۲۹ نتیجه برای کنترلر
دوره ۱۱، شماره ۴ - ( ۱۰- )
چکیده
در این مقاله روش نوینی جهت طراحی کنترلر جدولبندی بهره برای یک سیستم غیر خطی که بفرم خطی متغیر با پارامتر درآمده، ارائه شده است. ابتدا معیار کارایی بصورت یک نامساوی ماتریسی بیان میشود، به منظور در نظر گرفتن توامان معیارهای پایداری و کارایی، کنترلرهای محلی با روش شکل دهی حلقه H∞ طراحی میشوند، کنترلرهای طراحی شده با این روش را میتوان با ساختار فیدبک حالت مشاهده گر پیاده سازی نمود. سپس "شرایط پوشش پایداری-کارایی" برای یک سیستم خطی متغیر با پارامتر معرفی شده و با استفاده از آن، روش جدید درون یابی بین کنترلرهای با ساختار فیدبک حالت مشاهده گر ارائه میگردد و ثابت میشود کنترلر نهایی معیار کارایی را به ازای کلیه مقادیر پارامتر جدول بندی برآورده کرده است، همچنین پایداری سیستم حلقه بسته نیز تضمین خواهد شد. در انتها روش طراحی فوق بر روی مدل غیر خطی یک جسم پرنده شناخته شده در مقالات اعمال شده و عملکرد آن در فرمان های ردیابی شتاب در حضور اغتشاش و همچنین عدم قطعیتهای پارامتری ارزیابی شده است.
امین صالحی، مرتضی منتظری، احسان محمدی،
دوره ۱۳، شماره ۱۱ - ( ۱۱-۱۳۹۲ )
چکیده
واحد کنترل سوخت موتور جت (FCU) در طی چند سال گذشته در آزمایشگاه شبیه سازی و کنترل سیستم های دانشگاه علم و صنعت ایران، طراحی و ساخته شده است و در حال حاضر در مرحله ی تست سخت افزار در حلقه قرار گرفته است. با توجه به اینکه در دستگاه تست FCU، موتور جت به صورت واقعی وجود ندارد لذا از یک موتور القایی به عنوان عملگر واسطه استفاده شده است تا از طریق آن بتوان میزان دور بدست آمده از نتایج شبیه سازی موتور جت را به پمپ دنده ای FCU منتقل کرد. در این مقاله، کنترل سرعت این موتور القایی مطابق با شرایط دستگاه تست ارائه شده است. بدین منظور از روش شناسایی سیستم برای مدل سازی اجزای بکار رفته در سیستم کنترل سرعت موتور القایی استفاده گردیده و مدل ارائه شده با استفاده از نتایج بدست آمده از تست عملی مورد ارزیابی قرار گرفت. این مدل جهت طراحی کنترلر فازی- عصبی- تطبیقی (ANFIS) استفاده شده است و با بکارگیری الگوریتم علف های هرز مهاجم (IWO) به عنوان یک ابزار قدرتمند کاوش در فضاهای جستجوی وسیع و نامنظم به تنظیم پارامترهای این کنترلر پرداخته شده است. کنترلر طراحی شده بر روی سیستم واقعی پیاده سازی گردید. نتایج بدست آمده از شبیه سازی و پیاده سازی کنترلر طراحی شده نشان دهنده عملکرد مناسب کنترلر ANFIS طراحی شده با الگوریتم IWO می باشد.
