23708

كنترل ∞𝑯 زمان محدود مبتني بر رويداد سيستم هاي كليدزن خطي خنثي

كارشناسي ارشد

مهندسي برق-كنترل

1399-1400

1399/12/26

دكتر محمدرضا جاهدمطلق

مهندسي برق

سيستم‌هاي كليدزن دسته‌اي از سيستم‌هاي هايبريد هستند كه داراي چند مود عملكردي با ديناميك متفاوت و يك قانون كليدزني براي تعويض مود فعال در لحظاتي موسوم به لحظات كليدزني مي‌باشد. اين سيستم‌ها به دليل امكان مدل‌سازي بسياري از پديده‌هاي فيزيكي و سيستم‌هاي صنعتي و نيز سهولت بررسي پايداري اهميت دارند. از سوي ديگر تأخير زماني شاخصه‌ي ذاتي بسياري از سيستم‌هاي ديناميكي است. سيستم‌هاي خنثي دسته‌اي از سيستم‌هاي تأخيردار زماني هستند كه در آن‌ها تأخير علاوه بر حالت در مشتق آن نيز وجود دارد. سيستم كليدزن با زيرسيستم‌هاي خنثي، كليدزن خنثي ناميده مي‌شود. مطالعه‌ي روش‌هاي پايدارسازي و كنترل اين سيستم‌ها از اهميت به‌سزايي برخوردار است. در پژوهش پيش رو به كنترل H_∞ زمان‌محدود مبتني بر رويداد در يك سيستم‌ كليدزن خطي خنثي با تأخيرهاي متغير با زمان پرداخته‌شده‌است. در بسياري از سيستم‌ها دغدغه‌ي اصلي رفتار سيستم در يك بازه‌ي زماني محدود و ثابت است. افزون بر آن كاهش اثر اغتشاش بر يك متغير خاص اغلب مطلوب است. بنابراين كنترل H_∞ زمان‌محدود بسيار حائز اهميت است. از سوي ديگر كنترل مبتني بر رويداد راهبرد كارآمدي است كه به علت كاهش انتقال داده به كنترل‌كننده (صرفاً در هنگام تشخيص رويداد) نسبت به استفاده از كنترل‌كننده‌ي آنالوگ و يا كنترل مبتني بر داده‌ي نمونه‌برداري‌شده (با تناوب زماني معين) موجب كاهش ميزان بار ترافيكي و اقدام كنترلي مي‌شود. در اين پايان‌نامه ابتدا به پايدارسازي زمان‌محدود رؤيتگرمبنا‌ي‌ سيستم كليدزن خنثي تحت سازوكار كنترلي مبتني بر رويداد پرداخته‌شده و در ادامه توسعه‌ي آن به پايدارسازي H_∞ زمان‌محدود رؤيتگرمبنا تحت سازوكار كنترلي مبتني بر رويداد انجام شده‌است. به اين منظور با استفاده از تابعي‌ها‌ي لياپانوف-كراسوفسكي چندگانه شروط كافي تضمين‌كننده‌ي اهداف كنترلي در قالب نامساوي‌هاي خطي ماتريسي ارائه شده‌است كه بر مبناي حل آن‌ها علاوه بر دستيابي به تابعي‌هاي لياپانوف-كراسوفسكي متضمن پايداري، بهره‌ي كنترل‌كننده و بهره‌ي رؤيتگر حاصل مي‌شود. همچنين از رويكرد زمان اقامت متوسط براي طراحي سيگنال كليدزني بهره ‌برده شده‌است. به اين منظور شرط كران پاييني براي زمان اقامت متوسط ارائه شده‌است به‌طوري‌كه تحت كليدزني برآورده‌كننده‌ي شرط مذكور، عملكرد مطلوب سيستم حاصل شود. در انتها دو مثال عددي براي نشان‌دادن كارايي روش پيشنهادي ارائه شده‌است.

1400/03/06

Event-triggered finite-time 𝑯∞ control of switched linear neutral systems

1/1/1900 12:00:00 AM

switched systems are a class of hybrid systems that have multiple subsystems and a switching rule specifying active subsystem at any given time. These systems are important because of their ability to model many physical phenomena and industrial systems, as well as their ease of stability analysis. On the other hand, time delay is an inherent feature of many dynamic systems. Neutral systems are a class of time delayed systems in which there is a delay in addition to the state in their derivative. switched systems with neutral subsystems are called switched neutral systems. The study of stabilization and control methods of these systems is of great importance. In the present study, the event-triggered finite-time H_∞ control of a switched linear neutral system with time-varying delays is discussed. In many systems, the main concern is the behavior of the system over a fixed and finite time interval. In addition, it is often desirable to reduce the effect of disturbance on a specific variable. Therefore, finite-time H∞ control is very important. Event-triggered control, on the other hand, is an efficient strategy that reduces the traffic load and control task due to the reduction of data transmission to the controller (only when an event is detected) compared to the use of analog controller or sampled data-based control. This thesis first deals with the observer-based finite-time stabilization of a switched linear neutral system under an event-triggered control mechanism, and then its development to the observer-based finite-time H_∞ stabilization of the switched linear neutral system under the same event-triggered control mechanism is done. For this purpose, by using multiple Lyapunov-Krasovsky functionals, sufficient conditions are provided to guarantee the control objectives in the form of linear matrix inequalities, based on which, in addition to Lyapunov-Krasovsky functionals, the controller gain and the observer gain are obtained. The average dwell time approach has also been used to design the switching signal. For this purpose, a lower bound condition is provided for the average dwell time so that the desired performance of the system is achieved under the switching that satisfies the said condition. Finally, two numerical examples are provided to show the effectiveness of the proposed method.

سيستم كليدزن خطي خنثي , كنترل ∞H زمان‌محدود , كنترل مبتني بر رويداد , كنترل رؤيتگرمبنا , زمان اقامت متوسط

Switched linear neutral system , Finite-time H∞ control , Event-triggered control , Observer-based control , Average dwell time