۲۳ نتیجه برای فیلتر کالمن
دوره ۴، شماره ۱ - ( ۶- )
چکیده
خطای سیستم ناوبری اینرسی با گذشت زمان افزایش مییابد، در نتیجه برای دستیابی به دقت بالاتر مخصوصا در ناوبریهای طولانی مدت، به سیستمهای کمکی نیاز است. سیستم جهانی تعیین موقعیت با توجه به خواص مکمل خود با سیستم ناوبری اینرسی، مناسبترین سیستم کمکی محسوب میشود. در این مقاله پس از شبیه سازی GPS وINS ، تلفیق کامل آنها بررسی و شبیهسازی میشود. در ادامه بعد از مرور روشهای تطبیق فیلتر کالمن، نوعی فیلتر کالمن تطبیقی فازی برای تلفیق کامل GPS وINS ارایه شده که در آن، تطبیق با تنظیم تطبیقی ماتریس کوواریانس نویز اندازهگیری R و نویز پروسه Q توسط سیستم فازی انجام میشود. تنظیم تطبیقی به وسیله سیستم فازی و با به کارگیری روش تطبیق کوواریانس انجام میشود. نتایج نشان میدهد که تلفیق تطبیقی فازیGPS و INS با تنظیم تطبیقی ماتریسهای Q یا R عملکرد بهتری نسبت به تلفیق معمولی دارد که در آن ماتریسهای Q وR یا هر دو ثابتند.
دوره ۱۳، شماره ۲ - ( ۴-۱۳۹۲ )
چکیده
امروزه سیاستگذاران و اقتصاددانان، انتظارات عقلایی را به طور وسیع در سیاست های پولی، مالی و تنظیمی مورد استفاده قرارمی دهند تا عملکرد اقتصادی کشورشان را بهبود بخشند. در تعدادی از الگوهای مرتبط با این سیاست ها، انتظارات با فرض عقلاییبودن و داشتن اطلاعات کامل در زمینه علم اقتصاد پایه گذاری شده است. اما در واقع فعالان اقتصادی درباره تعدادی از پارامترهای این مدل ها اطلاعات کافی و کاملی ندارند. این پارامترهای نامعلوم را می توان در طول دوره فرایند یادگیری در چارچوب انتظارات عقلایی تخمین زد.
در این مطالعه، تأثیر سیاست های دولت بر تورم بر مبنای انتظارات عقلایی تحت فرایند یادگیری، الگوسازی شده است. دادههای مورد استفاده در این مطالعه از بانک مرکزی ایران (۱۳۸۸-۱۳۶۸) و همچنین از برنامههای توسعه اقتصادی ایران گرفته شده است.
نتایج مطالعه نشان داد که تورم موجود در کشور، بیشتر از ساختار اقتصاد کشور و سیاستهای دولت ناشی میشود و انتظارات تورمی مردم سهم ناچیزی در آن دارد. همچنین بر اساس نتایج حاصله فرایند یادگیری در ایران به سمت انتظارات عقلایی همگرا خواهد شد، لذا سیاستهای اتخاذی توسط دولت برای کاهش تورم و افزایش اشتغال، ناکارآمد میباشد و پیشنهاد میشود که دولت از سیاستهای غیرمنتظره و ناگهانی جهت مؤثر واقع شدن برنامههای خود استفاده کند.
دوره ۱۳، شماره ۴ - ( ۱۱- )
چکیده
این مقاله یک روش شناسایی سلسله مراتبی جدید برای سیستمهای مرتبه کسری ارائه میدهد. در این روش یک مدل فضای حالت یک ورودی- یک خروجی در نظر گرفته میشود به نحوی که پارامترها و همچنین متغییرهای حالت باید تخمین زده شوند. برای این منظور با استفاده از یک تبدیل خطی و همچنین اپراتور شیفت، سیستم مرتبه کسری مورد نظر به یک فرم مناسب برای شناسایی تبدیل میشود. سپس، پارامترهای نامعلوم از طریق روش حداقل مربعات بازگشتی شناسایی شده و متغییرهای حالت با استفاده از فیلتر کالمن مرتبه کسری تخمین زده میشوند. این روش شناسایی بر پایه اصل شناسایی سلسله مراتبی استوار است که باعث کاهش حجم محاسباتی و پیادهسازی آسان در کامپیوتر میشود. درستی الگوریتم ارائه شده با استفاده از دو سیستم مرتبه کسری پایدار بررسی شده است.
