فهرست مطالب

کنترل - سال هفتم شماره 1 (بهار 1392)

مجله کنترل
سال هفتم شماره 1 (بهار 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/05/02
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمدرضا فایقی، علی اکبر جلالی، سید کمال الدین موسوی مشهدی، سید علی ظهیری پور صفحه 1
    در این مقاله کاربرد کنترل مد لغزشی برای سیستم کروز کنترل قطارهای پرسرعت در حضور عدم قطعیت های پارامتری و اغتشاشات خارجی مطالعه شده است. در ابتدا، یک قانون فیدبک حالت مد لغزشی طراحی شده تا خطای ردیابی را به یک مجموعه مثبت ناوردای به اندازه دلخواه محدود که شامل مبدا است، سوق دهد. نشان داده شده است که تحت شرایط مناسب، می توان به طور هم زمان به ردیابی و دفع اغتشاش دست یافت. سپس با هدف مقاوم سازی کنترل کننده در برابر نامعینی های با حد بالای نامعلوم، یک مکانیزم تطبیقی برای تنظیم بهره های کلیدزنی ارائه شده است. به منظور کاهش زیگزاگ در سیگنال کنترلی، تغییری در قانون کنترل ایجاد شده است که توانایی دست یابی به ردیابی خروجی را با سیگنال کنترلی نرم تر دارا می باشد. طراحی ارائه شده برای دو نوع قطار انجام شده و از طریق پیاده سازی های عددی با هم دیگر مقایسه می شوند.
    کلیدواژگان: قطار پرسرعت، کنترل مد لغزشی، قانون تطبیق، عدم قطعیت های پارامتری
  • علی اکبر جلالی، سیدعلی ظهیری پور، احسان ساعدی رودی صفحه 13
    این مقاله به معرفی یک روش کنترل روشن-خاموش مبتنی بر داده های ترافیکی و سیستم اطلاعات جغرافیایی به منظور کاهش هرچه بیشتر مصرف سوخت در خودروهای ترکیبی الکتریکی می پردازد. سادگی محاسبات، قوام نسبی و همچنین بهره وری بالای موتور احتراق داخلی در این روش از جمله مزایای آن محسوب می شوند. در این روش با توجه به اطلاعات مسیر، نقطه ی تعادل Bبرای شارژ و دشارژ باتری محاسبه می شود که می تواند محلی برای تصمیم گیری روشن یا خاموش شدن موتور احتراق داخلی باشد. به منظور حذف نوسانات بالا در عملکرد موتور احتراق داخلی که ممکن است در این روش پدید آید روش اصلاح شده با جابه جا کردن موقت نقطه تعادل با توجه به شرایط کاری موتور، امکان پیاده سازی عملی این روش را افزایش داده است. همچنین با تکرار محاسبات در طول مسیر و نیز وزن دهی به داده ها براساس قابلیت اعتماد آن ها قوام آن نیز نسبت به خطای اطلاعات مسیر بسیار افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: اطلاعات مسیر، روش روشن - خاموش، نقطه تعادل B
  • حسین میرزایی نژاد، مهدی میرزایی صفحه 21
    یکی از مانورهای بحرانی خودرو، ترمزگیری شدید به هنگام گردش می باشد که در آن حداقل کردن فاصله توقف ضمن حفظ فرمان پذیری خودرو و نگهداری آن در مسیر از اهمیت برخوردار است. سیستم ترمز ضدقفل متداول با ایجاد بیشینه نیروی ترمزی در چرخ ها، فاصله توقف را به حداقل رسانده ولی نمی تواند دینامیک جانبی و فرمان پذیری خودرو را بصورت مستقیم کنترل نماید. در این مقاله به منظور کنترل مستقیم و توام دینامیک طولی و جانبی خودرو، یک الگوریتم غیرخطی بهینه بر اساس پیش بینی پاسخهای سیستم برای محاسبه نیروهای ترمزی چرخ های خودرو جهت پیاده سازی با محرک سیستم ترمز ضدقفل ارائه شده است. در این الگوریتم از بیشینه نیروهای ترمزی قابل تولید توسط هر یک از چرخ های طرفین خودرو به اندازه ای کاسته می-شود که حداقل گشتاور چرخشی لازم برای گردش خودرو نیز تامین گردد. بهینه بودن قانون کنترل گشتاور چرخشی، امکان تنظیم و محاسبه ی آن را چنان فراهم می کند که می توان بین فاصله توقف و فرمان پذیری خودرو مصالحه نمود. در حالت خاص با انتخاب ضریب وزنی بی نهایت روی ورودی کنترلی(کنترل گران)، مقدار گشتاور چرخشی خارجی صفر شده و به عملکرد سیستم ترمز ضدقفل متداول با بیشینه نیروهای ترمزی می رسیم. در حالی که با افزایش گشتاور چرخشی تا مقدار مناسب، فاصله توقف نسبتا افزایش یافته ولی فرمان پذیری بهبود می یابد. نتایج تحلیل ها و شبیه سازی های انجام گرفته بر روی یک مدل واقعی 8 درجه آزادی خودرو در ترمزگیری شدید به هنگام گردش، نشان از عملکرد مناسب و مقاوم سیستم کنترلی پیشنهادی در رسیدن به اهداف مورد نظر می باشد.
