پایان نامه ها

پایان نامه ارشد رایگان درباره شبیه سازی، ارزیابی عملکرد، تولید اطلاعات

دانلود پایان نامه

j به صورت زیر داده می شود :

برای اضافه کردن فیدبک به طراحی ، تعریف می کنیم :

سپس ، داریم :

٤٢

قانون کنترل فیدبک برای (١٦) و (١٧) به وسیلآ رابطه زیر داده می شود :
با تعریف ~ در (١٥) ٦ و ترکیب با (١٨) ، داریم :
uk

با جاگذاری (١٢٦) و (١٢٧) در (١٩) آنگاه داریم :

ق انون کنت رل در (٢٠) از قس متهای زی ر تش کیل ش ده اس ت : ی ک بخ ش فی دبک ، kn ، ب رای پای دار س ازی

سیس تم و رس یدن ب
ه پاس خ گ ذرای مطل وب ، ی
ک بخ ش فی دبک وابس ته ب ه حال ت م دل مرج ع
،SR1 K X S11 K xm
، و یک کنترل کننده پیش س و
براس اس ورودی مرج ع ، Ku m S22 K x S12 ، ب رای
ردیابی پاسخ مدل مرجع با ورودی مرج ع . u km م اتریس ه ای به رة کنترل ی K x m و Ku m ت وابعی از به رة
کنت رل فی دبک kn هس تند و براس اس ماتریس های Sij در (١٣١) – (١٢٨) محاس به م ی ش وند . لازم ب ه ذک ر

است که طراحی چنین بهره های کنترلی بس تگی ب ه م دل ه ای plant و مرج ع دارد . در حض ور ی ک خط ای عملگر ، ماترس ورودی G به Gkf تغییر می کند . بنابراین ، Sij و سه ماتریس بهره کنت رل بای د ب ه ص ورت

on-line دوباره طراحی شود . چگونگی طراحی بهرة کنترل فیدبک kx برای پایداری و دینامیک حلقه بس ته مهم است . روش طراحی بهره های کنترلی در بخش بعد آمده است .

طراحی بهره کنترلی فیدبک با قابلیت پیکربندی مجدد

در FTCS موجود به روش تعقیب مدل ، واضح نیست که چه نوع روش طراحی برای طراح ی به ره کنت رل فیدبک استفاده شده است . این بهره کنترل می تواند با استفاده از روش جایابی ساختار ویژه طراح ی ش ود . از آنجایی که پایداری و رفتار دینامیک سیستم حلقه بسته بوسیلة ساختار ویژه آن تأمین می ش ود ، ب رای تض مین

پایداری و عملکرد دینامیک سیستم ، جایابی ساختار ویژه در طراحی سیس تم ه ای کنترل ی ب ا پیکربن دی مج دد استفاده شده است . هدف طراحی این اس ت ک ه س اختار وی ژه سیس تم پیکربن دی مج دد یافت ه در نزدیک ی سیس تم نامی (تاحد امکان ) قرار گیرد . هدف طراح ی در اینج ا ، س اخت ی ک کنت رل کنن ده فی دبک بطوریک ه ن ه فق ط ساختار ویژه یکسانی ب ا م دل مرج ع مطل وب ب رای عملک رد نرم ال داش ته باش د ، بلک ه همچن ین س اختار وی ژه یکسانی با مدل مرجع مطلوب همراه تنزل عملکرد برای شرایط تحت خطا ، داشته باشد .

مسائل طراحی در ترکیب غیب یابی و کنترل با پیکر بندی مجدد

همانطور که قبلاً گفته شد ، واضح است که یکی از بزرگت رین مش کلات مرب وط ب ه FTCS ه ای موج ود ای ن است که دارای ف رض وج ود ی ک FDD کام ل م ی باش ند و در نتیج ه ی ک م دل post – fault کام ل از سیس تم شناخته شده است . این حالت در عمل به ندرت وجود دارد . همچنین فرض اینکه یک مدل کامل post- fault از سیستم شناخته شده است ، غیرواقعی است . مگر اینکه م دل سیس تم post- fault بوس یلة روش های تخم ین

