۱۱ نتیجه برای مرتبه کسری
دوره ۱۲، شماره ۱ - ( ۱- )
چکیده
مسئله اصلی بیان شده در این مقاله طراحی رویتگر غیرشکننده می‌باشد. پایداری این رویتگر برای دسته ای از سیستمهای غیرخطی لیپشیتز با بکارگیری توزیع پیوسته فرکانسی و براساس قضیه پایداری لیاپانوف مرتبه صحیح به اثبات میرسد. این رویتگر با وجود اغتشاش بر روی بهره رویتگر و ورودی سیستم پایدار می باشد. برای نخستین بار ضمن بهره‌گیری از نامساوی خطی ماتریسی یک روش سیستماتیک نیز جهت یافتن بهره رویتگر بهینه پیشنهاد شده است تا ضمن کمینه ساختن اثر اغتشاش بر روی خطای رویت سیستم، نرم بهره رویتگر نیز کمینه گردد. مقایسه ای بین رویتگر طراحی شده و پژوهش های پیشین با موضوع رویتگر غیرشکننده برای سیستم غیرخطی مرتبه کسری صورت گرفته است. مقایسه بیانگر وسعت ناحیه دارای پاسخ قابل قبول برای رویتگر مبتنی بر لیاپانوف مرتبه صحیح به همراه محاسبات ساده تر می‌باشد. در پایان با سنکرون سازی یک سیستم آشوب عملکرد مناسب رویتگر مطلوب نمایش داده شده است.
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.
مهدی گمرکی، محمد عابدینی، حسن سالاریه، علی مقداری،
دوره ۱۴، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۳ )
چکیده
در این مقاله هدف شناسایی پارامترهای سیستم آشوبناک بر اساس همزمانسازی با استفاده از روشهای مرتبه کسری است. روش استفاده شده برای همزمانسازی یکسان، بر اساس معیار پایداری لیاپانوف به دست آمده و سپس با استفاده از دینامیک مرتبه کسری، روش کنترلی مورد نظر بهبود بخشیده شده است. به همین منظور به کمک یک تابع لیاپانوف پیشنهادی و بر اساس معیارهای پایدار سازی مجانبی تئوری لیاپانوف قوانین تطبیق مناسب که منجر به شناسایی پارامترهای نامعلوم می¬گردد استخراج می¬گردد. روش موجود برای سیستم آشوبناک «لورنز» ارائه شده است و از آنجایی که هدف شناسایی سیستم بوده، در آن تمام پارامترها نامعلوم فرض شده‌اند. سپس نتایج به دست آمده نشان داده شده، بر روی آن‌ها بحث شده است و مشاهده شده که استفاده از محاسبات مرتبه کسری در کاهش نوسانات و سرعت همگرایی پارامتر مورد نظر تأثیرگذار بوده است. در انتها نیز پایداری سیستم با استفاده از قانون تطبیق مرتبه کسری مورد بررسی قرار گرفته است، و نشان داده شده، قانون تطبیق مرتبه کسری پیشنهادی پایداری مجانبی را در هم¬زمان سازی و قوانین تطبیق را خدشه دار نمی¬کند، همچنان که شبیه سازی¬ها هم رفتار مناسب¬تری در تخمین و هم¬زمان سازی نشان می¬دهد.