روح الله طالبی توتی، جواد مرزبان راد، مهدی حدادی،
دوره ۱۴، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۳ )
چکیده
در این مقاله به منظور کاهش زاویه غلت و افزایش آستانه واژگونی خودرو به هنگام وارد شدن شتاب جانبی بالا، یک سیستم کنترلی طراحی شده است. بدین منظور دو عملگر الکتریکی چرخشی مشابه بر روی میلههای پاد غلت سیستم تعلیق جلو و پشت خودرو قرار داده شده است. این سیستم با وارد کردن یک کوپل مخالف که بر شاسی خودرو وارد میکند، به صورت متغیر با زمان، شتاب جانبی را تا حد امکان کاهش داده و پایداری جانبی و آستانه واژگونی در مانورهای نسبتا خطرناک را بهبود میبخشد. برای مشاهده نتایج و تاثیر وجود این سیستم فعال بر پایداری خودرو، ابتدا با استفاده از یک مدل هشت درجه آزادی غیرخطی از دینامیک جانبی خودرو و با در نظر گرفتن زاویه فرمان به عنوان ورودی مدل، پارامترهای سینماتیکی مربوطه و در نتیجه شاخص واژگونی که به صورت میزان جابجایی بار جانبی تعریف شده، پیشبینی شده است. برای طراحی کنترلر از روش تئوری کنترل بهینه مرتبه دو به همراه مدل سه درجه آزادی خودرو استفاده میشود. سپس با مدلسازی جامع خودرو، تاثیر کنترلر بر متغیرهای حالت و دینامیک جانبی خودرو در طی مسیر آزمون استاندارد قلاب ماهی بررسی شده است.
دوره ۱۵، شماره ۲ - ( ۵- )
چکیده
در این مقاله طراحی جدیدی یرای کنترل بار فرکانس در سیستم قدرت چند ناحیه‌ای با استفاده از رویتگرهای محلی ارائه میشود. در ابتدا برای هر ناحیه رویتگر مود لغزشی با ورودی‌های نامشخص به منظور تخمین متغیرهای حالت به طور محلی طراحی میشود. در این مرحله تداخل‌ها و تغییرات بار به عنوان ورودی‌های نامشخص فرض میشود. سپس با استفاده از فیدبک متغیرهای حالت محلی و انتگرال خروجی اثر تغییرات بار در هر ناحیه میرا میشود. نتایج تحلیل و شبیه‌سازی سیستم قدرت با تداخل سه ناحیه‌ای، بهبود عملکرد حلقه بسته را در مقایسه با دیگر روش‌های موجود نشان می‌دهد
عادل ربیعی، مریم ملک زاده، مجید آب نیلی،
دوره ۱۵، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۴ )
چکیده
در مقاله حاضر، کنترلر PID غیرخطی بر اساس روش کنترلی پیش بین برای کنترل پرواز هماهنگ فضاپیماها در حالت دنبال کردن رهبر، طراحی میشود. این کنترلر بر اساس معادلات غیرخطی حرکت نسبی هیل در مدارهای دایروی طراحی شده و جهت کنترل اغتشاشات، از ضریبی در ساختار کنترلر که معرف بزرگی میزان اغتشاشات ورودی به سیستم است، استفاده میشود. در ابتدا فرکانس کنترلی با استفاده از الگوریتم کنترل پیش بین بدست آمده است. در فرکانس کنترلی به جای استفاده از اغتشاشات، تخمین اغتشاشات (خروجی مشاهده گر اغتشاشات) را قرار داده و معادلات را به فرمی بازنویسی کرده که ضرائب PID را تشکیل دهند. همچنین پایداری دینامیک حلقه بسته سیسستم به کمک پایداری دینامیک خطا اثبات میگردد. نتایج شبیه‌سازی، توانایی عملکرد کنترلر PID غیرخطی در تعقیب آرایش مطلوب را نشان می‌دهد. هم چنین تاثیر عوامل مختلف در کیفیت جواب‌ها نیز مورد بررسی قرار میگیرد. با افزایش محدوده پیش بینی، زمان نشست و میزان تلاش کنترلی افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش ضریب مشاهده‌گر اغتشاشات به کار رفته در ساختار کنترلر، زمان نشست تغییر محسوسی نکرده و تلاش کنترلی افزایش چشم گیری را نشان می‌دهد.
