7929

7929

كنترل بهينه سيست مهاي خطي مقيد با استفاده از تركيب تئوري برنام هريزي چند پارامتري و كنترل پي شبين

دكترا

برق گرايش كنترل

1390

1390

دكتر علي اكبر جلالي

دكتر محمدرضا جاهدمطلق

چكيده كنترل پيش بين مبتني بر مدل بعنوان يك روش بسيار كارآمد براي برخورد با مسائل مقيد و چندمتغيره ، كاربردها و پيشرفت هاي وسيعي را هم در حوزه تحقيقات و هم در حوز ه كاربردهاي صنعتي داشته است. يكي از مهمترين چال شهاي موجود در اين روش، پيچيدگي محاسباتي بسيار زياد بواسط ه مسأ له بهينه سازي بكار رفته در آن مي باشد. اين امر باعث شده است كه اين روش عمومًا براي سيستم هاي سريع با قابليت اطمينان بالا كاربرد چنداني نداشته باشد. از طرفي با توجه به توانمند ي هاي بالقوه و غيرقابل چشم پوشي در اين روش، در سال هاي اخير توجه دوباره اي از سوي محققين به سمت كنترل پيش بين ايجاد شده است. انگيزه و كليد ت حقيقات اخير مبتني بر ابزار "برنامه ريزي چندپارامتري " مي باشد. اهميت اين ابزار بدان دليل است كه مسأله كنترل پيش بين مبتني بر مدل را مي توان در قالب يك مسأله برنامه ريزي چندپارامتري بيان و قانون كنترل را به صورت صريح استخراج نمود . كنترل كننده حاصل از اين روش (كنترل پيش بين صريح) يك تابع تكه اي شبه خطي از پارامتر بردار حالت كنوني سيستم بوده و بر روي مجموع ههاي چندوجهي تعريف م يشود. بر اين اساس، پياده سازي قانون كنترل در شرايط برخط معادل خواهد بود با ارزيابي يك تابع تك ه اي شبه خطي كه مستلزم تعيين مجموعه چند وجهيِ فعال (دربرگيرنده حالت كنوني سيستم) مي باشد. اين مرحله پيچيده ترين بخش از نظر محاسباتي در روش مورد بحث بوده و به اصطلاح مرحله جايابي نقطه يا تعيين ناحي ه فعال ناميده مي شود. از طرفي پيچيدگي قانون كنترل پيش بين صريح با افزايش تعداد قيدها و ابعاد مسأله به ص ورت نمايي افزايش يافته و بدين لحاظ حوزه كاربردهاي اين روش را تحت تأث ير قرار مي دهد . در همين راستا موضوع پيچيدگي قانون كنترل پي شبين صريح مورد توجه قرار گرفته و پنج روش كارآمد براي كاهش پيچيدگي و حل مسأله جايابي نقطه (ارزيابي توابع تك ه اي) براي مسائل ي با ا بعاد كوچك، متوسط، بزرگ و بسيار بزرگ ارائه شده است. بر اساس نتايج حاصل مشاهده م ي شود كه روش هاي ارائه شده يك بسته كامل را براي پياد هسازي كارآمد قانون كنترل پي شبين صريح فرآهم مي كنند و اين امكان را براي طراح فرآهم م يكند تا بر اساس معيارها و نيازمنديهاي مسأ له مورد نظر بهترين روش را انتخاب و اعمال نمايد. در اين راستا مهمترين معيارهاي در نظر گرفته شده در رو ش هايپيشنهادي عبارتند از: ١- پيچيدگي محاسبات مرحله برخط در پياد هسازي قانون كنترل پيش بين صريح ، ٢- پيچيدگي محاسبات مرحله برون خط، ٣- پيچيدگي مربوط به حجم حافظه مورد نياز، ٤- عموميت روش و قابليت برخورد با مسائل پيچيده. شايان ذكر است كه كليه ي روش هاي ارائه شده در اين رساله امكان انجام مصالحه ميان معيارهاي اشاره شده را براحتي فرآهم م يكنند. همچنين با توجه به ارتباط مستقيم حجم محاسبات در بخش جايابي نقطه با پ يچيدگي قانون كنترل پيش بين صريح ، مسأله ردگيري در سيستم هاي مقيد بصورت خاص مورد توجه قرار گرفته و يك روش زير بهينه با تكيه بر يك ساختار شبه نظارتي و مبتني بر استراتژي كنترل پي شبين صريح براي حل مسأله ردگيري با تضمين امكان پذيريِ قانون كنترل و برآورده شدن كليه قيود ارائه شده است. كنترل پيش بين صريح، برنامه ريزي چندپارامتري، كاهش پيچيدگي، جايابي نقطه، ارزيابي توابع تك هاي و ردگيري مقيد