امیرحسین اصغرنیا، رضا شهنازى، علی جمالی،
دوره ۱۷، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۶ )
چکیده
در این مقاله، کنترلکننده تناسبی، انتگرال‌گیر و مشتق‌گیر مرتبه کسری (PID مرتبه کسری) بهینه برای کنترل زاویه گام توربین بادی از نوع فراساحلی با توان ۵ مگاوات پیشنهاد شده است. این کنترلکننده، در سرعت‌هایی که بیش از سرعت نامی توربین باشد، فعال میشود تا با تنظیم زاویه حمله پره‌های توربین بادی، سرعت زاویه‌ای ژنراتور و در نتیجه توان توربین را در مقادیر نامی نگاه دارد. از طرفی چون نامعینی در مدل برای کاربردهای واقعی اجتناب‌ناپذیر است، کنترلکننده پیشنهادی نیاز به دانستن مدل توربین ندارد. برای یافتن متغیرهای کنترلکننده PID مرتبه کسری، تابع هدفی مرکب پیشنهاد شده است که حاصل جمع قدر مطلق سیگنال خطا و قدر مطلق نرخ سیگنال کنترلی در سه سرعت باد مختلف در ابتدا، میانه و انتهای بازه خواهد بود. بدین‌ترتیب، کنترلکننده طراحی شده قادر خواهد بود تا در تمام سرعت‌های باد، عملکرد مطلوبی داشته باشد و نیاز به کنترلکنندههای پیچیده و غیرخطی را مرتفع سازد. تابع هدف تعریف شده، توسط سه الگوریتم تکامل تفاضلی، الگوریتم کرم شب‌تاب و الگوریتم ازدحام ذرات مورد کمینه‌سازی قرار میگیرد. در ادامه برای ارزیابی قوام کنترلکننده PID مرتبه کسری طراحی شده و مقایسه آن با کنترلکننده PID مرتبه صحیح بهینه، توربین بادی تحت پروقیل‌های باد با سرعت‌ها و نوسانات مختلف قرار میگیرد. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که کنترلکننده PID مرتبه کسری عملکرد و قوام بهتری در تنظیم کردن سرعت و توان ژنراتور نسبت به کنترلکننده PID مرتبه صحیح بهینه از خود نشان میدهد.
هادی دلاوری، حمید حیدری نژاد،
دوره ۱۷، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۶ )
چکیده
تکنولوژی شناور مغناطیسی بر پایه مدل دینامیکی ماگلو به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این مدل به شدت غیرخطی و ناپایدار است و با وجود اغتشاش و نویز اندازه گیری کنترل سیستم شناور مغناطیسی بسیار مشکل می شود. در این مقاله کنترل کننده پسگام مدلغزشی مرتبه کسری تطبیقی به منظور پایدار سازی، ردیابی مناسب و مقابله با اغتشاش و نویز اندازه گیری برای سیستم شناور مغناطیسی پیشنهاد می شود. الگوریتم پسگام که یک روش مبتنی بر تئوری پایداری لیاپانوف است با تئوری کنترل مدلغزشی برای ایجاد عملکرد مقاوم ترکیب می گردد و از حسابان مرتبه کسری در جهت افزایش درجه آزادی و همچنین مقاومت بیشتر کنترل کننده استفاده می-شود. پایداری کنترل کننده پیشنهادی با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف و تئوری پایداری لیاپانوف تعمیم یافته جدید برای سیستم های مرتبه کسری مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. شبیه سازی های عددی برای درک بهتر عملکرد سیستم شناورمغناطیسی تحت کنترل کننده پیشنهادی انجام می شود و عملکرد کنترل کننده پیشنهادی با کنترل کننده مدلغزشی ترمینال سریع تطبیقی مقایسه می گردد. نتایج شبیه سازی بیانگر موفقیت کنترل کننده پیشنهادی در ایجاد ردیابی مناسب و مقاومت بالا در مقابل اغتشاش و نویز می باشد
