بخشی از مقاله
چکیده:
عامل یک موجود مستقل در یک محیط است. این موجود میتواند با توجه به اطلاعات که از محیط دریافت و بر اساس اهدافی که دارد عمل پردازش محاسبه و تصمیم سازی را انجام دهد حال اگر در این سیستم ، چند عامل در کنار هم باشند که بتوانند مدلی از خودشان، محیط اطرافشان، تقابلشان با یکدیگر و محیط اطراف واهداف سایر عاملها بسازند آنگاه شاهد یک سیستم چند عامله با قابلیت حل مسئله خواهیم بود
در این مقاله برای غلبه و کنترل این نوع مسایل از یکی از روشهای کنترل مقاوم یعنی روش مد لغزشی، استفاده می کنیم و در کنترل مد لغزشی از الگوریتم فرا پیچش بهره برده ایم تا پاسخ سیستم تبدیل به یک پاسخ سریع , همراه با پایداری باشد. از عمده برتریهای متد ارائه شده عبارتند از: -1 پایداری سیستم کلی چند عاملی -2 سرعت در انجام عمل اجماع -3 مقاومت در مقابل عدم یقینی ها و اغتشاشات خارجی. برای نشان دادن عملکرد مناسب متد پیشنهادی، متد ارائه شده را بر روی یک سیستم نمونه پیاده سازی می کنیم.
-1 مقدمه
در چند سال اخیر توجه به عامل ها و سیستم های چند عامله بسیار مورد توجه قرار گرفته است . حال علت توجه به این سیستم ها چیست ؟
کامپیوترها ابزارهایی هستند که به خوبی وظایف محوله را انجام میدهند بدون اینکه درکی از آن داشته باشند. بنابراین اگر کامپیوتر در حالتی قرار گیرد که از قبل نسبت به آن پیشبینی خاصی صورت نگرفته است، آنگاه ممکن است خرابیهای زیادی به بار آورد در این مرحله احتیاج به سیستم هایی است که تصمیم بگیرند چه عملی انجام شود تا اهداف از پیش تعیین شدهای بدست آید. این دسته از سیستم های کامپیوتری را "سیستم های چند عامل" گویند که باید به صورت رباست در محیطهای غیرقابل پیشبینی عمل کنند.
تکنیکهای مد لغزشی به صورت عمده بیشتر به جهت کارایی که در روشهای کنترل مقاوم دارند در مرجع [1] شناخته می-شوند. تالیفاتی که در زمینهی بکارگیری مدلغزشی به عنوان کنترلر مقاوم است را میتوان در مراج [2] و [3] به خوبی مورد مطالعه قرار داد. سیگنال کنترلی مد لغزشی از ترکیب دو بخش، قانون کنترل پسخور مناسب و قاعدهی تصمیمگیری ساخته می-شود. بخش قاعدهی تصمیمگیری درواقع از تابع متناوبی تشکیل شده که ورودی آن تعدادی از سیگنالهای اندازهگیریهای حاوی اطلاعات در مورد رفتار فعلی سیستم میباشد. خروجی این تابع متناوب یک نوع کنترلر فیدبک است که بایستی در همان لحظه مورد استفاده قرار بگیرد و به سیستم اعمال شود.
این نوع از کنترلرها مزیت بسیار زیادی دارند. اولا، پاسخ حلقه بسته در هنگام استفاده از این کنترلر نسبت به برخی نامعینیهای سیستم غیرحساس می باشد دوما، این ساختار کنترلی می تواند بازهی وسیعی از سیستمهای دینامیکی را تحت پوشش قرار دهد
در مرجع [4] با بهرگیری از فرآیند فراپیچش به کنترل بهینه وسایل نقلیه و نسب سطح لغزش مطلوب برای چرخ ها و تغییرات ناگهانی اصطکاک می پردازد.
در مرجع [5] به بررسی ردیابی انتگرال کنترل مد لغزشی برای رهبر و پیرو در سیستم های چند عامله و مرتبه بالا با وقفه اختلالات می پردازد و به بررسی پایداری همه جانبه در سطح خاص از دینامیک ها از ماتریس خطی می پردازد.
در مرجع [6] به مشکل اجماع مجانبی پرداخته شده است و با استفاده از توابع لیاپانوف و طرح های تطبیقی به کنترل و اجماع سیستم های چند عامله می پردازد.
در مرجع [7] به بررسی پایداری زمان محدود برای هماهنگ سازی مشکل سیستم های چند عامله برای یک گروه خاص از گروه عامل ها می پردازد .