امیررضا کوثری، مهدی پیروانی، مهدی فکور، حسین نجات پیشکناری،
دوره ۱۳، شماره ۱۴ - ( ۱۲-۱۳۹۲ )
چکیده
در این مقاله به طراحی کنترل¬کننده LQG/LTR برای کنترل وضعیت ماهواره زمین آهنگ در فاز نامی پرداخته می¬شود. عملگر مورد استفاده در این مقاله چرخ عکس¬العملی است و گشتاور کنترلی آن به وسیله رگولاتور LQR تعیین می¬شود. حسگرهای مورد استفاده در این مقاله، حسگر خورشید و زمین هستند و از فیلتر کالمن توسعه یافته برای تخمین حالت¬های آغشته به نویز استفاده می¬شود. سیگنال کنترلی حاصل از LQR به شرطی که همه حالات سیستم در فیدبک خروجی دیده شوند، دارای عملکرد مناسبی است. اما این روش ایده¬آل بوده و نویز موجود در مدل و حسگرها را لحاظ نمی¬کند. از اینرو، بر اساس حالت¬های تخمینی کنترل¬کننده¬های LQG و LQG/LTR طراحی شده و با کنترل¬کننده LQR مقایسه می شوند. ضرایب بهره کنترل¬کننده¬ها بر اساس خطی سازی حول نقطه کاری بدست می¬آید که موجب مقاومت و تشابه پاسخ¬های LQG و LQG/LTR می¬شود. نتایج نشان می¬دهد که فراجهش کنترلی LQR نیز از سایر کنترل کننده¬ها بیشتر است.
مهدی مولوی، احمد صداقت، محمد رضا سلیم پور،
دوره ۱۴، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۳ )
چکیده
در سیستم¬های پرتابه به علت بالا بودن سرعت ورود به جو در اثر فشرده شدن مولکولهای هوا و امواج ضربه¬ای قوی در جلوی پرتابه گرمایش آیرودینامیکی شدیدی بوجود میآید. استفاده از پوشش مواد فداشونده روی سازه اصلی مستلزم مدلسازی مناسب جهت تعیین شار¬حرارتی در مرز است که اندازه¬گیری آن به صورت مستقیم امری غیر¬ممکن یا بسیار دشوار است. در کار حاضر تخمین شار¬حرارتی به روش فیلتر کالمن انجام می¬شود که به علت تخمین آنی شار حرارتی محل بهینه حسگرهای دمایی را در یک مرز متحرک در اختیار قرار می دهد. علاوه بر این از نتایج کار حاضر می توان در طراحی حسگرهای شارسنج استفاده نمود. نتایج روش کنونی برای تعیین موقعیت بهینه سه حسگر دمایی در مرز متحرک فدا شونده و از بین بردن اغتشاشات در لحظه سوختن حسگر برای تخمین دقیق تر شار حرارتی ارائه می شود.
مجتبی معصوم نژاد، سید علی معافی، علی جمالی، نادر نریمان زاده،
دوره ۱۴، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۳ )
چکیده
در چند دهه گذشته، شناسایی متغیرهای حالت و پارامترهای یک مدل دینامیکی از روی داده های اندازه گیری شده ناقص و مخدوش با نویز مورد توجه محققان قرار گرفته است. فیلترهای کالمن و H بینهایت از معروفترین روشهای شناسایی مدل و پالایش داده های مخدوش هستند. فیلتر کالمن در صورت وجود اطلاعات کافی در مورد نویزهای فرآیند دارای عملکرد مناسبی است بگونه ای که میانگین مجذور خطای تخمین را حداقل می نماید. همچنین فیلتر Hبینهایت مستقل از اطلاعات نویزهای فرآیند، بوسیله یک حد بالای محدود کننده تخمینی ارائه می دهد که در مقابل اغتشاشات مدل مقاوم است. در این مقاله فیلتر ترکیبی کالمن و H بینهایت ارائه گردیده است که بوسیله آن محدوده اجرایی فیلتر H بینهایت درحالی بکار برده خواهد شد که به طور همزمان محدوده اجرایی فیلتر کالمن که همان حداقل نمودن میانگین مجذور خطای تخمین است برآورده شود. با استفاده از روش بهینه سازی چند هدفی نقاط پارتو غیر برتر طراحی از دید دو تابع میانگین مجذور خطا و حد بالای فیلتر H بینهایت برای دو مورد مطالعاتی ارائه گردیده است. شبیه سازی برای دو مورد مطالعاتی نشان دهنده عملکرد مقاوم و کمینه بودن میانگین مجذور خطاها برای نقطه مصالحه طراحی است.