امیر حسین شامخی، آزاده شریعتی، علی غفاری، سینا امیدفر،
دوره ۱۵، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله کنترل ربات تعادلی دوچرخ بر اساس مدل بهبودیافته ربات ارائه شده است. مسئله ربات تعادلی دو چرخ به دلیل وجود قیود غیرهولونومیک، کمبود عملگر، ناپایداری ذاتی مسئله ای جالب و چالش برانگیز در علم دینامیک و کنترل می باشد. در پژوهشی که پیش از این توسط نویسندگان مقاله صورت گرفته، معادلات دینامیکی بهبودیافته ربات دوچرخ محاسبه و اعتبارسنجی شده است که تفاوت آن با مدلهای پیشین وجود یک ترم غیرخطی است. نشان داده شده که اگر ربات در مسیر غیرمستقیم حرکت کند، وجود این ترم غیرخطی در طراحی کنترلر تاثیر بسزایی دارد. در این مقاله از کنترلرهای مود لغزشی- تطبیقی بر مبنای دینامیک صفر استفاده شده است. این کنترلر به گونه ای طراحی شده است که می تواند بدنه ربات را در وضعیت تعادل نگاه دارد، در حالیکه خطای شتاب و موقعیت رو به جلو را صفر می کند و سرعت دورانی مطلوب را نیز برای ربات فراهم می سازد. در ادامه، با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف، لم باربالت و قضیه مجموعه‌های ناوردای لاسال اثبات شده، که سیستم مدار بسته به صورت مجانبی فراگیر پایدار است. نتایج شبیه‌سازی‌ها کارآمدی کنترلر ارائه شده را نشان می دهد.
حبیب احمدی، مهدی بامداد، سید محمد مهدی بحری،
دوره ۱۵، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله دینامیک و کنترل یک ربات ساختار پیوسته با مکانیزم تاندونی مورد بررسی قرارگرفته است. ربات ساختار پیوسته مورد بررسی انحناء- ثابت فرض شده و از اثرات پیچش و تغییر طول در راستای محوری صرف‌نظر شده است. کابل‌های موجود با تیر اویلر برنولی تقریب زده شده و با استفاده از معادلات لاگرانژ فرم بسته معادلات دینامیکی ربات محاسبه‌شده است. در این مقاله کنترل ربات در دو بخش انجام‌شده که در مرحله اول مدل دینامیکی معین فرض شده و با استفاده از فیدبک خطی ساز به کنترل موقعیت و سرعت پرداخته‌شده است؛ اما نامعینی‌های موجود در مدل دینامیکی، همواره کنترل رباتهای پیوسته را با چالش مواجه می‌کنند. در این وضعیت میتوان با دانستن تقریبی از پارامترها و انتخاب مقدار مشخصی برای آن به کنترل ربات پرداخت اما در این روش خطا صفر نخواهد شد و در محدوده مشخصی باقی خواهد ماند. لذا در بخش دوم طراحی کنترلر، از روش کنترل تطبیقی برای حل مشکل فوق استفاده شده است. در مسئله مورد مطالعه جرم ستون فقرات اصلی و ستون فقرات ثانویه به‌عنوان نامعینی در سیستم فرض شده است. لذا برای تخمین این نامعینی، یک قانون تطبیق ارائه شده است که ضمن تخمین مناسب پارامترهای فوق، خطا در ردیابی موقعیت و سرعت را صفر میکند. نتایج شبیه‌سازی عملکرد مناسب در ردیابی سرعت و موقعیت را نشان می‌دهد.
فریار شمشیری امیرکلایی، رضا حسن زاده قاسمی،
دوره ۱۵، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله یک ربات هوشمند زیرسطحی برای بازرسی قسمت آبخور بدنه کشتی‌ها ارئه شده است. انجام این گونه عملیات تنها با استفاده از رباتی که دارای قابلیت مانور بالا، قابلیت هاورینگ و کنترل‌پذیری بالا باشد به درستی امکان‌پذیر بوده و باعث افزایش دقت و سرعت در انجام کار، کاهش هزینه‌ها و خطر بکارگیری نیروی انسانی میشود. در ربات ارائه شده، تعداد، موقعیت و جهت تراستر ها با توجه به کاربرد مورد نظر بهینه‌سازی شده است تا بهترین ترکیب، از نظر مصرف انرژی و پیچیدگی کنترلر بدست آید و مانورپذیری مطلوب ربات برای بازرسی تامین شود. از ۶ درجه آزادی فقط حرکت در جهت زاویه رول مقید شده است. کنترلر پیشنهادی در این مقاله روی مدل دینامیکی خطی سازی شده طراحی و پیاده سازی شده و سپس، به مدل دینامیکی غیر خطی اعمال و اعتبار سنجی انجام شده است، کنترلر پیشنهادی دارای ۳ حلقه می‌باشد، یک حلقه برای کنترل مسیر در صفحه‌ی عمودی، دیگری برای کنترل مسیر در صفحه‌ی افقی می‌باشد که هر دو در فضای حالت طراحی شده‌اند و از یک کنترلر PID برای کنترل سرعت رو به جلوی ربات استفاده شده است. میزان مقاوم بودن کنترلر به جریان‌های آبی که باعث اعمال نیروهای ناگهانی به ربات میشود و همچنین میزان عدم قطعیت ضرایب هیدرودینامیک مورد بررسی قرار گرفت. طراحی کنترلر فیدبک حالت که یکی از روش‌های کنترل مدرن می‌باشد به علت مناسب بودن برای سیستم‌های غیر خطی و قابلیت کنترل سیستم‌های چند ورودی چند خروجی و همچنین پیاده‌سازی آسان نسبت به دیگر کنترلرها از محبوبیت بالایی برخوردار میباشند.
