23287

ارائه رهيافت نوين در طراحي كنترل‌كننده براي سيستم‌هاي هايبريد تكه‌اي آفين

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

1399/11/15

دكتر اسماعيل خان‌ميرزا

مكانيك

اين پايان‌نامه در رابطه با كنترل سيستم‌هاي ديناميكي هايبريد است كه هر دو رفتار پيوسته (زمان محور) و گسسته (رويداد محور) را از خود نشان مي‌دهند. در اين كار، به طراحي كنترل‌كننده‌ي يكپارچه‌اي براي سيستم‌هاي تكه‌اي آفين كه در آن مجموعه‌اي از زيرسيستم‌هاي خطي در تعامل با يكديگر مي‌باشند، پرداخته شده است. روش ارائه شده مي‌تواند قيود مختلف را رعايت كند و سيستم را از حالت اوليه به نقطه كاري موردنظر برساند. در اين روش فضاي حالت به نواحي مختلفي شبكه‌بندي مي‌شود كه در هر ناحيه رابطه‌اي خطي بر سيستم حاكي مي‌باشد. سپس با اعمال ورودي‌هاي مجرد، يك گراف در فضاي حالت شبكه‌بندي شده ايجاد مي‌شود. در نهايت با يافتن سريع‌ترين و بهينه‌ترين مسير توسط الگوريتم‌هاي جستجوي مسير در نظريه‌ي گراف‌ها، سعي بر كنترل سيستم مي‌شود به‌گونه‌اي كه بتوان سيستم را به نقاط كاري موردنظر هدايت كرد. الگوريتم و ادبيات نويني كه در طراحي اين كنترل‌كننده به كار رفته است سبب شده‌است كه ابزاري در محيط نرم‌افزاري براي طراحي اين كنترل‌كننده ايجاد كنيم. در اين پايان‌نامه به معرفي و طراحي كنترل‌كننده بسنده نكرده‌ايم و به بررسي نمونه‌معيارهاي مختلف در زمينه كنترل هايبريد نيز پرداخته‌ايم و براي دو مورد منتخب از آن‌ها كنترل‌كننده طراحي كرده‌ايم. افزوده بر آن دستگاه نمونه‌معيار مخزن سه‌گانه را ساخته و كنترل‌كننده‌ي تركيبي محاسباتي را بر روي آن پياده‌سازي كرده‌ايم. همچنين نتايج حاصل از عملكرد كنترل‌كننده‌ي ارائه شده را با روش‌هايي همچون كنترل پيش‌بين مدل مقايسه كرده‌ايم.

1399/11/27

A New Controller Design Technique for Piecewise Affine Hybrid Systems

2/3/2021 12:00:00 AM

This thesis deals with the control of hybrid dynamical systems that exhibit both continuous (time-driven) and discrete (event-based) dynamic behavior. In this work, an integrated controller is designed for piecewise affine systems, in which a set of linear subsystems are interacting with each other. The proposed method can comply with various constraints and drive the system from its initial state to the desired operating point. In this method, the state space has meshed into different areas, where linear relationships indicate the system in each area, and then the controller design operation is implemented on the system. Finally, by creating a graph in the meshed state space and finding the best path using path search algorithms in graph theory, we try to control the system so it can be directed to the desired operating points. The new algorithm and syntaxes used in the design of the controller have caused us to create a software toolbox. In this thesis, we have not only introduced and designed the controller, but also investigate some examples of different benchmark plants in the field of hybrid control, and designed the controller for two selected cases. Also, we have built a standard model of a three-tank benchmark and implemented the designed computational hybrid controller on it. We also compare the results of the presented controller performance with methods such as model predictive control.

سيستم ديناميكي هايبريد , كنترل هايبريد , تئوري گراف , نمونه معيار مخزن سه گانه , كنترل كننده ي تركيبي محاسباتي , كنترل مدل پيش بين

Hybrid dynamical systems , Hybrid control , Graph theory , Three-Tank benchmark , Computational hybrid controller , Model predictive control