احسان داودی، مهدی رضایی،
دوره ۱۴، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۳ )
چکیده
این مقاله به کنترل یک کوادروتور بر اساس تخمین وضعیت بدست آمده از سنسورهای MEMS میپردازد. در ابتدا، مدل دینامیکی کوادروتور استخراج شده و سپس با استفاده از الگوریتم PID معکوس، کنترل وضعیت آن در نرم¬افزار متلب شبیه¬سازی شده است. برای واقعی¬تر کردن مدل شبیه¬سازی و نزدیک کردن آن به واقعیت، از داده¬های آزمایشگاهی استفاده گردیده است. به همین منظور یک مجموعه آزمایشگاهی تشکیل شده از یک بدنه حامل سنسورهای شتاب سنج و سرعت زاویه¬ای که در دو سمت آن دو موتور ملخدار نصب گردیده و حول یک شفت دوران می¬کند طراحی و ساخته شد. از آنجاییکه داده¬های آزمایشگاهی برای سنسورها نشان از خطا و نویزی بودن آنها دارد از یک فیلتر کالمن برای کاهش نویز سنسورها استفاده گردید و نتایج عملکرد کنترلر با استفاده از خروجی¬ سنسورها و خروجی فیلتر کالمن با هم مقایسه شدند. نتایج بدست آمده نشان از عملکرد خوب فیلتر کالمن و کنترل مناسب مجموعه می¬باشد.
بیژن معاونی، مهدی خسروی، صیاد نصیری، ملیکا امیری،
دوره ۱۴، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۳ )
چکیده
محاسبه صحیح، دقیق و سریع مقدار سرعت خطی خودرو در زمان ترمزگیری اهمیت ویژهای در عملکرد صحیح سیستمهای ترمز ضد قفل دارد. از اینرو تحقیقات متنوعی در حوزه تخمین سرعت خطی خودرو صورت گرفته است. ولیکن مسالهای که اکثر پژوهشهای صورت گرفته در این حوزه با آن مواجه بودهاند، استفاده از مقدار گشتاور ترمزی به عنوان ورودی معلوم در تخمینگر بوده است. این پژوهشها در حالی به این راهکار میپرداختهاند که اندازهگیری گشتاور ترمزی علاوه بر اینکه کار سادهای نبوده و نیاز به سنسورهای اضافی دارد، موجب افزایش هزینهها و همچنین توجه بیشتر به مسائل تعمیر و نگهداری نیز میگردد. در این مقاله دو رویکرد، فیلتر کالمن توسعه یافته مکرر با ورودی نامشخص (UIIEKF) و همچنین فیلتر غیرخطی تطبیقی اصلاح شده (MANF)، به منظور تخمین سرعت خطی خودرو پیشنهاد شده است که در هیچ یک به مقدار گشتاور ترمزی نیازی نخواهد بود و این در حالیست که هر دو روش دارای دقتهای قابل قبولی میباشند. تفاوت عمده این دو روش این است که در UIIEKF به معادلات دینامیک حرکت خودرو در حین ترمزگیری نیاز است، در حالیکه در روش MANF به مدل دینامیکی نیازی نیست. دو روش پیشنهادی با انجام تستهای تجربی بر روی خودرو از جنبههای مختلف مورد تحلیل و بررسی قرار گرفتهاند و در انتها نقاط قوت و ضعف آنها در مقایسه با یکدیگر نیز ارائه شده است.