محمد نوابی، اسماعیل کاکاوند،
دوره ۱۵، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله، یک کنترلر تطبیقی مدل مرجع با خطای مرکب چند ورودی-چند خروجی برای کنترل هواپیمای بدون دم ناپایدار در مانور گردش موزون طراحی شده است. به دلیل ناپایداری شدید و ویژگیهای ظاهری خاص هواپیماهای بدون دم، نیاز به کنترلی است که بتواند این هواپیماها را در مانورها و شرایط پروازی مختلف پایدار نموده و نیز در برابر انواع عدم قطعیت‌ها مقاومت خوبی داشته باشد. گردش موزون، یک مانور عرضی-سمتی با ناپایداری کم است و کنترل هواپیمای بدون دم در این مانور مساله دشواری می‌باشد. انجام صحیح این مانور در تمام هواپیماها از اهمیت بالایی برخوردار است. برای این منظور، یک کنترل عرضی-سمتی و یک کنترلر طولی برای کنترل هر دو حرکت هواپیما طراحی گردیده است. ترکیب دو خطای تعقیب و پیشگویی باعث بهبود ویژگیهای پاسخ میشود و یک کنترلر مدل مرجع مرکب نسبت به کنترلر مدل مرجعی که تنها با خطای تعقیب به تخمین خطا می‌پردازد دارای عملکرد بهتری است و این ویژگی‌ها می‌تواند در کنترل سیستم‌هایی مانند هواپیماهای بدون دم که دارای ناپایداری زیادی هستند، مفید واقع گردد. برای این منظور پس از استخراج معادلات حرکت هواپیما و اعمال شرایط مربوط به مانور گردش موزون، یک کنترلر تطبیقی مدل مرجع برای یک هواپیمای بدون دم در حضور عدم قطعیتهای پارامتری و غیر پارامتری طراحی میشود. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان‌دهنده دقت این کنترلر در پایدارسازی هواپیما در مانور گردش موزون و نیز مقاومت سیستم کنترلی در برابر عدم قطعیت‌ها است.
مرتضی منتظری، سعید میخ چین، علی راستی،
دوره ۱۶، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مقاله طراحی و بهینه‌سازی تکاملی چند هدفه الگوریتم کنترل سوخت مین-ماکس موتور توربوفن ارائه شده است. بدین منظورابتدا، موتور توربوفن در نرم‌افزار جی اس پی مدل شده، سپس براساس داده‌های حاصل از شبیه‌سازی موتور در این نرم‌افزار، مدلی از پارامترهای مختلف موتور با استفاده از ساختار نارایکس شبکه عصبی برای انجام شبیه‌سازی‌های بعدی حاصل شده است. جهت اعتبارسنجیمدل‌های حاصل شده، یک سیگنال سوخت آزمون تولید و صحت عملکرد مدل‌ها با استفاده از آن مورد ارزیابی قرار گرفته است. در اقدام بعدی نیازمندی‌های کنترلی موتور توربوفن بیان و مطابق با آن کنترلر سوخت موتور به روش مین-ماکس طراحی و حلقه‌های کنترلی مختلف موجود در آن شرح داده شد. هر یک از این حلقه‌ها دارای یک کنترلر تناسبی است که به عنوان ضرایب کنترلی کنترلر شناخته میشوند. در مرحله نهایی برای تخمین ضرایب کنترلی کنترلر از الگوریتم بهینه‌سازی ژنتیک چند هدفه استفاده شده است. در این مسئله بهینه‌سازی، زمان‌های نشست در شتابگیری مثبت و منفی، مقدار سوخت مصرفی و میزان آلاینده‌های تولید شده موتور بعنوان توابع هدف درنظر گرفته شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی کنترلر بهینه‌سازی شده و مدل موتور نشان داده است، کنترلر نهایی نه تنها توابع هدف را بهینه میکند بلکه تمام مودهای کنترلی موتور را در طول شتابگیری مثبت و منفی برآورده می-سازد.