    کلیدواژگان: سیستم ترمز خودرو، کنترل غیرخطی، الگوریتم بهینه، فاصله توقف، فرمان پذیری
  • سید مهدی مظهری، علیرضا فریدونیان، حمید لسانی صفحه 33
    دراین مقاله، مساله مکان یابی واحدهای اندازه گیری فازور با هدف مشاهده پذیری کامل شبکه انتقال با استفاده از یک رویکرد دو هدفه جدید مورد ارزیابی قرار می گیرد. برای این منظور، مجموعه نایقینی های تحمیل شده به سیستم انتقال، واحدهای فازوری و اندازه گیرهای غیر سنکرون به صورت احتمالاتی مدل سازی شده و درقالب یک تابع هدف فنی برای مساله مکان یابی واحدهای فازوری پیشنهاد شده است. مدل سازی احتمالاتی پیشنهادی، مبتنی بر شبیه سازی مونت کارلو، این امکان را فراهم می آورد تا شبکه انتقال از نظرگاه مشاهده پذیری سطوح متفاوتی از قابلیت اطمینان را تجربه نموده وخود را به شرایط تک اتفاقی محدود نکند. به منظور اجرای روش مورد نظر، الگوریتم ژنتیک دو هدفه به نحو شایسته ای به مساله اعمال شده است. با اجرای برنامه های توسعه داده شده برای شبکه های آزمونIEEE، کارایی راهکار پیشنهادی در قالب چندین سناریو ارزیابی ونتایج بدست آمده، گزارش شده اند.
    کلیدواژگان: شبیه سازی مونت کارلو، مکان یابی بهینه، مشاهده پذیری سیستم قدرت، واحد اندازه گیری فازور، نایقینی
  • سید حمید جلالی نایینی صفحه 43
    در این مقاله، حل تحلیلی فاصله خطای استراتژی بهبودیافته ناوبری تناسبی با بازخورد سرعت زاویه بدنه و شتاب جانبی در حضور اثر رادوم و نویز جستجوگر با استفاده از روش الحاقی ارائه شده است. دینامیک سیستم کنترل با یک تابع تبدیل مرتبه اول مدل شده است. با فرضیات مذکور، تابع تبدیل از نرخ چرخش خط دید به شتاب جانبی بصورت یک تابع تبدیل مرتبه اول بدست می آید. بنابراین، ضریب ناوبری معادل و ثابت زمانی معادل آن بر حسب شیب رادوم و ضرایب قانون هدایت حاصل می شود. در نتیجه، اثرات رادوم، بازخورد شتاب جانبی و مشتق آن در ثابت زمانی و ضریب ناوبری معادل و در نتیجه فاصله خطا حاصل می آید. روابط منتج با تحلیل عددی آماری صحه گذاری شده است. در ادامه، ضرایب قانون هدایت مذکور به منظور بهبود عملکرد هدایت تناسبی بصورت متغیر، طراحی و ارائه شده است که سبب افزایش محدوده پایداری و کاهش فاصله خطا می شود.
    کلیدواژگان: فاصله خطا، اثر رادوم، نویز جستجوگر، روش الحاقی
  • محسن پاپری، افشین قنبرزاده، کورش حیدری شیرازی صفحه 53
    در این مقاله با استفاده از کنترل فازی نوع 2 بهینه شده با الگوریتم زنبور عسل موقعیت عملگری از جنس آلیاژ حافظه دار کنترل می گردد. در ابتدا با استفاده از محیط سیمولینک نرم افزار متلب معادلات حاکم بر رفتار غیر خطی یک محرک از جنس آلیاژ حافظه دار، شبیه سازی شد. سپس به منظور مقایسه عملکرد کنترل فازی نوع 2 بهینه شده با سیستم های کنترلی دیگر، موقعیت بازوی ربات با یک کنترل فازی نوع 1 و کنترل PID بهینه شده با الگوریتم زنبور عسل نیز کنترل گردید. نتایج حاصل از شبیه سازی بیانگر عملکرد بهتر کنترل کننده فازی نوع 2 بهینه شده، نسبت به سایر کنترل کنندها در تعیین دقیق موقعیت بازوی ربات می باشد.