مجتبی معصوم نژاد، علی جمالی، نادر نریمان زاده،
دوره ۱۴، شماره ۱۵ - ( ۱۲-۱۳۹۳ )
چکیده
فیلتر کالمن آنسنتد (UKF) یکی از معروفترین فیلترها جهت تخمین متغیرهای حالت آغشته با نویز گوسی و سفید یک سیستم غیرخطی است. همچنین این فیلتر در تخمین پارامترهای شبکههای عصبی چند لایه ای نیز مورد استفاده قرار می گیرد. شبکه عصبی نوع GMDH یکی از پرکاربردترین شبکه های عصبی است که از توانایی بالایی در مدل سازی داده های پیچیده برخوردار است. در تحقیقات زیادی از روش های گوناگون نظیر تجزیه مقادیر منفرد و الگوریتم ژنتیک برای تعیین ضرایب این شبکه عصبی استفاده شده است. در این مقاله، از فیلتر کالمن آنسنتد جهت تخمین پارامترهای شبکه های عصبی نوع GMDH برای داده های آزمایشگاهی دارای قطعیت و عدم قطعیت استفاده شده است. با استفاده از این روش، ضرایب بر روی جدول داده های آزمایشگاهی بدون درنظر گرفتن نامعینی بدست آمدند و برای بررسی مقاوم بودن مدل بدست آمده در برابر نامعینی های موجود در داده ها از روش مونت کارلو استفاده گردید. نتایج شبیه سازی برای دو جدول داده های آزمایشگاهی چند ورودی- یک خروجی نشان می دهند که الگوریتم ارائه شده نسبت به سایر روش ها، رفتار بسیار مقاومتری در مواجهه با نامعینی ها دارد.
دوره ۱۵، شماره ۲ - ( ۴-۱۳۹۴ )
چکیده
در حال حاضر در کشور ما برای محاسبه موجودی سرمایه از روش های مختلفی استفاده می شود. مثلاً بانک مرکزی جهت محاسبه موجودی سرمایه از روش موجودی دائمی (PIM) استفاده می نماید و در مقاطع مختلف محققان از روشهایی چون روش تابع تولید یا روش نسبت سرمایه به تولید استفاده کرده اند.
در این تحقیق تلاش میشود تا پس از برآورد موجودی سرمایه بخشهای مختلف اقتصادی ایران، نتایج با یکدیگر مقایسه شود. با کنکاش در مورد نتایج به دست آمده به وسیله روش PIM و روش تابع تولید، ملاحظه می شود، به دلیل محدودیت آماری، تخمینهای حاصل از روش تابع تولید، مناسبتر است، زیرا برآوردها با توجه به محدودیت آماری برای آمریکا نیز تکرار شد و با داده های موجودی سرمایه آمریکا مقایسه گردید و بنابراین، روش تابع تولید انتخاب گردید.
نرخ استهلاک در بخش کشاورزی ۸/۵ درصد، بخش صنعت و معدن ۹/۴ درصد، بخش ساختمان ۸/۷ درصد، بخش خدمات ۵/۳ درصد، بخش نفت و گاز ۳/۶ درصد و بخش آب، برق و گاز ۱/۴ درصد به دست آمد. همچنین درخصوص اطمینان به نرخ استهلاک محاسبه شده، مقادیر آن با سایر تحقیقات که در ایران محاسبه شده، مقایسه گردید که نتایج نزدیک به هم بودند.
علی بادپا، محمدتقی حمیدی بهشتی، مهدی سجودی،
دوره ۱۵، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله، فیلتر کالمن توسعهیافته و کنترلگر غیرخطی وابسته به مدل تحت شبکه با استفاده از اصل جداسازی برای زیرسیستم تعیین و کنترل وضعیت ماهواره مدار پایین زمین طراحی شده است. در این راستا، با توجه به روند توسعه ماهوارهها، معماری زیرسیستم تعیین و کنترل وضعیت برای کلاس وسیعی از ماهوارههای مدار پایین زمین جهت پایدارسازی و حصول اهداف مأموریتی همچون تعیین وضعیت و نشانهروی دقیق پیشنهاد شده است. این معماری، بصورت سیستم کنترلی تحت شبکه جهت برقراری اتصال و ارتباط بین اجزاء کنترلی شامل حسگرها، عملگرها و بورد پردازنده و همچنین به اشتراک گذاشتن داده با سایر زیرسیستمها در نظر گرفته شده است. سپس، با مدلسازی تمامی اجزاء سیستم و لحاظ نمودن اثرات ناشی از شبکه بصورت اغتشاش کراندار، سیستم کنترل برای جبران آنها طراحی شده است. بدین منظور، الگوریتهای تخمین و کنترل وضعیت شامل فیلتر کالمن توسعهیافته و کنترلگر غیرخطی وابسته به مدل بگونهای طراحی شدهاند تا ضمن دستیابی به عملکرد مطلوب سیستم، پایداری هر یک از آنها تضمین گردد. در ادامه، مدل غیرخطی دینامیک ماهواره بر حسب پارامترهای کواترنیون و سرعتهای زاویهای ارائه شده و با بیان قضیه اصل جداسازی غیرخطی برای طراحی رؤیتگر و کنترلگر، شرایط همگرایی و پایداری نمایی براساس مدل خطی ماهواره استخراج شده است. اثبات قضیه نشان میدهد که سیستم حلقه بسته بطور پیوسته وضعیت ماهواره را در محدوده دقت تعیین شده حفظ مینماید. در نهایت، نتایج شبیهسازی حاصل از اعمال رؤیتگر و کنترلگر طراحی شده بر روی یک ماهواره فعال در مدار، کارآیی طراحی صورت گرفته را به خوبی نشان میدهد.