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.
ونوس پسندی، مهیار نراقی، سید مهدی رضاعی، محمد زارعی نژاد، کیوان باغستان،
دوره ۱۶، شماره ۶ - ( ۶-۱۳۹۵ )
چکیده
فراهم آوردن شفافیت هرچه بیشتر به همراه تامین پایداری ابتدایی‌ترین اهداف سیستم‌های تله‌اپراتوری دوجانبه محسوب میشود. تاکنون برای طراحی این سیستم‌ها، روش-های مختلفی ارائه شده است که در این بین، تکنیک انفعال محور به صورت گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفته است. در این تکنیک، محیط و اپراتور دو سیستم منفعل در نظر گرفته میشوند. منفعل در نظر گرفتن اپرتور چندان دور از واقعیت نیست زیرا اپراتور باعث ناپایداری سیستم حلقه بسته نشده و علاوه بر آن در برابر اعمال نیروهای خارجی به صورت منفعل عمل میکند. اما با توجه به برخی از کاربردهای جدید سیستم‌های تله‌اپراتوری مانند جراحی قلب، توانبخشی و غیره، فرض منفعل بودن محیط به هیج وجه قابل قبول نخواهد بود. در این مقاله طراحی سیستم تله‌اپراتوری غیرخطی دوجانبه در تعامل با محیط‌های غیرمنفعل مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، ابتدا معیاری برای سنجش میزان فعال بودن محیط ارائه شده است. سپس یک کنترلر تناسبی- مشتقی توسعه‌یافته برای تامین هماهنگی موقعیت‌ها و بازتاب نیرو معرفی گردیده است. در ادامه، پایداری سیستم حلقه بسته با کمک روش لیاپانوف اثبات شده است. پس از آن، شبیه‌سازی‌هایی برای بررسی عملکرد سیستم تله‌اپراتوری پیشنهاد شده در تعامل با محیط‌های منفعل و غیرمنفعل انجام گرفته است. در نهایت آزمایش‌های عملی برای صحه‌گذاری نتایج تئوری آورده شده است.
سعید شکی، محمد رضا ذاکرزاده،
دوره ۱۶، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۵ )
چکیده
آلیاژهای حافظه دار کاندیدای بسیار مناسبی در زمینه‌های مختلف مهندسی هستند. یکی از مزیت‌های آلیاژهای حافظه‌دار کرنش بالای این مواد است. علاوه بر این ویژگی، سبکی و رفتار سوپرالاستیک از دیگر ویژگیهای این مواد می‌باشد. همه این مشخصات، آلیاژهای حافظه‌دار را به عنوان یک گزینه مناسب در زمینه‌های مهندسی معرفی کرده است. این آلیاژها پدیده غیرخطی هیسترزیس را در خود دارند. وجود هیسترزیس در این مواد، مشکلات استفاده از آن‌ها به عنوان عملگر موقعیت را افزایش داده است. روش-های مختلفی برای مدلسازی هیسترزیسِ این مواد ارائه شده است. در این مقاله، مدل تعمیم یافته پرنتل-ایشلینسکی بدلیل سادگی، کارآمدی و دارا بودن معکوس تحلیلی، برای مدلسازی به کار گرفته شده است. مدلسازی هیسترزیس ماده، بر اساس داده‌های تجربی یکی از مقالات اعتبارسنجی شده است. در بخش کنترل، دو روش کنترلی تناسبی- مشتق‌گیر- انتگرالگیر و مد لغزشی فازی مقایسه شده‌اند. روش کنترل مد لغزشی فازی یک روش مناسب برای کنترل سیستم‌هایِ بدون مدل ریاضی است که می تواند مقاوم بودن سیستم را افزایش دهد. در این مقاله نشان داده شده است که در صورت استفاده از روش فازی این امکان فراهم میشود که به ازای خطا بین ورودی مرجع و پاسخ سیستم، ورودی کنترلی مناسبی به سیستم جهت از بین بردن خطا اعمال گردد، در حالیکه در کنترلر تناسبی- مشتق‌گیر- انتگرالگیر بدلیل ثابت بودن ضرایب کنترلر خطا قابل قبول نمی باشد . نتایج این تحقیق، کارایی روش مد لغزشی فازی نسبت به کنترلر کلاسیک تناسبی- مشتق گیر- انتگرالگیر را نشان می‌دهد.
