27892

طراحي كنترل كننده هايبريد براي يك خانواده از سيستم هاي ديناميكي در حضور اشباع و قيود وابسته به حالت

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1398

1401/08/23

دكتر اسماعيل خان ميرزا

مهندسي مكانيك

در اين پژوهش به طراحي كنترل كننده هايبريد براي يك خانواده از سيستم هاي ديناميكي با اعمال قيود اشباع و قيود حالت پرداخته شده است. كنترل كننده تركيبي محاسباتي كه ما در اين پژوهش به توسعه آن پرداخته ايم يك روش كنترلي مبتني بر نظريه اجزاي محدود مي باشد كه در آن فضاي حالت به نواحي مختلفي شبكه بندي مي شود، سپس با اعمال ورودي هاي مجرد يك گراف در فضاي شبكه بندي شده ايجاد شده و در نهايت با يافتن سريع ترين و بهينه ترين مسير توسط الگوريتم هاي جستجوي مسير در نظريه گراف ها، سعي در كنترل سيستم به گونه اي كه بتوان سيستم را به نقاط كاري مورد نظر هدايت كرد، مي-شود. اين روش كنترلي از دو بخش قابليت دسترسي و تنظيم دقيق تشكيل شده است كه بخش قابليت دسترسي وظيفه جا به جايي بين المان هاي شبكه بندي شده در فضاي حالت را دارد و بخش تنظيم دقيق نيز در داخل هر المان وظيفه انتقال سيستم به نقطه كاري آن المان را دارد. ما در اين پژوهش به توسعه بخش تنظيم دقيق كنترل كننده تركيبي محاسباتي با اعمال قيود اشباع و حالت با استفاده از روش بهينه سازي و مسئله برنامه نويسس خطي پرداخته ايم. سپس به بررسي دو نمونه معيار و پياده سازي اين روش براي كنترل آن ها پرداخته ايم و نتايج حاصل از شبيه سازي كنترل اين سيستم ها را ارائه نموده ايم. ديگر پيش برد اين پايان نامه بكارگيري اين كنترل كننده بر روي سيستمي با تعداد متغير هاي حالت بيشتر بود كه در پژوهش هاي گذشته به آن پرداخته نشده بود.

1401/12/03

The Hybrid Controller synthesis for a class of dynamical systems in existence of input saturation and state constraint

11/14/2023 12:00:00 AM

This research is concerned with the synthesis of a hybrid controller for a class of dynamical systems prone to input saturation and state constraints. The computational hybrid controller that is developed in this work is a control approach that is based on finite elements. In this approach, the workspace is meshed into different regions, and then, by applying the singular inputs, a graph is obtained in the meshed space. Finally, by finding the fastest and the optimal method using pathfinding algorithms in graph theory, the system is controlled to guide it toward desired working points. This control method consists of two main segments that include an reachability sector and a fine tuner sector. The reachability sector is responsible for the transition between the meshed elements in the workspace while the fine tuner sector functions to ensure the transition of the system to the working point of a certain element within that element. In this research, the fine tuner sector of the proposed hybrid controller with input saturation and state constraint is developed using optimization methods and linear programming problems. Subsequently, two benchmark systems have been examined and the proposed controller is implemented and the simulation results are presented. The additional contribution of this thesis is the employment of this controller in systems with more state variables which was not discussed previously in the literature.

تئوري گراف , كنترل كننده تركيبي محاسباتي , برنامه نويسي خطي , كنترل هايبريد

Graph theory , Computational hybrid controller , Linear Programming , Hybrid Control

Mohammad Azarang

Dr. Esmaeel Khanmirza