مرضیه کمالی، مهدی فرهادی، جواد عسگری،
دوره ۱۷، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۶ )
چکیده
کوادروتورها یک نمونه از هواپیما‌های بدون سرنشین هستند که دارای ویژگی‌های منحصر به فردی در مقایسه با دیگر پهپادها می‌باشند که می‌توان به برخواست و فرود به صورت عمودی، پرواز در محیط‌های کوچک و قابلیت مانور بالای آن‌ها اشاره کرد. همچنین ساختار نسبتا ساده، مقرون به صرفه و سیستم پرواز آسان کوادروتورها سبب شده است که به صورت گسترده‌ای به منظور توسعه، پیاده سازی و تست انواع روشهای کنترل استفاده شوند. یکی از روشهای کنترل مقاوم، کنترل مد لغزشی می-باشد که با وجود قابلیت‌های بالای کنترل مد لغزشی این روش یک اشکال عمده دارد و آن نوسان فرکانس بالا در سیگنال ورودی کنترل است که به پدیده‌ی چترینگ و یا وزوز معروف است. در چند دهه گذشته معادلات دیفرانسیل مرتبه کسری به زمینه‌های کاربردی مهندسی از جمله طراحی کنترل کننده‌ها وارد شده‌اند و امکان طراحی کنترل کننده‌هایی در جهت بهبود عملکرد مطلوب سیستم را فراهم کرده‌اند. در این مقاله از یک سطح لغزش مرتبه کسری برای طراحی قانون کنترل مد لغزشی برای کوادروتور استفاده شده است. هدف، بهبود عملکرد و کم کردن پدیده چترینگ در روش مد لغزشی می‌باشد. در این راستا با تعریف سطح لغزش PD^α قانون کنترل در دو حالت مختلف ۰
سید باقر فاضلی اصل، سید سجاد موسی پور،
دوره ۱۷، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۶ )
چکیده
در این مقاله، یک کنترلکننده مد لغزشی ترمینال نوع سریع بازگشت به عقب مرتبه کسری برای کنترل یک ژیروسکوپ سه محوره میکروالکترومکانیکی دارای نامعینی پارامتری و اغتشاشات داخلی و خارجی، پیشنهاد شده است. برای جبران نامعینی‌ها و همچنین اغتشاشات وارده به سیستم از ترکیب کنترلکنندههای غیرخطی مقاوم مد لغزشی و بازگشت به عقب استفاده میشود. در روش پیشنهادی، سطح لغزش به صورت مرتبه کسری انتخاب می شود. برای افزایش سرعت همگرایی حالت‌های سیستم به نقاط تعادل و یا صفر شدن خطا، کنترلکننده مد لغزشی ترمینال سریع به کار گرفته میشود .پایداری کلی سیستم حلقه بسته با استفاده از قضیه پایداری لیاپانوف اثبات میشود. همچنین علاوه بر کنترل کننده پیشنهادی فوق، یک کنترلکننده مد لغزشی بازگشت به عقب مرتبه کسری برای سیستم ژیروسکوپ طراحی و پیاده سازی شده است. به منظور ارزیابی کارایی کنترلکنندههای طراحی شده، این کنترل‌کنندها با کنترلکنندههای مد لغزشی بازگشت به عقب و مد لغزشی ترمینال سریع بازگشت به عقب مقایسه شده‌اند. نتایج شبیه‌سازی نشان میدهد که کنترلکننده پیشنهادی دارای پاسخ گذرای سریعتر نسبت به دیگر کنترل‌کننده‌ها می‌باشد. از دیگر مزایای کنترلکننده پیشنهادی، سادگی طراحی و اجرا، افزایش پایداری سیستم و ردیابی قابل قبول نسبت به دیگر کنترلکننده می‌باشد. همچنین پدیده چترینگ در کنترلکنندههای طراحی شده مرتبه کسری، بر خلاف دو کنترلکننده دیگر به طور کامل حذف شده است.
