13322

13322

استفاده از اطلاعات متقدم در كنترل فعال ارتعاشات بدنه قطار

كارشناسي ارشد

برق - كنترل

شهريورماه1393

شهريورماه1393

دكتر علي‌اكبر جلالي

چكيده در اين پايان‌نامه عامل اصلي تحريك ارتعاشات در قطار ناهمواري‌هاي تصادفي ريل معرفي شدهاست. نمود اين ناهمواري‌‌ها در مدل فضاي حالت سيستم مشابه نويز فرايند است و در تعيين بهره بهينه فيلتر كالمن نقش مستقيم دارد.ماتريس كوواريانس ناهمواري‌هاي تصادفي ريل به‌عنوانمهم‌ترين پارامتر دخيل در تعيين بهره كالمنمعرفي‌شده است و تخمين آن براي واگن پيش‌قدم مي‌تواند در تخمين Q براي واگن دنباله‌رو مورداستفاده قرار گيرد. همچنين ديگر عامل تأثيرگذار كه ماتريس نويز اندازه‌گيريR مي‌باشد به حس‌گرها بستگي دارد و مي‌توان مقدار آن را مانند ديگر تحقيقات ثابت و از پيش اعلام‌شده در نظر گرفت. در اين پايان‌نامه از فيلتر كالمن تطبيقي براي تخمين ماتريس Q و حالت‌هاي سيستم استفاده‌شده است. دو روش تخمين تطبيقي بر پايه خطا،IAE و تخمين تطبيقي چند مدلي،MMAE براي تخمين Qمورداستفاده قرار گرفته است. در روش اول ماتريس Qمستقيماً تخمين زده مي‌شود اما در روش دوم چندين فيلتر كالمن با Q-هاي مختلف به‌صورت موازي اجرا مي‌شوند و هركدام كه خطا در آن نزديك‌تر به نويز سفيد باشد به‌عنوان فيلتر كالمن زيربهينه مورداستفاده قرار مي‌گيرد. روش‌هاي تطبيقي ذكرشده زمان زيادي براي همگرايي لازم دارند. براي جبران آن در اين پايان‌نامه از اطلاعات متقدم در تخمين استفاده شده است.ماتريس‌هايQ تخمين زده‌شده براي واگن‌هاي متقدم و دنباله‌رو در روش IAE با يك تركيب خطي تطبيقي باهم تركيب مي‌شوند. ضريب تركيب آن‌ها از مقايسه تأخير يافته Q متعلق به واگن پيش‌قدم و Q زمان حال واگن دنباله‌رو محاسبه‌شده است. در روش MMAE نيز فيلتر كالمن انتخاب‌شده واگن پيش‌قدم براي واگن دنباله‌رو مورداستفاده قرار مي‌گيرد تا زماني كه تأخير يافته شماره‌ي كالمن فيلتر واگن پيش‌قدم و فيلتر كالمن انتخاب‌شده واگن دنباله‌رو مدتي متفاوت شوند. زماني كه كيفيت ريل در طول مسير متفاوت است و يا ماتريس Q در هنگام طراحي نادرست در نظر گرفته شده است، تأثير اين روش‌ها چشم‌گير مي‌باشد. روش IAE نياز به توان محاسباتي بالايي دارد و در روش MMAEراهكاري براي تضمين پايداري مقاوم وجود ندارد. واژه‌هاي كليدي:اطلاعات متقدم، فيلتركالمن تطبيقي، سيستم تعليق فعال قطار، كنترل ارتعاشات.