علیرضا فریور، محمد رضا ذاکرزاده،
دوره ۱۵، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۴ )
چکیده
هدف از این مقاله نحوه طراحی، ساخت و کنترل ربات دو چرخ تعادلی است. در ابتدا تاریخچه رباتهای تعادلی، نحوه کنترل آنها و پژوهشهای صورت گرفته در این حوزه مورد بررسی قرار میگیرد. در ادامه، تحلیل یک شاسی از نظر ابعاد و جنس برای ربات انجام شده و معادلات حاکم بر ربات بر اساس طراحی صورت گرفته محاسبه میشود. سپس پارامترهای ربات توسط آزمایشات مختلف اندازهگیری شده و یا از برگه مشخصات قطعه استخراج میشود و در معادلات جایگذاری میگردد. معادلات بدست آمده ساده شده و توابع تبدیل آنها از نظر پایداری ربات بررسی میگردد. در این ربات تعادلی از دو فیلتر کالمن ساده شده و فیلتر تکمیل کننده برای تشخیص زاویه انحراف از حالت عمود توسط تلفیق داده حسگرهای شتابسنج و ژیروسکوپ استفاده شده است. در ادامه کنترل کننده تناسبی-انتگرالی-مشتقگیر و توابع تبدیل ربات در نرم افزار متلب شبیه سازی شده است. سپس ضرایب کنترل کننده برای متعادل شدن ربات ساخته شده، یک بار توسط تنظیم خودکار ضرایب در نرم افزار متلب و بار دیگر به صورت تجربی تعیین شده و نتایج در هر مرحله با یکدیگر مقایسه می شود. در پایان مدار الکترونیکی کنترل ربات توسط میکرو کنترلر به همراه سنسور تشخیص زاویه و ارتباط سریال با کامپیوتر برای تحلیل نتایج طراحی شده است.
دوره ۱۶، شماره ۱ - ( ۳-۱۳۹۵ )
چکیده
رشد مداوم سطح عمومی قیمتها در ایران، حاکی از روند افزایش کلی قیمتهاست. پویایی تورم کوتاهمدت و تعامل ادواری با متغیرهای واقعی اقتصادی، یک مسأله محوری در اقتصاد کلان و بخصوص در تجزیه و تحلیل سیاستهای پولی میباشد. این مطالعه به بررسی و برآورد منحنی فیلیپس مرکب کینزینهای جدید در اقتصاد ایران طی سالهای ۱۳۸۹-۱۳۳۸ پرداخته است. متغیرهای اثرگذار بر تورم جاری در این نوع منحنی، تورم آتی، تورم وقفهدار و شکاف تولید میباشد. در برآورد مقدار شکاف تولید از سه فیلتر کالمن، هدریک- پرسکات و باند- پس استفاده گردیده است. همچنین در مدل های مورد استفاده در این بررسی برای سال ۱۳۵۷ مشاهده گردید که شکاف ساختاری مربوط به سال های پیروزی انقلاب اسلامی می باشد. نتایج نشان میدهد که مطابق با دیگر مدلهای منحنی فیلیپس که وجود اثر و نقش اصلی شکاف تولید بر تورم دوره جاری را تأیید میکند، در این مدل نیز در هر سه حالت محاسبه شکاف تولیدی، این متغیر بر تورم جاری اثری معنیدار و مثبت دارد که حاکی از اثرگذاری متغیرهای واقعی در بلندمدت در کنار سیاست های پولی بر تورم است. همچنین ضریب متغیر تورم انتظاری (آتی) و تورم گذشته معنیدار گردید که نشان از این دارد که بنگاهها در تعیین قیمت خود، هم آیندهنگر و هم، گذشته نگر هستند، اما ضریب تورم انتظاری بیشتر از ضریب تورم باوقفه است و بیان می کند که بنگاه ها در تعیین سطح قیمت جاری خود بیشتر به تورم آتی توجه دارند. آزمونهای ارزﻳﺎﺑﻲ ﻣﺪلهای ﺗﺨﻤﻴﻨﻲ، حاکی از صحت و اعتبار برآورد میباشد.
