد روش های پیشرفته تر در هدایت تعقیب، می توانند راهگشا باشند. بخصوص این مهم در تحلیل و دلالت روش PN بسیار جلوه می کند که اهم نتایج آمده است
    کلیدواژگان: تعقیب و گریز، ناوبری تناسب، صفحه درگیری، خط دید
  • مهدی سجودی*، وحید جوهری مجد صفحه 36
    هدف این نوشتار ارائه یک روش کنترلی مبتنی بر نابرابری های ماتریسی خطی برای پایدارسازی مقاوم غیرمتمرکز غیرشکننده با مرتبه دلخواه ثابت برای سامانه های متشکل از زیرسامانه هایی با پویایی خطی و دارای عدم قطعیت و با اتصالات غیر خطی با قیود مربعی می باشد. این روش از ساختار بازخورد خروجی پویای خطی عمومی به همراه عدم قطعیت در پارامترها بهره می گیرد. در این طراحی درجه قوام بیشینه ی سامانه حلقه بسته با حل مسئله ی بهینه سازی تحت شرایط پایداری که به صورت نابرابری های ماتریسی خطی بیان شده است بدست می آید و سپس پارامترهای کنترلگر مرتبه ثابت از روی نتایج محاسبه می شود. در نهایت، یک مثال عددی قابل مقایسه با کارهای اخیر، برای نشان دادن قابلیت اجرا و اعمال روش و همچنین نشان دادن اثربخشی و بهبود صورت پذیرفته، آورده می شود.
    کلیدواژگان: بازخورد خروجی پویا، سامانه های مقیاس وسیع، کنترلگر غیر شکننده، کنترلگر مرتبه ثابت، نابرابری های ماتریسی خطی
  • موسی آیتی*، حمید خالوزاده صفحه 47
    در این مقاله یک رویت گر مد لغزشی تطبیقی اتفاقی جدید ارایه شده که قادر است حالت های سیستم آشوبی نامعین، با نامعینی مدل و پارامتر را تخمین بزند. رویت گر ارایه شده نیازی به دانستن کران بالای نامعینی مدل ندارد و آن را با استفاده از روش های تطبیقی تخمین می زند. از طرف دیگر با استفاده از قانون تطابق ارایه شده، رویت گر قادر به تخمین پارامترهای نامعین است. اثر نویز اندازه گیری در معادلات رویت گر در نظر گرفته شده و بنابراین رویت گر توسط معادلات دیفرانسیل اتفاقی مدل شده است. با استفاده از ریاضیات اتفاقی و قضیه پایداری لیاپانوف اتفاقی، پایداری در احتمال سیستم خطای حالت ها اثبات شده است. علاوه بر این، نشان داده شده که با گذشت زمان حالت های رویت گر ارایه شده به حالت های سیستم راه انداز میل می کنند. مزیت دیگر رویت گر ارایه شده این است که بهره تطبیقی رویت گر همیشه محدود و ناویژه باقی می ماند. با توجه به اینکه رویت گر توانایی مقابله با نویز و نامعینی های مدل و پارامتر را دارد و همگرایی حالت های آن اثبات شده است، رویت گر در یک طرح همزمان سازی سیستم های آشوبی نویزی استفاده و نتایج شبیه سازی آورده شده است.
