17572

17572

طراحي سطح لغزش كنترلي نوين به منظور بهبود عملكرد سيستم هاي چندورودي تصادفي

دكتري

كنترل

خردادماه 1396

دكتر علي اكبر جلالي

برق

هدف اين رساله، نگرشي نو به مسأله انتخاب سطح لغزش در روش كنترل ساختارمتغير است. مرور تحقيقات انجام شده در اين حوزه نشان مي دهد كه انتخاب سطح لغزش، كه تأثير به سزايي روي عملكرد سيستم حلقه بسته دارد، با قرار دادن يك قيد اوليه روي ساختار سطح لغزش، انجام گرفته است. اين قيد اوليه، در حقيقت سلب يك درجه آزادي از طراح است كه مي توانست در جهت رسيدن به يك هدف مشخص به او كمك كند. در اين رساله از چنين سطوحي، با عنوان ساختارمشخص ياد مي شود. اگر سطح لغزش، به جاي آن كه داراي يك ساختار از پيش تعيين شده باشد، خروجي يك فرايند طراحي قرار گيرد، امكان برآورده سازي اهداف عملكردي مشخصي را به صورت بهتر، فراهم خواهد كرد. در اين رساله، از سطوح اين دسته با عنوان سطوح ساختارنامشخص ياد مي شود. موضوع اين رساله در ارتباط با سطوح ساختارنامشخص است. به بيان بهتر، در اين رساله، در سطحي بالاتر از سطوح ساختارمشخص، روش هدفمندي براي استخراج سطح لغزش پيشنهاد شده است كه دستيابي به يك عملكرد بهتر را براي سيستم هاي تصادفي چندورودي امكان پذير مي نمايد. رساله حاضر براي رسيدن به هدف خود به چند بخش تقسيم شده است. در ابتدا، خلأ موجود در حوزه مد لغزشي، هم از جهت سيستم هاي مورد مطالعه و هم از جهت نگرش موجود در مورد انتخاب سطح لغزش، به صورت واضح بيان شده و سپس ضرورت استفاده از روش جديد، تشريح شده است. در ادامه، با انتخاب يك شاخص عملكرد، سطح لغزش كنترلي نويني طراحي شده و قابليت آن براي پايدارسازي محلي سيستم هاي تك ورودي قطعي به اثبات رسيده است. سپس با ارائه چند ايده، توانايي پايدارسازي جامع سيستم هاي تصادفي چندورودي توسط سطح لغزش پيشنهادي نمايش داده شده است. همچنين، مزايا و كاركردهاي روش جديد، در قالب فعال سازي سيستم تعليق 4/1 خودرو تشريح شده و در انتها روش پيشنهادي، براي كنترل سيستم تعليق 2/1 خودرو (به عنوان يك نمونه سيستم تصادفي چندورودي) به كار گرفته شده و عملكرد آن (بر مبناي شاخص از پيش تعريف شده) با تعدادي از روش هاي متداول اخير مقايسه شده است تا بهبود عملكرد سيستم هاي تصادفي چندورودي از طريق سطح لغزش نوين پيشنهادي، به عنوان هدف اصلي رساله، نمايش داده شود.

1396/04/12

1/1/1900 12:00:00 AM

The purpose of this thesis is a novel approach for choosing sliding surface in the variable structure control scheme. The literature review on this area shows that selecting the sliding manifold which has a significant influence on the performance of the closed-loop system has performed with an initial restriction on the structure of the sliding manifold. This initial limitation is in fact a designer’s exclusion from a degree of freedom which could help him in order to achieve a specific aim. In this thesis, such surfaces are named as specified-structure. If the sliding surface is the output of a design process instead of having a predetermined structure, it will better provide the possibility of meeting the specific performance goals. In this thesis, such surfaces are named as unspecified-structure ones. The subject of this thesis is associated with unspecified-structure surfaces. In better words, in this thesis in a level higher than specified-structure manifolds, a systematic approach has been proposed for extracting sliding manifold which has provided an accessing to a better performance for the multi-input stochastic systems. The present thesis has divided into several sections to achieve its goal. First, the gap in sliding mode area, both in terms of the studied systems and existing approach for selecting the sliding manifold has been expressed clearly and the necessity of using the new method has been described. Afterward, by selecting a definite performance index, a novel sliding manifold has been designed and its capability to local stabilizing the single-input deterministic systems has been proven. Then, with presenting some ideas, the ability to stabilizing the multi-input stochastic systems through the proposed sliding surface has been shown. Also, the advantages of the new method in the form of a ¼ car suspension system activation has been described and finally it has been used for control of a ½ car suspension system (as an example of multi-input stochastic systems) and its performance (based on a predetermined index) has been compared with several conventional methods to show the performance improvement of multi-input stochastic systems through the proposed sliding surface.