سید علی معافی، مجتبی معصوم نژاد،
دوره ۱۶، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۵ )
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.
وحید تیکنی، حامد شهبازی،
دوره ۱۶، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۵ )
چکیده
این مقاله یک مدل کنترلی کاملا عملی و سخت افزاری برای پرنده چهار روتور ارائه میکند. مدلسازی کوادروتور با استفاده از روابط اویلر-نیوتون بیان میشود. برای پایدارسازی و کنترل کوادروتور یک کنترلر کلاسیک PID طراحی و پیاده سازی شده و از یک کنترلر فازی برای تنظیم ضرایب کنترلی استفاده میشود. با توجه به اینکه کوادروتور یک سیستم غیرخطی است استفاده از کنترلرهای کلاسیک برای پایدار سازی آن به اندازه کافی موثر نخواهد بود، از این رو استفاده از سیستم فازی که از جمله کنترلرهای غیرخطی به شمار میرود برای این سیستم غیرخطی موثر خواهد بود. سیستم فازی با توجه به مقدار مطلوب منظور شده برای کوادروتور بهرههای کنترلی را به منظور بهبود عملکرد کوادروتور تنظیم میکند و نتایج بهتری نسبت به کنترلر کلاسیک PID درپی دارد. یک مجموعه آزمایشگاهی شامل حسگرهای شتابسنج و ژیروسکوپ به همراه میکروکنترلر برای پیادهسازی کنترلر زاویهای فازی PID طراحی و ساخته شده است. با توجه به اینکه دادههای آزمایشگاهی دارای خطا و نویز هستند از فیلتر کالمن برای کاهش نویز حسگر استفاده شده است. در نهایت استفاده از فیلتر کالمن برای فیلتر دادههای آزمایشگاهی منجر به کنترل زاویهای مناسب مجموعه شده است.
احسان داودی، محمود مزارع، پدرام صفرپور،
دوره ۱۶، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۵ )
چکیده
این مقاله به شبیهسازی کنترل یک کوادروتور با استفاده از روشهای غیرخطی و بر اساس تخمین وضعیت بدست آمده از سنسورهای ممز پرداخته است. در ابتدا، مدل دینامیکی کوادروتور استخراج شده و سپس با استفاده از روشهای غیرخطی مود لغزشی و خطیسازی پسخورد، کنترل وضعیت آن در نرمافزار متلب شبیهسازی شده است. برای واقعیتر کردن مدل شبیهسازی و نزدیک کردن آن به واقعیت، از دادههای آزمایشگاهی سنسورهای ممز استفاده گردیده است. از آنجاییکه دادههای آزمایشگاهی برای سنسورها نشان از خطا و نویزی بودن آنها دارد از یک فیلتر کالمن برای کاهش نویز سنسورها استفاده گردید و نتایج عملکرد کنترلکنندهها با استفاده از خروجی سنسورها و خروجی فیلتر کالمن با هم مقایسه شدند. نتایج بدست آمده نشان از عملکرد خوب فیلتر کالمن و کنترل مناسب مجموعه میباشد. همچنین در این مقاله پاسخ سیستم به کنترلکنندههای مود لغزشی و خطیسازی پسخورد بررسی و با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد که هر دو کنترلکننده عملکرد مناسبی دارند ولی تغییرات زوایا در کنترل خطیسازی پسخورد هموارتر است. با افزایش نایقینی، عملکرد کنترل خطیسازی پسخورد از حیث زمان رسیدن به وضعیت هدف از حالت مطلوب فاصله گرفت در حالیکه در عملکرد مود لغزشی تاثیر قابل توجهی ایجاد نشد. از این نظر برای حفظ وضعیت کوادروتور، کنترل خطیسازی پسخورد مجهز به PID مناسب بوده و برای حالت گذار کوادروتور و تغییر وضعیت زاویهای استفاده از کنترلکننده مود لغزشی توصیه میشود.