محسن اصغری، سید مهدی رضاعی، محمد زارعی نژاد،
دوره ۱۶، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۵ )
چکیده
عملگرهای پیزوالکتریک میکرونی علیرغم داشتن خواص فوق‌العاده از قبیل رزولوشن بالا، پاسخ سریع، بازه فرکانسی کاری گسترده، سختی بالا، حجم کم و ساختار مکانیکی ساده، دارای رفتار غیر خطی هستند که دستیابی به دقت مورد نیاز را با چالش مواجه میسازد. وجود هیسترزیس میان ولتاژ اعمالی و موقعیت عملگر، مهمترین رفتار غیر خطی است که در صورت عدم جبران، منجر به بروز خطای قابل ملاحظه‌ای در موقعیت دهی میگردد. در این مقاله از یک کنترلر مقاوم مود لغزشی در ترکیب با روئیتگر اغتشاش نامعلوم برای کنترل موقعیت میکرونی استفاده شده است. علاوه بر این از یک مدار خودحسگری فعال نیز برای تخمین موقعیت عملگر در کنترلر حلقه بسته استفاده شده است. روش خودحسگری مورد استفاده بر مبنای رابطه خطی بین بار الکتریکی صفحات الکترودها و موقعیت عملگر است. مهمترین مزایای روش پیشنهادی عبارتند از: عدم نیاز به حسگر موقعیت خارجی، عدم استفاده از اپراتوری برای مدلسازی هیسترزیس (و عکس آن) و دقت بالاتر و عملکرد بهتر نسبت به کنترلرهای متداول سنتی مثل تناسبی- انتگرالی. نتایج تجربی به دست آمده دقت بالای روش پیشنهادی در موقعیت دهی میکرونی را تایید میکند.
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.
علی سلک غفاری، کسری دریانی تبریزی، سعید حسینی، علی مقداری،
دوره ۱۶، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مقاله طراحی، ساخت و کنترل یک ربات ماهی با دم انعطاف پذیر ارائه شده است. در ابتدا تاریخچه ای از رباتماهی ها، الگوریتمهای کنترلی مورد استفاده و پژوهشهای صورت گرفته در این حوزه مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه، مکانیزم حرکتی ربات پیشنهادی ارائه شده و طراحی بخشهای مکانیکی و الکتریکی آن به تفصیل مورد بررسی قرار میگیرد. در طراحی ربات پیشنهادی، ابعاد و ساختار آن از یک ماهی قزل آلای رنگین کمان الگو برداری شده است. سازه ربات ماهی مورد نظر از دو قسمت مشتمل بر بدن و دم انعطاف پذیر تشکیل شده است. برای ایجاد حرکت نوسانی دم از یک سروموتور بهره گرفته شده که در آن حرکت نوسانی با مدولاسیون پهنای پالس کنترل میگردد. بخش الکتریکی ربات شامل برد الکتریکی، مدارهای الکترونیکی و میکرو کنترلر روی یک شاسی آلومینومی نصب گردیده و پس از قرار گرفتن در محفظه مورد نظر آب بندی گردید. دم انعطاف پذیر به انتهای محفظه آب بندی شده متصل و انتقال نیروی عملگر الکتریکی به آن توسط پولی و کابل سیمی کششی صورت گرفت. با عنایت به اینکه سیستم دینامیکی مورد نظر غیر خطی است از یک کنترلر فازی برای کنترل حرکت ربات ماهی جهت رسیدن به هدف بهره گرفته شد. حرکت ربات ماهی در فرایند حلقه بسته توسط نرم افزار متلب شبیه سازی گردید و عملکرد آن به صورت تجربی در یک محیط محدود مورد آزمایش قرار گرفت. عملکرد قابل قبول این ربات در کنار سادگی طراحی آن از ویژگیهای بارز سیستم پیشنهادی است.
