مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تعیین بهینه زمان های سوئیچینگ کنترلر بنگ-بنگ برای سیستم نامعین جرثقیل سقفی

نویسندگان
1 دانشکده شهید چمران دانشگاه فنی و حرفه ای
2 موسسه آموزش عالی احرار
چکیده
امروزه جرثقیل سقفی به صورت گسترده در صنایعی از قبیل خودروسازی، بنادر و کشتیرانی و نیز جابجایی و حمل بار در انبارها به کار گرفته می شود. اغلب مدل سازی هایی که از سیستم های دینامیکی صنعتی صورت می گیرد دارای پارامترهای مخدوش با نویز یا اغتشاش می باشند که مدل جرثقیل سقفی نیز از این امر مستثنی نیست. اغتشاش در سیستم می تواند ناشی از مدل آن و یا وسایل اندازه گیری باشد. فیلتر کالمن یکی از روش های کارآمد برای شناسایی مدل و پالایش داده های مخدوش است. با توجه به غیرخطی بودن مدل دینامیکی جرثقیل سقفی، فیلتر کالمن نا متقارن بهبود یافته با الگوریتم ژنتیک برای تخمین پارامتر های سیستم در نظر گرفته شده است. یکی از روش های معمول در کنترل پارامترهای جرثقیل سقفی استفاده از نیروی کنترلی بنگ-بنگ است. با این حال نحوه عملکرد کنترلر بنگ-بنگ وابستگی زیادی به زمان های سوئیچ شدن نیروی کنترلی دارد. در این مقاله ضمن استفاده از این کنترلر، زمان های سوئیچینگ آن با استفاده از الگوریتم ژنتیک برای سیستم مخدوش با نویز تعیین شده اند. هدف طراحی دستیابی به نقطه هدف در کمینه زمانی با کمترین میزان خطا می باشد. همچنین با در نظر گرفتن ورودی کنترلر بنگ-بنگ به مقایسه شرایط سیستم در نسبت های جرمی مختلف پرداخته شده است. نتایج شبیه سازی بیانگر عملکرد بهینه الگوریتم کالمن بهبود یافته نامتقارن در تعیین زمان سویئچینگ نقطه هدف در کمینه زمانی است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Optimal Switching Times of Bang-Bang Controller for Uncertain Overhead Crane System

نویسندگان English

Mojtaba Masoumnezhad 1
Seyed Ali Moafi 2
چکیده English

These days overhead crane is widely used in different industries such as automobile companies, harbor, navigation and also transportation of tools in storerooms. Most of models which is done through industrial dynamic systems include some vitiated parameter with noise and disturbance which overhead crane model is not also an exception. Disturbance in system can be due to its model or measuring tool. Kalman filter is a practical method in order to recognize the model and also filtration of disordered data. By the note of that overhead crane is a nonlinear model, asymmetric sigma-point Kalman filter improved by genetic algorithm (GA-ASKF) is intended to estimate system parameters. One of common ways in controlling overhead crane parameters is using controlling force, Bang-Bang. By the way, function of Bang-Bang controller depends on controlling force switched times. In this paper, beside using this controller, its switched times is found by using genetic algorithm for noisy system. The design aim is to achieve the target point in minimum time with minimum error. Also by considering Bang-Bang controller entrance part, the article is compared situation of the system in different mass relativeness. Simulation results shows improved performance of the GA-ASKF algorithm to determine the switching time of controller and also achieving the target point in minimum time.

کلیدواژه‌ها English

Overhead Crane
noise
Filter Kalman
genetic algorithm
Bang-Bang Controller