مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

آنالیز پایداری و طراحی کنترل کننده فیدبک حالت در سیستمهای کنترل تحت شبکه دارای تأخیر متغیر با زمان

نویسندگان
دانشکده مهندسی برق، دانشگاه اصفهان
چکیده
در دهه های اخیر استفاده از کنترل کننده های تحت شبکه به جای کنترل کننده های سنتی مورد توجه بسیاری قرار گرفته است که موجب کاهش چشم گیر هزینه ها، کاهش وزن و توان تجهیزات لازم و قابلیت اطمینان بالا در سیستم های کنترلی شده است. بکارگیری این کنترل کننده ها در کنار بهره مندی از مزایای متعدد دارای معایبی از جمله ایجاد تأخیر متغیر با زمان و اتلاف داده ها در انتقال داده های کنترلی می باشد که این امر موجب ایجاد ناپایداری می گردد. در این مقاله مسأله ی پایداری و پایدارسازی توسط فیدبک حالت برای سیستم های کنترل تحت شبکه دارای تأخیر متغیر با زمان مورد مطالعه قرار گرفته است. به این منظور از روش لیاپانف-کراسفسکی و ارائه ی تابعی مناسب استفاده شده است. سپس با اعمال نامساوی ویرتینگر و نامساوی ترکیب متقابلا محدب تخمین دقیقی از مشتق تابعی به دست آمده است. در روش ارائه شده یک معیار پایداری با محافظه کاری و پیچیدگی محاسبات کمتر به دست آمده است. در ادامه، مسأله ی طراحی کنترل کننده مورد بررسی قرار گرفته است که بر اساس معیار پایداری به دست آمده کنترل کننده ی فیدبک حالت طراحی شده است. در نهایت، به منظور نشان دادن تأثیر و مزایای روش ارائه شده، از مثال سیستم یک ماهواره استفاده شده است که نشان می دهند روش ارائه شده تأثیر مطلوبی در کاهش محافظه کاری نتایج داشته و عملکرد بهتری را داشته است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Stability analysis and state feedback controller design for networked control systems with time varying delays

نویسندگان English

Fatemeh Khairandish
Mohsen Akramian
Mohammad Ataei
چکیده English

Network Control Systems (NCS) arise in many real-world applications and they have been an active area over recent decades. Using NCSs instead of traditional controllers has led to significant decrease in costs, weight and power of installations, also increase in reliability of control systems. Despite these advantages, NCSs confront various challenges, such as time varying delays and data packet dropouts in control data transfer which leads to instability. In this paper, the stability analysis and stabilizing with state feedback are studied for NCSs which includes time varying delays in state equations. This goal is achieved by introducing a new functional and using the Lyapunov-Krasovskii approach. Then, an accurate estimation of derivative of functional is obtained by applying Wirtinger and Reciprocally convex combination inequalities. In the proposed method, a stability criterion is derived with less conservatism and complexity. Afterwards, the problem of controller design is examined in which the state feedback controller is designed based on stability criterion. Finally, the dynamic model of the satellite as an examples is used to demonstrate the advantages of proposed method which illustrates our proposed method has desirable influence in decreasing conservatism of results and leading to better performance.

کلیدواژه‌ها English

Networked control systems
Time varying delay
Stability analysis
Wirtinger inequality
State feedback controller