12591

12591

طراحي مشاهده‌گر مقاوم براي كنترل سيستم‌هاي افاين برمبناي مدل سوگنوي غيرخطي

دكتري

برق - كنترل

دكتر محمد فرخي

چكيده در اين پايان‌نامه، هدف طراحي مشاهده‌گر براي دسته‌اي از سيستم‌هاي غيرخطي است كه بتوان آن¬ها را با مدل فازي-سوگنو كه يك تقريب‌زن عمومي‌است، تقريب زد. هرچند مدل فازي-سوگنو به داشتن زيرسيستم‌هاي خطي شهرت پيدا‌كرده اما در اين‌جا، تلاش بر استفاده از زيرسيستم‌هاي غيرخطي براي اين مدل به‌عنوان گامي ‌در راستاي حل مشكل بزرگ‌شدن ابعاد در مسائل فازي و رسيدن به مدلي بهتر از نظر تعداد قوانين است. در واقع، در اكثر موارد مي‌توان سيستم غيرخطي را به سيستمي ‌فازي با تنها دو قانون تبديل¬كرد كه اين به معني حركت در مرز بين كنترل فازي و كنترل غيرخطي است. در طول اين پايان‌نامه، سعي شده است زيرسيستم‌هاي غيرخطي به‌گونه‌اي انتخاب شوند كه براي تحليل پايداري و مقاوم بودن سيستم‌ها بتوان از مسائل بهينه¬سازي محدب استفاده نمود. مضافاً اين‌كه مسائلي نظير عدم-قطعيت¬ها در سيستم غيرخطي مورد نظر و نامعلوم بودن متغير بخش مقدم قواعد فازي در نظر گرفته شده¬اند. اگرچه استفاده از جملات غيرخطي در سيستم سوگنو ايده نويني نبوده است اما تاكنون اين جملات بيشتر نقش يك عدم¬قطعيت را در سيستم داشته و مي¬بايست محدوديت¬هاي متعددي از جمله ليپشيتز يا محدود در قطاع بودن را برآورده مي¬كردند. در راستاي رفع اين مشكل، استفاده از نوعي خطي-سازي فيدبك فازي پيشنهاد شده¬است كه مي¬تواند نياز به اين قيود را در مواردي مرتفع سازد. در عين حال، زماني¬كه استفاده از اين روش ميسرنباشد، با فازي نمودن قيود مذكور محدوديت¬هاي عملكردي آنها تا حد زيادي كاهش داده شده¬است. براي كاهش محافظه¬كاري در طراحي¬ها ايده¬هاي نويني مطرح گرديده از جمله تغيير در ساختار مشاهده¬گر و اضافه¬كردن تزريق غيرخطي كه به واسطه وجود جمله غيرخطي در زير سيستم¬ها امكان¬پذير گشته¬است. اين تزريق غيرخطي به¬خوبي توانسته در حد عملكرد خطاي تخمين، كاهش قابل ملاحظه¬اي ايجاد نمايد. به¬علاوه، از اين جملات غيرخطي در تابع لياپانوف نيز استفاده شده¬است و تابع لياپانوف غيرمربعي جديد توانسته با افزايش درجه آزادي در نامساوي¬هاي ماتريسي خطي و نيز افزايش ناحيه جذب در بهبود عملكرد سيستم موثر باشد. در انتها، روش¬هاي ارائه شده به چندين سيستم معيار و كاربردي اعمال و نتايج بدست آمده با روش¬هاي بيان¬شده در مقالات اخير مقايسه¬گرديده كه نشان از برتري روش¬هاي پيشنهادي دارد. واژه‌هاي كليدي: مشاهده‌گر فازي؛ كنترل فازي؛ زيرسيستم‌هاي غيرخطي؛ بهينه¬سازي محدب.