مسعود نوری مطلق، پدرام صفرپور، مهدی پورقلی،
دوره ۱۶، شماره ۱۲ - ( ۱۲-۱۳۹۵ )
چکیده
هدف از این مقاله مدلسازی و کنترل زاویه Roll و Pitch یک کوادروتور بر اساس تخمین وضعیت بدست آمده از سنسورهای ممز میباشد. از همین رو بعداز استخراج معادلات دینامیک کوادروتور با اعمال کنترل کننده های تناسبی- انتگرالی- مشتقی و خطی سازی فیدبک به برسی نتایج وضعیت زاویه ای کوادروتور پرداخته شده است.به جهت کاربرد گسترده ی سنسورهای MEMS در بحث اندازه گیری وضعیت سیستم های مختلف و همچنین تطابق نتایج حاصل از شبیه سازی های کوادروتور با واقعیت بیرونی در این مقاله از داده های این نوع سنسورها در شبیه سازی کنترل کننده ها استفاده شده است. با توجه به خطاهای ذاتی سنسورهای MEMS، تاثیر پذیری آنها از ارتعاشات بدنه و موتورها و نویزی بودن اطلاعات خروجی آنها از فیلتر کالمن برای تخمین زوایا به طور مستقیم و سرعت های زاویه ای به طور غیرمستقیم بهره گرفته شد. از آنجاییکه یکی از اهداف این مقاله استفاده از نتایج آن در عملیاتی کردن کنترل یک کوادروتور میباشد از مدل موتور برای تعیین سیگنال-های کنترلی PWM نیز استفاده شده و این سیگنالهای کنترلی در هر دو نوع کنترلر بررسی گردید. نتایج حاصل از شبیه سازی مدل کوادروتور در نرم افزار سیمولینک نشان از عملکرد مطلوب هر دو کنترل کننده در کنترل زوایای Roll و Pitch دارد.
دوره ۱۷، شماره ۲ - ( ۴-۱۳۹۶ )
چکیده
در این مقاله الگوریتم اصلاح شده کنترلگر بهینه خطی گوسی برای کنترل مؤثرتر پاسخ لرزهای سازههای قابی پیشنهاد میگردد. بارهای محیطی (نظیر زمین لرزه) در همان لحظۀ محاسبه و اعمال نیروی کنترل بر سازه، قابل اندازه گیری نیستند. از اینرو، این بارها در الگوریتم-های کنترل متداول از جمله تنظیمگر درجه دوم خطی و کنترلگر بهینه خطی گوسی، لحاظ نمیشوند. بنابراین فرمان کنترلگر بهینه LQG، صرفاً متناسب با حالت تقریبی سازه در لحظۀ اعمال نیروی کنترل است. در الگوریتم کنترل پیشنهادی، با بهرهمندی از یک متغیر جدید، شتاب زلزله، در معادلۀ تخمینگر فیلتر کالمن و تنظیمگر بهینه درنظر گرفته میشود. بر اساس روش پیشنهادی، دو نوع استراتژی کنترل ارائه میگردد. فرمان کنترلی اول شامل نیروی کنترل، ضریبی از حالت تقریبی سیستم و خروجی سنجش حسگرها، در گام زمانی پیشین، است. این حالت تقریبی سیستم در فرمان کنترل اول توسط الگوریتم فیلتر کالمن متداول و شناخته شده محاسبه میگردد. در حالیکه در استراتژی کنترلی دوم، نخست تخمینگر فیلتر کالمن بر اساس معادلات فضای حالت جدید اصلاح شده، و سپس از مقادیر حالت تقریبی سازه بدست آمده از آن، در محاسبۀ فرمان کنترل بهره گرفته میشود. تحلیل عددی کنترل فعال سازه هفت طبقه، جهت ارزیابی تأثیر دو کنترلگر پیشنهادی در کاهش پاسخ لرزهای سازه تحت زلزلههای نزدیک و دور از گسل و مقایسه آنها با پاسخ سازه بدون کنترل و با کنترلگر متداول LQG، انجام گرفته است.
