22876

طراحي كنترل كننده مدل پيشبين براي سيستم مرتبه كسري با در نظر گرفتن اغتشاش محدود

كارشناسي ارشد

كنترل

1399

1399/6/30

دكتر محمدرضا جاهدمطلق

دكتر سعيد شمقدري

برق

هدف اصلي اين پايان نامه طراحي كنترلكننده ردياب بهينه مقيد براي سيستم مرتبه كسري در حضور اغتشاش است. در اين پايان‌نامه روش كنترلي مدل پيشبين به‌عنوان يك روش كنترلي كارآمد براي كنترل سيستم مرتبه كسري خطي با اغتشاش محدود انتخاب‌شده است. روش كنترلي مدل پيشبين يك روش بهينه برخط باقابليت لحاظ كردن قيود است. در خانواده ي روش هاي مدل پيشبين، روش هاي متفاوتي براي مقابله با اثر اغتشاش و همچنين تضمين همگرايي حالت هاي سيستم به مقدار مطلوب ارائه‌شده است. اين روش كنترلي يك روش بر پايه مدل است كه داشتن مدل دقيق سيستم، شانس موفقيت اين روش را بالا مي‌برد. استفاده از حسابان مرتبه كسري براي مدل كردن سيستم ها باعث دقت مدل‌سازي مي‌گردد و اين امر ما را به سمت بهينگي مي برد. استفاده از اين حسابان در دهه هاي اخير موردتوجه مهندسين قرارگرفته است و اين به دليل آن است كه عليرغم داشتن پيچيدگي هاي بيشتر از حسابان مرتبه صحيح، مدل‌سازي دقيقتري فراهم مي‌كند و امكان اين را فراهم مي‌كند كه با مدل دقيقتر و كنترل‌كننده‌هاي دقيقتر، با خطا و هزينه كمتر قادر به كنترل سيستم ها باشيم. مدل فضاي حالت سيستم هاي مرتبه كسري، مدل هايي با ابعاد بينهايت ميباشند و اين امر امكان شبيهسازي كنترل پيش‌بين براي اين سيستم ها را از بين مي‌برد. در اين پژوهش با اتخاذ روشي، سيستم خطي مرتبه كسري به‌صورت يك سيستم خطي مرتبه صحيح با اغتشاش نوشته‌شده و براي مدل به‌دست‌آمده، كنترلكننده پيش‌بين مبتني برتيوب در حالت رديابي طراحي گرديده است. اين كنترل‌كننده پيشبين ميتواند خروجي سيستم مرتبه كسري را به هر حالت ماندگار قابل‌قبول ‌رساند و اگر رسيدن به اين حالت ماندگار با توجه به قيود شدني نبود، كنترل‌كننده خروجي سيستم را به نزديكترين حالت ماندگار شدني هدايت ميكند و اين امر با اضافه كردن حالت ماندگار مصنوعي به‌عنوان متغير تصميم، امكان‌پذير شده است. ارضاي قيود سيستم و همگرايي به همسايگي حالت ماندگار مطلوب با كمك رويكرد مبتني برتيوب تضمين‌شده است.

1399/08/25

Design Model Predictive Controller for Fractional Order System with consider bounded disturbance

9/20/2020 12:00:00 AM

The main purpose of the thesis is to design a constrained optimal tracker controller for a fractional-order system in the presence of disturbance. The way has chosen to achieve this purpose is to design a model predictive controller for the fractional-order system. The model predictive control method is an online optimal method with the ability to consider constraints. In the family of MPCs, different methods have been proposed to deal with the effect of disturbance, and as well as to ensure the convergence of system modes to the desired value. This control method is a model-based method, which has an accurate system model, increases the chances of success of this method. To model the system, we went to fractional order calculators. Using fractional-order calculators to model systems causes modeling accuracy, and that leads us to optimism. The use of these calculators has been considered by engineers in recent decades, and this is because it provides more accurate modeling, despite the complexity of more than just correct order calculators, and it allows us to control systems with a more accurate model and more accurate controllers, with less error and cost. The state-space model of fractional order systems are models with infinite dimensions, and this eliminates the possibility of simulation. In this research, by adopting a method, the original system is written as LTI system with limited dimensions, and bounded disturbance with the band is known and for the obtained model, a Tube-based predictive controller in tracking mode is designed. The proposed controller can steer the output of the fractional-order system to any feasible state, and if it is not possible to achieve this set point with respect to constraints, the controller will lead the system output to a closer set point. This is possible by adding an artificial steady state as the decision variable. Robust constraint satisfaction and output