    کلیدواژگان: آلیاز حافظه دار، مدلسازی، کنترل فازی نوع 2، الگوریتم زنبور عسل
|
  • Mohammadreza Faieghi, Dr Ali Akbar Jalali, Dr Seyed Kamale., Ddin Mousavi Mashhadi, Seyed Ali Zahiripour Page 1
    This paper studies application of sliding mode control for cruise control of high speed trains in the presence of parametric uncertainties and external disturbances. First, a state feedback sliding mode control law is designed to drive the tracking error to a positively invariant set which is arbitrarily bounded and contains the origin. It is shown that under suitable conditions, command tracking and disturbance rejection could be achieved simultaneously. Then, an adaptive mechanism is derived for switching gains to make the controller robust against perturbations with unknown upper bounds. In order to reduce chattering, a modified controller is proposed; achieving output tracking, but with smooth control effort. The design is performed for both Distributed Driving (DD) and Push-Pull Deriving (PPD) trains. Both designs are compared through numerical simulations.
    Keywords: high speed train, sliding mode control, adaptation law, parametric uncertainties
  • Dr Ali Akbar Jalali, Seyed Ali Zahiripour, Ehsan Saedi Roodi Page 13
    This article is introducing an engine on – off method for fuel optimization in hybrid electric vehicle's base on the road information. Simplicity, robustness and engine efficiency are advantages of this method. Based on the road information, the method calculates the balance point for electrical energy in energy storage system. This point is used for decision to engine operation. A major drawback with the proposed method is possibility of rapid engine on / off operation. By temporary changing the balance point to balance band, this drawback will be partly removed. Also the proposed method is enhanced by weighting the information and recalculating the balance point in the mission. The enhanced method is robust for large amount of error.
    Keywords: road information, engine on, off method, balance point
  • Hossein Mirzaeinejad, Dr Mahdi Mirzaei Page 21
    Severe braking during turning is one of the vehicle critical maneuvers. In this case, achieving the minimum stopping distance while maintaining the vehicle steerability is important. The conventional anti-lock braking system attains the minimum stopping distance by generating the maximum braking forcesbut, cannot control the vehicle steerability directly. In this paper, in order to direct control of vehicle longitudinal and lateral dynamics, an optimal nonlinear algorithm based on the prediction of system responses is presented to distribute the wheels braking forces properly. In this algorithm, the maximum braking forces of one side wheels are reduced to the extent that the required stabilizing yaw moment is produced. In this way, a compromise between the stopping distance and vehicle steerability can be easily made by the regulation of weighting ratio, as a free parameter of the yaw moment control law. In the special case, when the external yaw moment takes to be zero(expensive control), this algorithm is changed to the conventional anti-lock braking system. With any increase of the external yaw moment, the stopping distance is increased but the vehicle steerability is improved. The simulation results performed by an 8-DOF vehicle model show a suitable and robust performance of the proposed control system.
    Keywords: dynamics, Nonlinear control, Optimalalgorithm, Severe braking, Stopping distance, Steerability
  • Seyed Mahdi Mazhari, Dr Alireza Fereidunian, Dr Hamid Lesani Page 33
    This paper presents a new approach for phasor measurement units (PMUs) placement within transmission networks considering risk of observability. To such aim, probabilistic effects of uncertainties imposed to the transmission networks are modeled via Monte-Carlo simulations. Then, risk of observability is introduced as a new objective function and applied to the PMU placement problem. The proposed objective function accompanied by the prevalent cost function leads the transmission network to face with different reliability and observability levels based on its operation point of view. Detailed numerical results and comparisons presented in the paper show that the proposed approach could noticeably improve the quality of problem solutions and can be used as an effective tool for PMU placement within real-life networks.
    Keywords: Phasor measurement unit (PMU), Power system observability, Uncertainties, Monte, Carlo simulation, Optimal Placement
  • Dr Seyed Hamid Jalali Naini Page 43
    This paper presents analytical solution of miss distance of a proportional navigation (PN) modified with body rate and lateral acceleration feedback using adjoint method in the presence of radome effect and seeker noise. The control system dynamics is modeled by a first-order transfer function. Therefore, the transfer function from line-of-sight rate to lateral acceleration is derived as a first-order transfer function, for which the equivalent time constant and gain are obtained in terms of radome slope and guidance coefficients. Consequently, the miss distance relations due to radome slope and seeker noise are obtained in terms of the radome slope and the acceleration and its rate feedback. The resulting relations are verified using statistical analysis. Moreover, the guidance law coefficients are designed as variables to enhance the PN performance, thereby increasing the stability region and reducing the miss distance.
    Keywords: Miss distance, radome effect, seeker noise, adjoint method
  • Mohsen Papari, Dr Afshin Ghanbarzade, Dr Korosh Haidari Shirazi Page 53
    In this paper, a shape memory alloy actuator was controlled by the type-2 Fuzzy Logic Controller optimized with bees Algorithm. At the beginning equations related to nonlinear behavior of a shape memory alloy actuator were simulated using Matlab/simulink software. Then in order to compare the performance of optimized type-2 fuzzy Logic controller with other controller, the position of the robot arm was controlled by two tuned with Bees Algorithm controllers, PID and Type-1 fuzzy logic controller. The simulation results show that optimized type-2 Fuzzy Logic Controller has better performance than the other controllers in determining the accurate position of robot arm.
    Keywords: Shape memory alloy, Modeling, Type, 2 fuzzy Control, BEES Algorithm