    کلیدواژگان: رویت گر مد لغزشی، پایداری لیاپانوف اتفاقی، همزمان سازی سیستم های آشوبی و معادلات دیفرانسیل اتفاقی
  • حمید رنجبر، محمدعلی نکویی صفحه 56
    تشخیص خطا مساله مهمی در حفظ عملکرد و امنیت یک فرآیند کنترل می باشد. روش های مختلفی برای تشخیص خطا در یک فرآیند وجود دارد. در این روش ها علاوه بر مساله تشخیص خطا، بحث قوام سیستم نسبت به نامعینی ها و اغتشاش نیز مهم خواهد بود، در نتیجه باید مصالحه مناسبی بین حساسیت سیستم به خطا و قوام سیستم وجود داشته باشد. یکی از روش های پیشنهادی بر اساس تبدیل مساله تشخیص خطای مقاوم به یک مساله استاندارد تطابق مدل می باشد. در این مقاله ابتدا یک مدل مرجع مناسب از لحاظ تشخیص خطای مقاوم انتخاب شده سپس یک فیلتر تشخیص خطا به صورت یک مولد مانده بر اساس مینیمم سازی نرم اختلاف بین مدل مرجع و مولد واقعی مانده با استفاده از ابزارLMI طراحی می شود و در انتها با یک مثال طراحی موثر بودن روش توجیه می شود.
    کلیدواژگان: تشخیص مقاوم خطا، خطای مدلسازی، مدل مرجع، LMI
  • حسین بلندی*، امیر فرهاد احیایی صفحه 66
    در این مقاله، یک کنترل کننده موقعیت برای سیستم انتخابی متشکل از دو بازوی همکار، جهت حمل مشترک یک جسم صلب ارائه می-گردد. در این راستا، جهت کاهش معادلات دینامیک دیفرانسیلی–جبری سیستم و تبدیل آن به مجموعه ای از معادلات دیفرانسیلی معمولی، یک مدل تقلیل یافته SPF از سیستم استخراج گردیده و کنترل کننده ای متمرکز بر این اساس ارائه خواهد شد. بدین ترتیب، کنترل-کننده طراحی شده متکی بر حل قیدهای جبری غیرخطی نبوده و بنابراین قابلیت اجرایی بیشتری در کاربردهای زمان واقعی دارد. همچنین، یک رویتگر سرعت در ساختار کنترلی سیستم بنحوی طراحی می گردد که سبب حذف حسگرهای سرعت و در نتیجه جلوگیری از تزریق نویز از طریق این حسگرها به درون سیستم شده و تعداد حسگرهای مورد نیاز در کنترل سیستم را به حداقل می رساند. در نهایت، پایداری سیستم با استفاده از توابع لیاپانوف اثبات شده و بر اساس نتایج شبیه سازی ها اثربخشی روش ارائه شده تایید می گردد.
    کلیدواژگان: کنترل موقعیت، سیستم های رباتیک همکار، زنجیرهای بسته سینماتیکی، رویتگر سرعت، مدل تقلیل یافته
|
  • Fatemeh Jamshidi *, Mohammad Taghi Hamidi Beheshti Page 1
    In this paper, a supervisory based switching strategy is employed to solve the 2/H multi objective controller design. Using linear matrix inequalities, two distinict controllers are designed to meet the H2 and H performance specifications. A state realization for each controller transfer matrix is found such that the asymptotical stability of the closed-loop switching system is guaranteed for any switching sequence. A supervisor is used to diagnose the exogenous input changes and switch to the relevant controller. Simulation results show that switching strategy improves the performance of the controller and reduces the conservation in comparison with the common H2/H controller.
    Keywords: Linear Matrix inequality, Realization Theory, Stability Theory, Supervisor, Switching H2, H control
  • Arash Sharifi*, Mehdi Aliyari Shoorehdeli, Mohammad Teshnehlab Page 15
    In this study a new type of Takagi-Sugeno-Kang (TSK) type fuzzy system with dimension reduction section at the input stage called Semi-polynomial data Mapping Fuzzy Inference System (SPMFIS) is proposed. In the proposed method a semi-polynomial feature map is used to transform the input variables to new extracted features with low dimensions. At the next step, these new features are used as the input vector of ANFIS structure. Also gradient descent algorithm is chosen for training parameters of ANFIS and SPM parts of the proposed method. In order to evaluate the capability of the proposed method, its applications in classification of some different benchmark data sets, system identification, and time series prediction have been studied. The results show that the proposed method performs better than the conventional models in classification, identification and time series prediction.