هادی دلاوری، عاطفه عزیزخانی، پویا شیوعی،
دوره ۱۷، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۶ )
چکیده
صرفهجویی در انرژی، نسبت پایین جرم ربات به جرم قابل حمل، قابلیت بیشتر کار در محیط‌های مختلف، حمل آسانتر قطعات و هزینهی تولید پایینتر در رباتهای انعطافپذیر این ربات ها را نسبت به ربات های صلب برای بسیاری از محققان و صنایع جذاب تر کرده است. اما به دلیل غیرخطی بودن سیستم ربات انعطافپذیر و ارتعاشات بالای آن در نقاط کاری و همچنین حساسیت بیشتر نسبت به اغتشاشات خارجی، کنترل این نوع رباتها دشوارتر و پیچیده تر است. در این مقاله یک کنترل کننده براساس حسابان مرتبه کسری برای رباتهای انعطاف پذیر بصورت عملی پیاده سازی می شود. ابتدا مدل دینامیکی یک ربات تک لینکی انعطافپذیر معرفی می شود. سپس بر روی یک ربات تک لینک انعطاف پذیرکه در آزمایشگاه ساخته شده است، کنترلکنندههای مختلف از جمله کنترل کننده فازی، کنترل کننده PID و کنترل گشتاور PID مرتبه کسری به صورت عملی در آزمایشگاه پیادهسازی شده و سپس عملکرد هر یک از کنترل‌کننده‌ها در کاهش ارتعاشات بازو در نقطهی مطلوب نهایی و کاهش خطای ردیابی بررسی میگردد. علاوه بر این، برای مقایسه کنترل کننده های طراحی شده از نظر مقاوم بودن، یک اغتشاش ثابت و یکسان به همه کنترل‌کننده‌ها اعمال شده و عملکرد آن‌ها مقایسه میگردد. در پایان نتایج حاصل شده از شبیه‌سازی و پیادهسازی آزمایشگاهی ربات، نشان می دهد که کنترل گشتاور PID مرتبه کسری بهترین نتایج را در میان کنترل کننده های پیاده سازی شده دارد.
فرهاد پریوش، علی قاسمی،
دوره ۱۸، شماره ۸ - ( ۹-۱۳۹۷ )
چکیده
کوادروتور یکی از رایج‌ترین مدل‌های پرنده بدون سرنشین با چهار ملخ محرک است که ساختار مکانیکی ساده، سبک و کوچکی دارد و در عین حال از قابلیت مانوردهی بالایی برخوردار است. با این حال، دینامیک غیرخطی و زیرتحریک این پرنده بدون سرنشین چهار ملخه نیازمند کنترلکنندههای پیشرفته‌تری برای غلبه بر اغتشاش‌های خارجی، حفظ تعادل و ردیابی دقیق مسیر پرواز است. به ویژه زیرسیستم دینامیکی زیرتحریک کوادروتور نیازمند پاسخی سریع، بدون بالازدگی و با کمترین خطای حالت دائم است. در این مقاله، با بهره‌گیری از سیستمهای فازی و مرتبه کسری، کنترلکننده تناسبی-انتگرالی-مشتقی فازی مرتبه کسری برای هدایت سیستم کوادروتور به منظور بهبود سرعت پاسخ‌گویی، دقت ردیابی و مقاومت سیستم کنترل نسبت به کنترلکننده سنتی تناسبی-انتگرالی-مشتقی طراحی شده است. ساختار کنترلکننده زیرسیستم دینامیکی زیرتحریک کوادروتور براساس تئوری کنترل حلقه داخلی-بیرونی طراحی شده که در آن از تحلیل سینماتیک معکوس صریح و تحلیلی سیستم برای ارتباط حلقه‌های داخلی و بیرونی استفاده شده است. همچنین، در مدل دینامیکی کوادروتور، دینامیک موتورها و اشباع محرکه‌ها لحاظ شده و تاثیر آن بر عملکرد کنترل‌کننده‌ها بررسی شده است. برای ارزیابی عملکرد ردیابی کنترل‌کننده‌ها یک مسیر به شکل مانور هوایی هشت طراحی شده و عملکرد کنترل‌کننده‌ها در غیاب و در حضور اغتشاش باد سنجیده شده است. دقت کنترل‌کننده‌ها در ردیابی مسیر حرکت براساس شاخص‌های بیشترین قدر مطلق خطا و انتگرال قدر مطلق خطا مطالعه و مقایسه شده است که نشان میدهد کنترلکننده پیشنهادی PID فازی مرتبه کسری به خوبی توانسته عملکرد سیستم را بهبود ببخشد.
