• شماره ركورد
    31396
  • پديد آورنده

    سجاد پاك خصال

  • عنوان
    طراحي كنترل‌كننده براي سيستم‌هاي متغير با زمان چندجمله‌اي داراي نامعيني با استفاده از برنامه‌ريزي پوياي تقريبي
  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • رشته تحصيلي
    مهندسي برق-كنترل
  • سال تحصيل
    1397
  • تاريخ دفاع
    03/02/22
  • استاد راهنما
    سعيد شمقدري
  • استاد مشاور
    -
  • دانشكده
    مهندسي برق
  • چكيده
    سيستم‌هاي متغير با زمان غيرخطي دسته‌اي از سيستم‌هاي ديناميكي هستند كه مطالعات كمتري روي آن‌ها انجام شده است و بسياري از روش‌هاي موجود در نظريه كنترل براي آن‌ها توسعه نيافته‌اند. برنامه‌ريزي پوياي تقريبي يك روش تكراري است كه از آن براي حل مسائل مختلفي از جمله طراحي كنترل‌كننده‌هاي بهينه و H∞ براي سيستم‌هاي ديناميكي استفاده شده است. يكي از خانواده الگوريتم‌هاي برنامه‌ريزي پوياي تقريبي، الگوريتم‌هاي تكرار سياست هستند كه به سبب ويژگي‌هاي ساختاريشان، كاربرد بيشتري در حل مسائل كنترلي دارند. در الگوريتم‌هاي تكرار سياست معمولا براي تقريب تابع هزينه و بهبود سياست كنترلي بر اساس آن، از روش‌هاي داده محور مبتني بر هوش مصنوعي استفاده مي‌كنند. اما در مورد سيستم‌هاي متغير با زمان وابستگي تابع هزينه به زمان كه يك متغير پيوسته و نامحدود است، استفاده از روش‌هاي داده‌محور را با مشكل مواجه مي‌كند. در اين رساله، موضوع استفاده از الگوريتم‌هاي تكرار سياست مبتني بر برنامه‌ريزي مجموع مربعات براي كنترل بهينه و كنترل H∞ سيستم‌هاي متغير با زمان غيرخطي مورد مطالعه قرار مي‌گيرد. در ابتدا يك الگوريتم تكرار سياست براي كنترل زيربهينه سيستم‌هاي متغير با زمان چندجمله‌اي ارائه مي‌شود. همگرايي اين الگوريتم تكراري و پايدارساز بودن سياست حاصل از آن نيز اثبات‌ خواهد شد. در گام ارزيابي سياست الگوريتم ارائه شده مي‌بايست يك مساله بهينه‌سازي مجموع مربعات حل شود. وجود اين مساله بهينه‌سازي امكان افزودن قيودي جهت تضمين پايداري نمايي و تضمين مثبت بودن تابع لياپانوف را فراهم ساخته است. سپس يك الگوريتم تكرار سياست مبتني بر برنامه‌ريزي مجموع مربعات براي كنترل H∞ سيستم‌هاي متغير با زمان غيرخطي داراي ورودي‌هاي اغتشاشي و نامعيني پارامتري با حدود معلوم ارائه مي‌شود. در كنترل H∞، هدف طراحي كنترل‌كننده‌اي است كه سيستم را در غياب اغتشاش پايدار كند و در حضور آن، بهره L2 سيستم از اغتشاش به خروجي را از يك مقدار از پيش تعيين شده كمتر نمايد. اين مقدار از پيش تعيين شده، ضريب تضعيف اغتشاش ناميده مي‌شود. در اين رساله روشي نظام‌مند جهت دست‌يابي به سياستي كه بتواند ضريب تضعيف اغتشاش كوچك‌تري را تضمين كند نيز ارائه مي‌شود. همگرايي الگوريتم تكرار سياست، پايداري نمايي فراگير و كارايي H∞ نيز به ازاي همه مقادير ممكن براي پارامترهاي نامعين اثبات مي‌شوند. همچنين به منظور ارزيابي الگوريتم‌هاي پيشنهادي، در هر فصل مثال‌هايي همراه با شبيه‌سازي‌هاي عددي فراهم شده‌ است.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/07/12
  • عنوان به انگليسي
    Controller design for uncertain polynomial time-varying systems using approximate dynamic programming
  • تاريخ بهره برداري
    1/1/1900 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    سجاد پاك خصال

  • چكيده به لاتين
    Nonlinear time-varying systems are a kind of dynamic systems that have been less studied and many methods in control theory have not been developed for them. Approximate dynamic programming is an iterative method that employed to solve many problems including the design of optimal and H∞ controllers for dynamic systems. One of the family of approximate dynamic programming algorithms are policy iteration algorithms, which are more useful in solving control problems due to their structural features. In policy iteration algorithms, data-based methods in artificial intelligence are usually used to approximate the cost function and improve the control policy based on it. However, in the case of time-varying systems, the dependence of the cost function on time, which is a continuous and unlimited variable, makes it difficult to use data-based methods. In this thesis, the topic of using the sum-of-squares optimization-based policy iteration algorithms for optimal control and H∞ control of nonlinear time-varying systems is studied. First, a policy iteration algorithm for suboptimal control of polynomial time-varying systems is presented. The convergence of this iterative algorithm and the stability of the resulting closed-loop system will also be proved. In the policy eva‎luation step of the presented algorithm, a sum of squares optimization problem should be solved. The existence of this optimization problem has made it possible to add constraints to guarantee exponential stability and guarantee the positivity of the Lyapunov function. Then, a sum-of-squares optimization-based policy iteration algorithm is presented for H∞ control of nonlinear time-varying systems with external disturbance inputs and uncertain parameters with known bounds. In the H∞ control, the goal is to design a controller that stabilizes the system in the absence of disturbance and, in its presence, makes the system L2-gain under a prescribed level of disturbance attenuation. This prescribed value is called the disturbance attenuation coefficient. In this thesis, a systematic method is also presented to achieve a policy that can guarantee a smaller disturbance attenuation coefficient. The convergence of the policy iteration algorithm, the global exponential stability and the H∞ performance are also proved for all possible values of the uncertain parameters. Also, in order to verify the effectiveness of the proposed algorithms, examples with numerical simulations are provided in each chapter.
  • كليدواژه هاي فارسي
    كنترل بهينه , كنترل مقاوم , برنامه‌ريزي پوياي تقريبي , الگوريتم تكرار سياست , سيستم‌هاي متغير با زمان , برنامه‌ريزي مجموع مربعات
  • كليدواژه هاي لاتين
    Optimal control , robust control , approximate dynamic programming , policy iteration algorithm , time-varying systems , sum-of-squares programming
  • Author
    sajjad pakkhesal
  • SuperVisor
    saeed shamaghdari