    Keywords: TSK type fuzzy system, gradient descent algorithm, pattern classification, system identification, time series prediction
  • Jafar Heyrani Nobari* Page 29
    Bythe inspiration of PN guidance law, the equations of the pursue-escape geometry in the general form of the three dimensional space, are derived. This inspiration shows itself in the coordination which is selected for deriving the equations. Whenever these equations are derived in the other coordination, the complexity causes the difficulty of the analysis and the insight. When the equations are derived in the coordination which we name the LOS coordination, these are became so easy and expressive that give skilled tools for analysis and can open the ways for proposal of the modern guidance law. In particular, this issue display in the analysis and the reasoning of the PN guidance law which the important results were given.
    Keywords: Pursue, escape, Proportional Navigation, Surface of Confront
  • Mahdi Sojoodi *, Vahid Johari Majd Page 36
    The objective of this paper is to propose a fixed-order non-fragile dynamic output control scheme within the LMI framework for robust decentralized stabilization of systems composed of linear dynamic subsystems coupled by static nonlinear interconnections satisfying quadratic constraints. The procedure utilizes the general linear dynamic feedback structure in presence of parameter uncertainty. In this design, the maximum robustness degree of the closed loop system is obtained through solving the optimization problem under stabilizing conditions given in the form of LMIs, and then the fixed order controller parameters are calculated based on the obtained results. A numerical example illustrates the applicability and effectiveness of the method.
    Keywords: Output dynamic feedback, large scale systems, non, fragile controller, fixed order controller, linear matrix inequality (LMI)
  • Moosa Ayati *, Hamid Khaloozadeh Page 47
    In this paper a novel stochastic adaptive sliding mode observer is developed which is able to estimate the states of an uncertain chaotic system with model and parametric uncertainties. The type of the model uncertainty could be unknown and its upper bound is estimated by adaptive methods. The unknown parameters are estimated using a proposed adaptation law. In addition, the effects of noise are considered in the observer dynamics and then the response system is modeled via stochastic differential equations. Using stochastic calculus and stochastic Lyapunov stability, the stability in probability of the states’ error system is proved. Moreover, it is proved that the states of the proposed observer converge to the drive system states while the adaptation gains of the observer remain non-singular and bounded. Since the observer can suppress the effect of noise and uncertainties and the states’ convergence is proved, proposed observer is used in a noisy chaos synchronization system.
    Keywords: Sliding mode observer, Stochastic Lyapunov stability, Chaotic systems synchronization, Stochastic differential equation
  • Hamid Ranjbar, Mohammad Ali Nekoui Page 56
    Due to the importance of fault detection in maintaining the performance and immunity of control process, various methods have been proposed where as well as fault detection, the robustness of the system with respect to uncertainty and disturbance has been also discussed. In this regard a compromise between error sesitivity of the system and its robustness should be considered. One of the proposed methods is based on transformation of robust fault detection problem to a standard H model-matching one. In this paper after the selection of a proper reference model for the robust fault detection problem, a residual generator will be considered on the basis of an H minimization of the difference between reference model the realastic residual generator using LMI technics. A design example has been chosen to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.
    Keywords: Robust Fault Detection, Modelling Error, LMI
  • Hossein Bolandi *, Amir Farhad Ehyaei Page 66
    In this paper, position control of a dual manipulator system for transporting a common payload is considered. In this regard, a centralized controller is designed for a reduced model developed based on a singularly perturbed formulation (SPF) which reduces the differentialalgebraic dynamic equations of the system to a set of ordinary differential equations. In this approach, the controller does not rely on solving nonlinear algebraic constraints and is more applicable to real-time implementation. At the same time, a linear observer is designed to estimate the joint velocities which leads to elimination of velocity sensors and prevents noise injection into the system which may degrade the system performance. Finally, stability of the system is proved by using Lyapunov theorem. Simulation results illustrate the effectiveness of the proposed method.
    Keywords: Position control, Cooperative transportation, Closed kinematic chains, Velocity observer, Reduced model