بهنام یزدان خو، برهان بیگ زاده،
دوره ۱۷، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۶ )
چکیده
شفافیت یک معیار ارزیابی سیستم‌های تله‌اپراتوری بر مبنای خطای نیرو و موقعیت است. معماری‌های کنترلی مرسوم برای حفظ پایداری عموماً شفافیت بالایی را نتیجه نمی-دهند. یک روش نوین رویکرد تله‌اپراتوری مدل میانجی است که امپدانس محیط را در سمت پیرو تخمین زده و به راهبر ارسال میکند تا با ایجاد یک محیط مجازی، نیرو در آن‌جا به‌صورت محلی محاسبه گردد. این امر شفافیت را بدون کاهش پایداری و در حضور تأخیر زمانی در سیستم افزایش می‌دهد. قرار دادن محیط مجازی در محل صحیح تأثیر چشم‌گیری بر افزایش شفافیت سیستم دارد، اما روش‌های ارائه شده برای این منظور عموماً یا نیازمند ساده‌سازی مدل محیط هستند یا تأثیر منفی بر شفافیت می‌گذارند. در این مقاله الگوریتمی نوین و در عین حال بسیار ساده جهت تعیین موقعیت محیط مجازی و زمان برخورد ارائه شده است. مهمترین ویژگی این الگوریتم این است که اولاً مستقل از مدل محیط بوده و بنابراین برای تمام محیط‌ها قابل پیاده‌سازی است، ثانیاً شفافیت سیستم را بدون استفاده از سنسورهای اضافی افزایش می‌دهد. رویکرد پیشنهادی در یک سیستم تله‌اپراتوریِ دو‌جانبه‌ی یک درجه آزادی با تأخیر زمانی پیاده‌سازی شده است. جهت تخمین امپدانس محیط از روش‌های نوینِ دقیق و مقاوم استفاده شده است. از کنترلرهای امپدانس و مد لغزشی برای کنترل به ترتیب راهبر و پیرو استفاده شده و عملکرد سیستم در تعامل با محیط‌های سخت و نرم بررسی شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد در تعامل با هر دو محیط شفافیت سیستم بسیار بالا است، اما تنها در لحظه ابتدایی برخورد با محیط سخت پرش مدل رخ می‌دهد.
مهدی حاج محمدی، حامد شهبازی، حسین کریم پور، کمال جمشیدی،
دوره ۱۷، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۶ )
چکیده
در این مقاله، روش کنترل تطبیقی مدل مرجع جهت تنظیم خودکار پارامترهای کنترلر یک پایدارساز دوربین ارائه میشود، بنحوی که پاسخ سیستم تحت شرایط اینرسی مختلف از پاسخ مدل مرجع واحدی پیروی نماید. پایدارساز دوربین یا گیمبال مشتمل بر یک پایه متحرک است که با اتصال فعال یا غیر فعال به دوربین، قابلیت هموار‌سازی حرکت و تثبیت تصاویر در مقابل چرخش‌ها و لرزش‌‌های سکو را دارد. یکی از مشکلات گیمبال‌‌های تجاری موجود در بازار این است که فقط قادر به حمل دوربین‌‌های مخصوص به خود میباشند و اگر دوربین دیگری بر روی این گیمبال‌‌ها بسته شود، نمی‌‌توانند عملکرد مناسب اولیه خود را حفظ کنند. این مشکل به دلیل تفاوت اینرسی و محل مرکز جرم دوربین‌‌های مختلف با یکدیگر است. در این مقاله، در راستای حل این مشکل، روش کنترلری بلادرنگی به کمک برد آردوینو بر روی سیستم واقعی پیاده سازی عملی شده است. در ابتدا طراحی و ساخت گیمبال دو درجه آزادی انجام گردیده و سپس پیاده سازی عملی کنترلر PID-تطبیقی مدل مرجع بر روی آن صورت پذیرفته است. در انتهای مقاله، تحلیل عددی برای بررسی عملکرد عملی کنترلر تطبیقی مدل مرجع در مقاوم بودن نسبت به اغتشاش‌های وارده به سیستم مورد بررسی قرار گرفته است.