جواد فرجی، مهدی طالع ماسوله، مصطفی ساکت، مجتبی رادسرشت،
دوره ۱۸، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۷ )
چکیده
در این مقاله با استفاده از روش مود لغزشی ترمینالی پسگام غیر تکین به کنترل پرنده بدون سرنشین (کوادروتور) پرداختهشده است. در مرحله اول معادلات دینامیکی حاکم بر کوادروتور با در نظر گرفتن همه پارامترهای مؤثر بهدستآمدهاند. هدف کنترلکننده دستیابی به ردیابی مناسب از موقعیتهای مطلوب (x، y، z) و زاویه یاو (𝜓) و همچنین حفظ پایداری زوایای رول و پیچ بهرغم وجود اغتشاشات خارجی محدود می باشد. روشهای کنترلی به اطلاعات کامل از حالتهای سیستم نیاز دارند که در عمل ممکن است امکان استفاده از آنها محدود شود. حتی اگر تمام حالات سیستم در دسترس باشد همراه نویز بوده و همچنین استفاده زیاد از سنسورها برای اندازهگیری حالات، کل سیستم را در اجرا پیچیده و گران میکند. لذا برای این منظور از فیلتر کالمن توسعهیافته (EKF) بهعنوان رؤیت گر استفادهشده است. فیلتر کالمن توسعهیافته بهعنوان رؤیت گر سرعت و تخمین گر اغتشاشات خارجی مانند باد به کار میرود به همین علت استفاده از کنترلکننده رؤیت گر برای تخمین اثرات اغتشاشات خارجی بهمنظور جبران آنها پیشنهادشده است. روش طراحی بر پایه پایداری لیاپانوف استوار است. نتایج شبیهسازی نشاندهنده عملکرد و مقاوم بودن خوب رؤیت گر کنترلکننده است.
محسن سلطانی، سید محمد بزرگ، محمد رضا ذاکرزاده،
دوره ۱۸، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۷ )
چکیده
برای کنترل عملگرهای هوشمند دارای آلیاژ حافظه دار، لازم است متغیرهای حالت این عملگرها اندازه گیری یا تخمین زده شوند تا در حلقه کنترل به عنوان بازخورد استفاده شوند. دمای سیم یکی از این متغیرهای حالت است که اندازه گیری آن بسیار سخت بوده و با تاخیر و نویز زیادی همراه است. از این رو، تلاشهای بسیاری برای تخمین این متغیر صورت گرفته است. مدل ترموالکتریک یکی از پرکاربردترین مدل هایی است که در آن با داشتن جریان سیم، دمای سیم محاسبه می شود. در این مقاله، ابتدا سه پارامتر مدل ترموالکتریک به صورت همزمان به کمک فیلتر کالمن توسعه یافته تخمین زده شده و دمای سیم به کمک مدل شناسایی شده، محاسبه می شود. تخمین پارامترها و محاسبه دما روی یک عملگر واقعی آلیاژ حافظه دار انجام می شود. در ادامه برای حذف تاثیر اغتشاشات محیطی و خطاهای مدل ترموالکتریک، دمای سیم توسط فیلتر کالمن توسعه یافته تخمین زده شده است. در این روش از دو مدل ترموالکتریک و برینسون برای پیش بینی متغیرها و از داده های قابل اندازه گیری مانند جریان، تنش و کرنش سیم آلیاژ حافظه دار، برای به روزرسانی تخمین ها استفاده می شود. این روش برای تخمین برخط دمای سیم آلیاژ حافظه دار روی یک عملگر آلیاژ حافظه دار ساخته شده مورد استفاده قرار می گیرد. بررسی نتایج این تخمین نشان دهنده انطباق بالای دمای تخمین زده شده با دمای واقعی سیم است. همچنین نتایج این تخمین دقیق تر از حالتی است که از مدل ترموالکتریک به تنهایی برای محاسبه دما استفاده شود.