23597

طراحي كنترل كننده مقاوم ارتعاش جرثقيل سقفي مبتني بر مشاهده گر اغتشاش زمان محدود

كارشناسي ارشد

مهندسي برق-كنترل

97

1400/01/30

دكتر سيد مجيد اسماعيل زاده

برق

امروزه جرثقيل ها در انواع سايت هاي صنعتي مورد استفاده قرار مي¬گيرند. بدين جهت براي صنعتگران از اهميت خاصي برخوردار هستند. از پركاربرد ترين انواع جرثقيل، مي¬توان به جرثقيل هاي سقفي اشاره كرد. يكي از مهمترين مشكلاتي كه در اين نوع جرثقيل ها ديده مي¬شود، مشكل لرزش بار هنگام جابه-جايي مي¬باشد. براي بررسي و رفع اين مشكل، مهندسان كنترل راه¬حل هاي متعددي را طي چند دهه اخير پيشنهاد داده-اند. اين روش هاي كنترلي پيشنهادي تقريبا در همه حوزه هاي كنترلي هم¬چون كنترل غيرخطي، كنترل مقاوم، كنترل پيشبين و غيره ارائه شده¬اند. با توجه به اين كه كاربرد اين جرثقيل ها در صنايع مختلف، گوناگون مي¬باشد، از اين رو راه¬حل هاي پيشنهادي بايد جامع و قابل دسترس باشند. با بررسي گروه هاي كنترلي متوجه شديم كه، روش هاي كنترل مقاوم بهترين عملكرد را براي كاهش زاويه تاب خوردن بار ارائه داده¬اند. اما به دليل اين كه اين روش هاي كنترلي زمان محدود مي¬باشند، در نتيجه وابسته به شرايط اوليه هستند و با اعمال شرايط اوليه هاي مختلف، عملكرد خود را از دست مي¬دهند. يعني در صورتي كه در آغاز حركت، بار با زاويه اي در حال نوسان باشد، اين روش هاي كنترلي، پاسخگويي سابق خود را ندارند. در اين پايان¬نامه به سراغ ديناميك انعطاف¬پذير جرثقيل سقفي رفتيم و با طراحي كنترل¬كننده مقاوم ارتعاش مبتني بر مشاهده¬گر اغتشاش زمان محدود، به صورت انحصاري فقط زاويه تاب خوردن بار را كنترل كرديم. ضمن برطرف كردن مشكل مطرح شده، توانستيم تا سرعت صفر شدن زاويه تاب خوردن بار را به شكل چشمگيري افزايش دهيم. بدين شكل كه با تعريف يك سطح لغزش زمان ثابت به سراغ استفاده از روش مود لغزشي رفتيم و با تركيب كردن اين روش با يك مشاهده گر اغتشاش زمان محدود، قانون كنترل مقاومي را بدست آورديم كه در مقابل اغتشاشات خارجي مداوم و شرايط اوليه غير صفر، عملكرد بهتري دارد. اين روش كنترلي را با يك روش كنترلي معيار و بهترين روشي كه توانستيم از مقالات مرجع استخراج كنيم، مقايسه كرديم و نتايج را به صورت شبيه¬سازي نشان داديم.

1400/02/20

Finite time disturbance-observer-based nonlinear control for vibration of overhead cranes

1/1/1900 12:00:00 AM

Nowadays, cranes are used in different industrial sites. because of that, craftsmen care a lot about these. one of the high usage of cranes, is overhead cranes. one of most important problems in these kind of cranes, is vibration of payload during motion. Control engineers have been proposed many different solutions in past decades for analyzing and solving this problem. these methods have been mentioned in almost all of branches of control as nonlinear control, robust control, predictive control and etc. as the application of this crane in different branches might be varied then the solutions must be general. after analyzing control groups, we have figured this out that robust control solutions have the best performance in facing with reduction of sway angle of payload. but these methods are all in finite time so they depend on initial conditions and with different initial conditions, they'll lose their performance. it means that if at the start of motion, the payload was not at rest mode, these methods are not good as they were. In this thesis, we are going to work on flexible dynamic of overhead crane and with designing robust control based on finite time disturbance observer, we are going to control angle of payload exclusively. not only we could solve the problem we mentioned, but also we could increase the speed of controller. at first, we introduced a fixed-time sliding surface and then we used sliding mode control method and with merging this method with a finite time disturbance observer, we achieved robust control law that has robustness in face with external disturbances and different initial conditions. we compared this method with one benchmark control method and the best method we could extract from references and the results have been proposed by simulation.

كنترل مقاوم , جرثقيل سقفي , كنترل مود لغزشي زمان ثابت , مشاهده گر اغتشاش , سركوب اغتشاشات خارجي

robust control , overhead crane , fixed time sliding mode control , disturbance observer , suppression of external disturbances