13966

13966

الگوريتم جديد براي كنترل سيستم هاي داراي تاخير زماني

كارشناسي ارشد

كنترل و ارتعاشات

آبان ماه 1393

آبان ماه 1393

دكتر اميرحسين دوايي مركزي

دكتر اسماعيل خان ميرزا

مكانيك

چكيده از آنجايي كه كنترل سيستم¬هاي داراي تاخير زماني چالش برانگيز است، همواره سعي در ارائه¬ي روش-هاي بهينه¬تر و موثر¬تري مي¬شود. اگر سيستم تاخيري داراي يك و يا چند قطب ناپايدار باشد فرايند كنترل آن به مراتب پيچيده¬تر مي¬شود. به دليل مشكلات فراواني كه روش¬هاي موجود دارند و با توجه به اهميت موضوع، در اين پايان¬نامه سعي در ارائه¬ي روش¬هايي جديد به منظور پايدار¬سازي و كنترل سيستم¬هاي داراي تاخير زماني پايدار و ناپايدار شده است. با توجه به سابقه¬ي تحقيقات صورت گرفته، دو روش كلي مطرح شده است. در روش اول، بحث¬هاي مربوط به پايداري سيستم حلقه بسته و تامين مشخصات لازم براي يك سيستم پايدار و داراي تاخير زماني صورت مي¬گيرد و بر اين اساس كنترل كننده¬ي مناسبي طراحي مي¬شود. رويكرد اصلي طراحي كنترل كننده در اين روش اين است كه تاخير زماني سيستم با توابع چند جمله اي تخمين زده نمي شود و به همين دليل براي سيستم¬هايي با تاخير زماني زياد نيز قابل استفاده مي¬باشد. اگر سيستم مورد نظر ناپايدار باشد بايد ابتدا توسط يك كنترل كننده¬ي فيدبك داخلي، سيستم حلقه¬باز پايدار شود و سپس از روش طراحي كنترل كننده¬ي مطرح شده بهره بگيريم. پروسه¬ي طراحي كنترل كننده و شبيه سازي رفتار حلقه بسته براي سيستم¬هاي پايدار و ناپايدار مختلفي صورت گرفته و نتايج بدست آمده با برخي از مهمترين روش¬هاي موجود مقايسه شده است. به منظور بررسي عملكرد روش پيشنهاد شده در واقعيت، يك تست آزمايشگاهي بر روي سرو موتور و به منظور رديابي ورودي مرجع و حذف اغتشاش بيروني صورت گرفته است. نتايج شبيه سازي و تست آزمايشگاهي بيانگر عملكرد مناسب روش مطرح شده در رديابي ورودي مرجع، حذف اغتشاش بيروني، حذف نويز اندازه¬گيري و مقاومت به تغيير در تاخير زماني سيستم است. در روش دوم بر خلاف روش اول، فرآيند تامين پايداري و مشخصات مطلوب حلقه بسته به صورت مستقيم و براي سيستم¬هاي پايدار مرتبه اول، تاخير زماني خالص، سيستم¬هاي داراي تاخير زماني با يك انتگرال¬گير و يك مدل مرتبه اول، سيستم هاي داراي تاخير زماني با يك انتگرال¬گير، سيستم هاي داراي تاخير زماني با دو انتگرال¬گير و سيستم هاي ناپايدار مرتبه اول همراه با تاخير زماني، به صورت كاملا تحليلي صورت گرفته است. كنترل كننده¬ي نهايي طراحي شده براي هر يك از سيستم¬هاي مذكور به صورت تحليلي مورد ارزيابي قرار گرفته و در قالب چندين مثال¬ شبيه سازي شده است، نتايج شبيه سازي با برخي از اخيرترين روش¬هاي موجود مقايسه شده است. برتري¬هاي روش پيشنهادي از منظر رديابي ورودي مرجع، حذف اغتشاش بيروني، حذف نويز اندازه¬گيري و مقاومت به تغيير در تاخير زماني سيستم كاملا مشهود است. مجددا يك تست آزمايشگاهي بر روي سرو موتور و به منظور كنترل سرعت زاويه¬اي شفت خروجي صورت گرفته است، نتايج حاصله نشان مي¬دهند كه كنترل كننده¬ي طراحي شده داراي عملكرد بسيار موثري است. واژه‌هاي كليدي: ¬هاي داراي تاخير زماني، سيستم¬هاي تاخيري FOPTD، TDP، IFOPTD ، IPTD، DIPTD ، FODUP و ، SODUP نويز اندازه¬گيري، عدم قطعيت، پايداري، استقامت، روابط تنظيم كنترل كننده¬ها