امیررضا کوثری، مهدیه بگلری،
دوره ۱۷، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۶ )
چکیده
در این مقاله اثر اندرکنش معادلات دینامیکی حرکت انتقالی و حرکت وضعی ماهواره با هدف طراحی آرایش پروازی در فاز ورود به پنجره ی مداری و تقرب به موقعیت نامی عملیاتی تعریف شده در مدار زمین آهنگ بررسی شده است. در این راستا ابتدا معادلات دینامیکی و سینماتیکی ماهواره مورد مطالعه قرار گرفته اند. سپس با درنظر گرفتن ماهواره به عنوان جسمی صلب، اثر متقابل دینامیک حرکت انتقالی و وضعی ماهواره در تقرب به موقعیت نهایی در مدار هدف استخراج شده است. بر خلاف مطالعات مشابه، که در آن ها از ساده سازی هایی نظیر فرض مدار هدف دایروی و یا خطی سازی معادلات دینامیکی استفاده شده است، تحلیل های ارائه شده در این نوشتار برمبنای کلی ترین حالت معادلات حرکتی غیرخطی است. معادلات کوپل شده ی ارائه شده در فاز تقرب به موقعیتی معین در مدار زمین آهنگ با احتساب شرایط وضعی مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته و بر اساس نتایج به دست آمده سناریو و الزامات متفاوتی در تقرب به موقعیت هدف در پنجره ی مداری و در حضور ماهواره های دیگر ارائه شده است. موقعیت و وضعیت ماهواره با استفاده از سیستم مبتنی بر منطق کنترلی PD با بهره های کنترلی بهینه شده بر اساس الگوریتم بهینه سازی PSO با هدف کمینه سازی تلاش کنترلی و مصرف سوخت ماهواره و نیز افزایش طول عمر عملیاتی ماهواره، کنترل شده است و نتایج شبیه سازی های ارائه شده مبین کارآیی مناسب طرح پیشنهادی است.
روح اله نوروزی، حامد شهبازی، کمال جمشیدی،
دوره ۱۷، شماره ۱۰ - ( ۱۰-۱۳۹۶ )
چکیده
کوادروتور یکی از انواع رباتهای پرنده می‌باشد که به دلیل ساختار ساده و قابلیت عمود پروازی مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. پایداری این سیستم به دلیل دینامیک شدیدا غیر خطی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. برای پایدارسازی این سیستم در این مقاله کنترلرهای ترکیبی، کنترلرکلاسیک PD و شبکه های عصبی طراحی شده‌اند. در این مقاله ابتدا به طراحی یک شبکه عصبی با توانایی اموزش برخط پرداخته شده است. سپس یک کنترلر کلاسیک PD با استفاده از روش زیگلر نیکولز بیان شده و سپس با استفاده از یک شبکه عصبی که به صورت انلاین اموزش داده شده، به تنظیم پارامترهای کنترلی این کنترلر پرداخته میشود. برای تعیین کارایی این کنترلرها، شبیه سازی در محیط شبیه سازی متلب انجام گرفت و نتایج به شکل عملی اورده شده است. برای پیاده سازی این کنترلرها روی سیستم واقعی، یک مدل شبیه ساز برای کوادروتور ارائه شده که با پیاده سازی کنترلرهای طراحی شده روی سیستم کارایی انها بر روی سیستم واقعی مشخص گشته است.
