پايان نامه كنترل پيش بين تطبيقي براي سيستمهاي خطي تغيير پذير با زمان

پايان نامه كنترل پيش بين تطبيقي براي سيستمهاي خطي تغيير پذير با زمان

چكيده: 

مواجهه با ديناميك متغير با زمان، يكي از موضوعات مورد علاقه در تئوري كنترل مي باشد. اغلب سادگي و پيشرفت تئوري كنترل خطي، طراحان را مجبور م ينمايد تا سيستمهاي غيرخطي را خطي سازي نموده و بوسيله تئوري قدرتمند خطي به كنترل آنها بپردازند. اين كار يك دسته از سيستمها را ايجاد مي نمايد كه سيستمهاي خطي تغييرپذيربازمان ناميده مي شوند. در اين تحقيق، به كنترل اينگونه سيستمها، با استفاده از كنترل كننده پيش بين تطبيقي غيرمستقيم پرداخته شده است. 

ابتدا به سيستمهاي متغير با زمان و روشهاي مختلف كنترل آنها پرداخته شده و مراجع متعددي كه با راه هاي گوناگون به كنترل اينگونه از سيستمها پرداخت هاند، مورد بررسي قرار گرفته اند. در مورد تخمين گرها به دليل داشتن نقشي كليدي در كنترل كننده هاي تطبيقي غيرمستقيم، به تفصيل بحث شده است. با بيان طرق مختلف تخمين پارامترهاي متغيربازمان و همچنين روشهاي مناسب براي مقاوم سازي تخمينگرها و يك روش مناسب و عملي براي تخمين پارامتر در اينگونه از سيستمها ارائه شده است. 

كنترل كننده پيش بين تعميم يافته نيز مورد بررسي كلي قرار گرفته و يك نوع مناسب از آن به كار گرفته شده است. يكي از مشكلات طراحي اين كنتر لكننده ها وجود پارامترهاي تنظيم زياد و عدم ارائه يك روش كلي و مناسب براي انتخاب آنها بود. بدين سبب با استفاده از روشهاي حوزه فركانس و توابع حساسيت، روشي مناسب براي تنظيم كنتر لكننده پيش بين تعميم يافته مقاوم، ارائه شده است. در انتها با تركيب تخمينگر معرفي شده و كنترل پيش بين تنظيم شده به صورت مقاوم، يك روش كنتر لكننده تطبيقي ارائه شده و بر روي سه سيستم مختلف پياده سازي شده است. نتايج حاكي از عملكرد مطلوب و قوام مناسب آن، با در نظر گرفتن شرايط واقعي، از جمله نايقيني هاي مختلف، نويز و اغتششاشات مي باشد. 

فصل اول 

مقدمه اي راجع به سيستمهاي خطي متغير با زمان و روش هاي كنترل آنها 

اين فصل به ارائه مقدمه اي مختصر در مورد سيستمهاي تغييرپذير با زمان و روش هاي كنترل اين گونه سيستمها پرداخته است. بديهي است كه سيستمهاي واقعي به سادگي سيستمهاي تك ورودي– تك خروجي معرفي شده در كنترل خطي نمي باشند. به منظور طراحي كنترل كننده براي اين گونه سيستمها بايستي همواره مشكلاتي مانند غير خطي گري، تغييرات در ديناميك، نايقيني در مدلسازي، چند ورودي – چند خروجي بودن و… در نظر گرفته شود، كه اين امر به نوبه خود باعث پيچيده تر شدن كنترل كننده مي گردد. تغييرات در ديناميك يكي از برجسته ترين اين مشكلات مي باشد. اين تغييرات مي تواند ناشي از ديناميك هاي مدل نشده (مانند: اصطحكاك، اينرسي، مقاومت الكتريكي و…) و يا ناشي از تغيير در مدل سيستم در هنگام عملكرد باشد. به طور مثال در اثر گذشت زمان مشخصات يك عملگر تغيير مي نمايد يا يك سيستم در شرايط محيطي مختلف عملكرد متفاوتي را از خود بروز مي دهد. يكي ديگر از دلايل تغييرات ديناميك خطي سازي سيستمهاي غيرخطي مي باشد. به دليل توسعه تئوري كنترل خطي به نسبت كنترل غيرخطي و آسانتر بودن تحليل عملكرد يك سيستم با استفاده از آن، معمولاً مهندسين كنترل سعي بر خطي سازي سيستمهاي غيرخطي حول نقاط كار و كنترل سيستمهاي خطي سازي شده دارند. خطي سازي سيستمهائي با خواص غيرخطي شديد باعث ايجاد يك سري سيستمهاي خطي مي شود كه به عنوان سيستمهاي خطي تغييرپذير با زمان (LTV) شناخته مي شوند. با توجه به توضيحات ارائه شده تغيير پذير با زمان را دارا مي باشند، ولي اين ميزان تغيير پذيري از يك سيستم به سيستم ديگر متفاوت است. در صورتي كه تغييرات درصد قابل توجهي از ثابت زماني سيستم باشد، مي توان سيستم را متغيربازمان در نظر گرفته و با روشهاي مرسوم مقابله با آن، به كنترل سيستم پرداخت. در صنعت اكثر فرايند هاي شيميائي، اجسام پرنده، روبا تها و… با استفاده از تكنيك خط يسازي حول نقاط كار و استفاده از مدل خطي كنترل مي شوند. 

براي مقابله با سيستمهاي LTV سه دسته كلي كنتر ل كننده وجود دارد كه اغلب روش هاي ديگر، زيرمجموعه يا تركيبي از اين سه روش مي باشند: 

1- جدول بندي بهره 

2- كنترل تطبيقي 

3- كنترل مقاوم