28185

طراحي كنترل كننده پيش بين تطبيقي و مقاوم مبتني بر شبكه بندي بهينه در تكنيك هاي چند مدلي

دكتري تخصصي (PhD)

مهندسي برق- كنترل

1395

1401/12/24

حسين بلندي

مهندسي برق

از مهمترين اهداف سيستم هاي كنترل تطبيقي، حفظ بازدهي در حضور نامعيني هاي موجود در ديناميك سيستم است. از طرفي، حفظ پايداري در حضور اين نامعيني ها در حوزه كنترل مقاوم مطرح مي شود. بنابراين، تعميم تئوري هاي كنترل مقاوم به سيستم هاي كنترل تطبيقي انتخاب محدوده مطمئن پارامترها را پيشنهاد مي دهد. عدم دانش كافي در اين زمينه، از بزرگترين چالش هاي ممكن در سيستم هاي كنترل تطبيقي است. در اين رساله، در كنار طراحي سيستم كنترل تطبيقي مناسب، ناحيه اي براي پارامترها معرفي شده تا با انتخاب شرط اوليه شناساگر ، حفظ پايداري سيستم كنترل تطبيقي تضمين شود. به منظور آناليز قوام و تعيين محدوده پايداري، ابتدا فضاي اپراتوري عمومي S به عنوان مهم ترين نوآوري، تعريف شده است كه تمامي اپراتورهاي غيرخطي با توپولوژي خمينه ديفرانسيل پذير را به صورت ايزومورفيسم هاي ايزومتريك بيان مي كند. ثمره اين تعريف، امكان پذيري حل رابطه معيار اندازه غيرخطي است كه در نهايت به تعريف معيار جديد s-Gap منتهي مي شود. در ادامه، با توجه به فرضيات مسئله كه نامعيني مدل نشده (با ساختار يا بدون ساختار) را تداعي مي كند، كران بهره سيستم با ارائه فرمولاسيون مناسب اصلاح شده تا بار محاسباتي ايجاد شده از سمت s-Gap به كران بهره انتقال داده شود. با استفاده از معيار s-Gap، محدوده پايداري جديدي ارائه مي شود كه با انتخاب شرط اوليه شناساگر متعلق به آن، سيستم حلقه بسته پايدار خواهد بود. علاوه بر اين، كران بهره را به صورت قيد در ساختار كنترل پيش بين درنظر خواهيم گرفت تا بتوان دست يابي به قوام دلخواه را ممكن ساخت. به منظور تعميم روش ارائه شده براي سيستم هاي متنوع با غيرخطي گري درجه بالا، ساختار كنترل چندگانه جديد با تعداد مدل هاي محلي بر مبناي معيار اندازه s-Gap و حاشيه پايداري تعميم يافته جديد معرفي مي شود. با توجه به پيچيدگي شديد در حل مسئله بهينه سازي، روشي عددي براي بهينه سازي تابع هزينه ارائه شده است تا بتوان با خطاي قابل قبول به مقدار بهينه جهت توزيع مدل هاي محلي دست پيدا كنيم. در اين رساله سعي شده است تا مثال هاي متنوعي مطرح شود تا جامعيت روش در سيستم هاي كنترلي به وضوح نشان داده شود.

1402/02/13

On the Design of Adaptive and Robust Model Predictive Control Based on Optimal Partitions in Multi-Model Control Approaches

3/14/2024 12:00:00 AM

The most aims of the adaptive control systems are to keep the tracking performance of the closed loop control system when encountering the model uncertainties. On the other hand, the stability in the presence of the model uncertainties is concerned to the robust control theory. Thus, extension of the robust control rules to the adaptive control systems leads to fruitful results which suggest a reliable region for selection of the unknown parameters. The gulf of the science in this field is the most important problem of the control theory challenging the adaptive control system design. In this thesis, beside the design procedure of the suitable adaptive control system, a region for the parameter selection of the adaptive control system is introduced concluding the guarantee for stability of the closed loop control system. In the new adaptive control strategy, the linear model is identified with on-line identification procedure using an axiomatic estimator. Also, the axiomatic properties and convergence analysis of the error sequence is proved with the Lyapunov theory concepts. To analysis the robustness and determine the stability bound, firstly, the General Operator Space (GOS), shown by S, is introduced as the main novelty of the thesis. This includes all of the differentiable nonlinear operators and interprets the nonlinear operators as an infinite sequence of isometric isomorphism operators. The operator theory results make possible the solution of the nonlinear gap problem in the new operator space, known as s-Gap, for the mentioned class of the operators. Indeed, we show that the solution of the gap metric problem on the created topology may be considered as the most conservatism tangent space. Furthermore, we move the unmolded dynamic burden to the gain bound analysis in order to investigate the stability of the considered dynamic. Using the s-Gap concept, we propose a new stability bound in which the selection of the initial condition of the estimator belongs to that, the closed loop control system remains stable. Moreover, the gain bound of the closed loop system is considered as a constraint in the adaptive model predictive control (AMPC) to guarantee an arbitrary robustness. The advanced operator theory beside the simulations proves the effectiveness of the given claims.

فضاي اپراتوري , معيار اندازه وينيكمب , كنترل مقاوم , كنترل پيش بين تطبيقي

Operator space , Vinnicomb metric , robust control , Adaptive Model Predictive control

Saman Saki

Hossein Bolandi