حالت سیس تم ی ا شناس ایی پ ارامتر در ط رح FDD (روش طراح ی مج دد اتوماتی ک ( on-line مش خص ش ده باشد ، یا اینکه طرح FDD و کنترل کننده پیکربندی مجدد فقط برای مجم وعة مح دودی از م دلهای خط ای از

٤٣

قبل فرض شده ، طراح ی ش ده ب ادش (ق انون کنت رل از قب ل محاس به ش ده ) . بن ابراین ، نیازه ای خاص ی روی طرح FDD برای کنترل پیکربندی مجدد وجود دارد . در کل ، طرح FDD باید :

 تولید اطلاعات از تشخیص خط ا ، جداس ازی و شناس ایی آن ت ا ح د امک ان ، ک ه ش امل زم ان تش خیص خطا ، نوع ، موقعیت و سایز باشد ؛

 تولید حالات و یا پارامترهای مدل سیستم post- failure تا حد امکان دقیق .
ﺑ رای ت أمین نیازه ای ف وق و رس یدن ب ه کنت رل پیکربن دی مج دد ب ا تعقی ب م دل ، مس ائل طراح ی مختلف ی در ارتباط با طراحی ترکیبی با کنترل تعقیب مدل نیاز به بررسی دارد :
(١) تخمین حالت plant و فاکتورهای تأثیر کنترلی ، (٢) طرح FDD ؛ و (٣) مکانیسم پیکربندی مجدد .

مثال شبیه سازی و ارزیابی عملکرد

تأثیر طرح پیشنهادی از طریق یک مثال ، با دینامیکه ای ص فحه pitch مرتب ه دوم خط ی (دورة تن اوب کوت اه

مطلب مشابه :  منابع پایان نامه ارشد دربارهنماز جمعه، مذاهب خمسه، استفاده از کتابخان

)از یک پرواز ١٦F- در ft ١٠٠٠٠ و ٧.٠ Mach استفاده شده است .
٥.١ . مثال شبیه سازی :
مدل هواپیمای خطی شده می تواند به صورت زیر باشد :

ک ه ZZ ، Zq و ZZ و MM و Mq و MM مش تقهای جزئ ی نی روی نرم ال Z و هم ان pitching ) M moment )نس بت ب ه زاویة حمل ه ،س رعت q pitch و stabilator deflection م ی باش ند .
متغیره ای حال ت و ورودی را ب ه ص ورت u [[], x [[q]T تعری ف م ی کن یم ، ب ه خ اطر اینک ه فق ط ی ک

ورودی کنترل داریم ، پس فقط یک خروجی که بتواند آن را دنبال کند نیز داریم . سرعت q,pitch ، خروجی است و بنابراین ماتریس خروجی H r [01] است .
در ادامة بررسی طراحی ، پارامترهای مدل برای دو م دل مرج ع ، یک ی ب رای توض یح رفت ار مطل وب سیس تم

در ط ول عملک رد نرم ال و دیگ ری ب رای توض یح رفت ار مطل وب سیس تم در حض ور خط ا ب ا بررس ی تن زل عملکرد ، با همدیگر با پارامترهای plant ، در جدول (١) داده شده است .

جدول ٤-١ پارامترهای مدل

مقادیر ( ( ، نسبت میرایی و فرکانس طبیعی ( wn ) از سیستم ، مدل مرج ع مطل وب و م دل مرج ع ب ا تن زل عملکرد در جدول (٢) داده شده است . واضح است که plant نامی حلق ه ب از ناپای دار اس ت . (یک ی از مق ادیر در سمت راست محور موهومی قرار دارد ) . مدل مرجع مطلوب در طول عملکرد نرم ال انتخ اب ش ده ت ا ب ه مقادیر ویژه مطلوب در {{3.5 j2} برسد که مربوط به عملکرد دینامیک با ٨.٠ و ٠٣.٤ Wn= اس ت

. در مقایسه با تنزل عملکرد ، نسبت
میرایی در حضور خطا بزرگتر از حالت مدل مرجع مطل وب و فرک انس طبیعی کوچکتر از حالت مدل مرجع انتخاب شده است .