وحید مومنی، مهدی سجودی، وحید جوهری مجد،
دوره ۱۸، شماره ۸ - ( ۹-۱۳۹۷ )
چکیده
هدف اصلی در این مقاله ردیابی آرایش توزیع شده برای سیستم های چند عامله مرتبه کسری با رویکرد رهبر-پیرو می باشد. ابتدا در مورد تابع نامزد لیاپانوف که برای بررسی پایداری سیستم کنترل شده مورد استفاده قرا میگیرد، بحث شده است. تابع نامزد معرفی شده مبتنی بر خواص ماتریس معرف گراف سیستم مورد نظر می‌باشد. در این مرحله از روش مستقیم لیاپانف برای پایداری سیستم های مرتبه کسری استفاده شده است. سپس با استفاده از روش کنترل مد لغزشی به طراحی کنترل کننده غیر متمرکز برای ردیابی آرایش در سیستم های چندعامله مرتبه کسری خطی می‌پردازیم که در آن به معرفی و اثبات کارایی ورودی کنترلی معرفی شده پرداخته شده است. در ادامه در مدل سیستم ورودی از نوع اغتشاش نیز در نظر گرفته شده و کارایی کنترل طراحی شده در حالت اعمال اغتشاش نشان داده شده است. در این بخش نشان داده شده است که کنترل کننده معرفی شده در قسمت قبل با توجه به کارایی کنترل مد لغزشی کارایی مطلوب را دارا می‌باشد.در قسمت دوم نیز پایداری سیستم مانند حالت نخست مورد بررسی قرار گرفته است. در پایان چند مثال شبیه سازی برای راستی آزمایی نتایج ارائه شده است.
مریم خمر، مهدی ادریسی،
دوره ۱۸، شماره ۹ - ( ۱۰-۱۳۹۷ )
چکیده
تاکنون نمونه های مختلفی از رباتهای پوشیدنی با کاربرد بازتوانی طراحی و ساخته شده اند . یکی از چالش برانگیزترین بخش های طراحی رباتهای اسکلت خارجی، طراحی سیستم کنترل حرکت آن است. در رباتهای پوشیدنی بشه دلیشغ ریرخطشی بشودن مشدل دینامیکی، عدم قطعیت پارامترها، ساختارهای مدل نشده یا ساده شده و ارتشاش خارجی (ناشی از نیروی اعمال شده توسط کاربر) استفاده از روشهای کنترلی مقاوم ضروری است. بنابراین در این پژوهش جهت تخمین کلیه عوامل ناخواسته به صورت یک اغتشاش کلی از رویتگر غیر خطی اغتشاش استفاده شد و کنترل کننده مقاوم مورد استفاده LQR-FOBSC از ترکیب دو کنترل کننده LQR و پسگام مرتبه کسری طراحی شد. مزیت کنترل کننده LQR ، انتخاب ورودی کنترلی برای رسیدن سریع و بهینه به نقطه تعادل است و FOBSC مقاوم بودن کنترل کننده در برابر عدم قطعیت و اغتشاش و کاهش چترینگ را تضمین می کند. همچنین جهت انتخاب مناسب ضرایب تابع هدف کنترل کننده LQR از الگوریتم ازدحام ذرات استفاده شد. به منظور ارزیابی روش کنترلی ارایه شده، بین نرم افزارهای بیومکانیکی اپن سیم برای شبیه سازی بدن انسان و ربات و محاسباتی متلب به صورت بر خط ارتباط برقرار شد. با استفاده از متلب در هر لحظه ورودی کنترلی محاسبه و به ربات اعمال و اثر آن روی ماهیچه ها و استخوان های بدن کاربر با استفاده از نرم افزار اپن سیم مشاهده و موقعیت مفصل زانو محاسبه گردید. روش حاضر با روش های پسگام مود لغزشی، مرتبه کسری و LQR مقایسه و برتری آن نشان داده شد.