٤٤

جدول ٤-٢ پارامترهای عملکرد مدل های مرجع

ارزیابی عملکرد

خروجی سیستم از سیستم پیکربندی مجدد یافت ه تح ت ش رایط ورودی مرج ع ثاب ت u m 5 ، در ش کل a) )٣ نشان داده شده است در این حال ت ، ی ک خط ای جزئ ی در تلف ات %٧٥ از ت أثیر کنترل ی در stabilator در tF 5sel شبیه سازی شده است . برای اهداف مقایسه ، پاسخ تحت شرایط بدون پیکربندی مج دد کنت رل کنن ده نیز نشان داده شده است . برای ارزیابی عملکرد سیستم کنترل پیکربندی مجدد یافتت ه طراح ی ش ده تح ت م رز

اشباع عملگر ، پاسخ با مرز u max 5 برای سیگنال های کنترل حلقه بسته در شکل ٤ نشان داده شده اس ت (برای حالات با و بدون مرز حدودی کنترل ) .

شکل ٤-٣ خروجی ها با ورودی مرجع ثابت و سیگنالهای کنترلی مربوطه

همانطور که دیده می شود . روش ارائه شده به طور موفقیت آمیزی پاسخ های خروجی هر دو مدل مطلوب و تنزل یافته را دنبال کرده است که ای ن ردی ابی در ط ول دو دوره در حض ور و ع دم حض ور خط ای عملگ ر ب ا یک گذرای کوتاه انجام شده است حتی اگر اشباع عملگر تحت مرز سیگنال کنترل داده شده ، اتفاق افتاده باش د

٤٥

، طرح هنوز می تواند منجر به عملکرد کلی مطل وب ب ا ک اهش در س رعت پاس خ ش ود . ب ه ه ر ح ال ، سیس تم نمی تواند پاسخ خروجی مدل مرجع مطلوب یا تنزل یافته را بدون پیکربندی مجدد ، ردیابی کن د . چال ب اس ت بدانید که قبل از فعالسازی پیکربندی مجدد در tR 5.7S ، پاسخ خروجی سیستم حلق ه بس ته واگ را م ی ش ود .
بع د از فعالس ازی ق انون کنت رل پیکربن دی مج دد ، پاس خ خروج ی plant پیکربن دی مج دد یافت ه ، پاس خ م دل مرجع تنزل یافته را به طور کام ل ردی ابی م ی کن د . ب ه ع لاوه ب ا بررس ی تن زل عملک رد در طراح ی م دلهای مرجع و تح ت ورودی مرج ع داده ش ده ، س رعت حال ت مان دگار ن امی از مق دار ١٠٣.٧ ب ه مق دار ٦٥٤.١ در ش رایط خط ادار ک اهش یافت ه اس ت . ب رای ارزی ابی عملک رد ط رح پیش نهادی در حض ور خط ای ناش ناخته و اغتشاشات ، اغتشاشات ثابت با دامنة ١.٠ (حدود ١٠% در مقایس ه ب ا دامن ه خط ای م اکزیموم ) بوس یل ة ی ک

اغتشاش متغیر ب ا زم ان ( تُل رانس ) ب ه ان دازه گی ری اض افه ش ده اس ت . خروج ی plant از سیس تم پیکربن دی مجدد یافته در حضور و عدم حضور چنین اغتشاشاتی در شکل ٥ نشان داده شده است . دیده می شود که حت ی در حضور اغتشاشات ثابت و متغیر با زم ان ، ط رح پیش نهادی هن وز ی ک عملک رد ع الی را نش ان م ی ده د . حتی اگ ر چ ه ی ک م دل س اده هواپیم ای مرتب ه دوم ب ا ورودی واح د ب رای ارزی ابی اس تفاده ش ده اس ت ، ط رح پیشنهادی با بررسی ، تنزل عملکر در واقع برای سیستم ه ای چن د ورودی و چن د خروج ی مناس ب اس ت . در ش بیه س ازی ، س ایر ان واع ورودی ه ای تک ه ای ثاب ت و ورودی متغی ر ب ا زم ان ، و ان واع مختل ف خطاه ا از حمله خطاهای ناگهانی و inciepient ، بررسی شده است . نتایج رضایت بخشی بدست آمده است .

مطلب مشابه :  پایان نامه با کلید واژگاناستان مازندران، اعتبار سازه

نتیجه گیری

اهداف طراحی برای سیستم های کنت رل مق اوم خط ا ( FTCS ) ب ا بررس ی تن زل عملک رد در ای ن فص ل ارائ ه ش ده اس ت . ی ک طراح ی مجتم ع ب رای FTCS ، بررس ی تن زل عملک رد ارائ ه ش ده اس ت سیس تم کنت رل ب ا پیکربندی مج دد ب ه ص ورت on -line و اتوماتی ک ، براس اس روش جای ابی س اختار وی ژه ب رای کنت رل کنن ده فیدبک با پیکربندی مجدد و یک روش تعقیب مدل برای کنترل کنن ده ه ای پ یش س وی پیکربن دی مج دد یافت ه ، طراحی شده است . کنترل کننده های پیکربندی مجدد به طور متص ل ب ا ی ک ط رح FDD طراح ی ش ده اس ت ک ه براس اس فیلت ر ک المن تطبیق ی دو مرحل های ب رای ش بیه س ازی تخم ین پ ارامتر خط ا و حال ت ، تص میمات آماری برای تشخیص خطا ، عیب یابی و فعال سازی پیکربندی مجدد کنترل کننده می باشد .

٤٦

٤-٣ مدیریت دوره گذرا (Transition Management)

مقدمه

سیستم های کنترل برای کنترل مؤثر سیستم های غیر خطی متغیربا زمان پیچیده مانند اتومبیل ها، توربین های گازی و … طراحی شده اند، که ممکن است نیازمند سطح خاصی از رفتار عملکردی خطا می باشند. بین سیستم های کنترل طوری طراحی شده اند که می توانند کنترل کننده را در زمان اجرا برای واکنش به خطاها، تغییر دهند و طبیعت متغییر با زمان و یا غیر خطی را جبران کنند. ولی این تغییرات درplant یا کنترل کننده ممکن است باعث ایجاد گزار های غیر قابل تحمل شوند. فاکتورهای اصلی تعیین گذرا های پیکر بندی مجدد، وابسته به ساختار و کنترل کننده است. در این بخش، برخی روش های ممکن جهت کاهش این گذار ها ارائه می شود. نتایج روی یک با دو حالت کاری که توسط یک کنترل کننده مناسب کنترل می شود، نشان داده خواهد شد.

معرفی موضوع

تغییر شرایط عملکردی دنبال تطبی ق در زم ان اج را ی ا پیک ر بن دی مج دد کنت رل کنن ده جه ت حف ظ رفت ار کل ی سیستم در مرزهای مشخص قابل قبول است. به هر حال پیکر بن دی مج دد کنت رل کنن ده باع ث گ ذار ه ای غی ر قابل قبول در حلقه های کنترلی م ی ش ود. روش ه ای ارائ ه ش ده در اینج ا ب ر اس اس » م دیریت« متغیی ر ه ای حالت کنترل کننده توسط (١) انتخاب ساختارهای تحقق مناس ب از کنت رل کنن ده و ی ا (٢) اص لاح مت
غیی ر ه ای حالت کنترل کننده میباشد.

یک مفهوم و تصور از سیستم کنترل با قابلیت پیکر بندی مجدد، ترکیبی از یک زمان پیوسته یک کنترل کننده زمان گسسته یک تنظیم کننده پیکر بندی مج دد و ی ک زی ر سیس تم سرپرس ت اس ت(ش کل ١ را ببینی د). سیس تم سرپرس ت تغیی رات و خطاه ای ، عملگ ر ه ا، سنس ورها ، کنت رل کنن ده ه ا را ش امل زی ر بن ای محاس باتی را تشخیص می دهد و یک ساختار جدید کنترل کننده که عملکرد مناس ب را تح ت ش رایط داده ش ده خواه د داش ت را استخراج می کند. به طور عمده سیستم سرپرست به عنوان سیستم اتفاق- گش ته ک ه فرم ان ه ای پیک ر بن دی مجدد را به کنترل کننده از طری ق تنظ یم کنن ده پیک ر بن دی مج دد م ی ده د، ش ناخته ش ده اس ت. یک ی از اعم ال اولیه

پاسخی بگذارید