در مرجع [8] به بررسی کنترل تطبیقی مد لغزشی مرتبه بالا برای سیستم های حداقل فاز غیر خطی تک ورودی تک خروجی می پردازد و پیشنهاد رسیدن به زمان همگرایی ثابت واستحکام قوی در برابر عدم قطعیت و اجرای آیان را بین می کند .
در مرجع [9] به بررسی یک سیستم کنترل لغزش از حالت تطبیقی می پردازد که به طراحی مدل پایه می پردازد به منظور بر آورد محدود عدم قطعیت و رسیدن به سطح لغزش . مشکل اجماع سیستم های غیرخطی چند عامله با ساختار متغیر در مرجع [10] مورد بررسی قرار گرفته است. که برای اطمینان از اجماع در این مرجع از مدل کنترل فازی استفاده می شود.
مرجع [11] به بررسی مشکل کنترلی سامانه های چند عامله غیرخطی نامشخص می پردازد پروتکل کنترل کننده ارائه شده منجر به جلوگیری از بازخورد خروجی بر اساس نظریه پایداری لیاپانوف می پردازد .
کنترل ردیابی فازی برای شبکه های چند عامله مرتبه بالا مورد بررسی قرار گرفته شده است . و با استفاده لیاپانوف به حذف خطاها و اختلالات می پردازد که در مرجع [12] مورد بررسی قرار گرفته شده است. روش کنترل اجماع شبکه عصبی تطبیقی برای کلاس خاصی از سیستم های چند عامله غیر خطی با ورودی زمان محدود در مرجع [13] مورد بررسی قرار گرفته شده است . و با روش لیاپانوف کراسوسکی به بررسی کنترل اجماع سیستم های چند عامله می پردازد.
در مرجع [14] به بررسی رویکرد فعالی مبتنی بر مدل جهت طراحی یک سیستم کنترل تحمل پذیر خطا برای جبران خطا های مکانیکی ناشی شده از موتور استاتور و روتور موتور القایی سه فاز ارائه می شود .کاربرد کنترل مد لغزشی برای سیستم های کروز کنترل قطارهای پرسرعت در حضور عدم قطعیت های پارامتری و اغتشاشات خارجی مورد توجه مرجع [15] قرار گرفته است.
مرجع [16] روشی جدید برای پایدارسازی و طراحی قانون کلیدزنی پایدارساز برای سیستم های همگن سوییچ شونده به عنوان دسته ای از سیستم های غیرخطی سوییچ شونده مورد بررسی قرار گرفته است. روش ارائه شده در این مرجع مبتنی بر وجود تابع لیاپانوف مشترک همگن برای زیر سیستم ها است و بر اساس آن قانون کلیدزنی پایدارساز همگن مشخص می گردد .
یکی از مهمترین مسائل مورد بررسی در زمیته سوییچینگ پایدارسازی سیستم های سوییچینگ خطی متشکل از تعدادی زیر سیستم ناپایدار می باشد. در مرجع [17] یک روش مبتنی بر حل نامعادلات خطی ماتریس برای پایدارسازی مقاوم سیستم های سوییچینگ خطی دارای نامعینی پارامتری ارائه می شود.
هدف از این مقاله ارائه روشی مناسب و دقیق جهت کنترل سیستم های چند عامله است که بتوانند بصورت رباست در محیط هایی که امکان تغییرات زیاد وجود دارد عمل کنند برای این هدف ابتدا در بخش 2 مطالبی در مورد سیستم های چند عامله گرد آوری و برخی خواص آنها را بیان می کنیم و در ادامه مد لغزشی با الگوریتم فراپیچش را در بخش 3 مورد تشریح قرار می دهیم و در بخش 4 نحوه طراحی سیستم کنترلی مورد نظر را نشان می دهیم و در بخش 5 شبیه سازی سیستم مورد نظر را نشان می دهیم .
-2 ریاضیات مسئله
در این بخش به معرفی نمادها و تعاریف و برخی نتایج کلیدی مورد نیاز برای توسعه نتایج اصلی حاصل از این مقاله می پردازیم ارتباط بین عامل ها در هر سیستم به وسیله یک گراف نشان داده می شود.
-1-2 سیستم های چند عامله
در مدل سازی اکثر سامانه ها به دلیل دینامیک های مدل نشده احتمالی و اثرات غیرخطی صرف نظر نشده در خطی سازی معادلات سیستم و همچنین اغتشاش و نویز ممکن است, نامعینی هایی بوجود آید.این نامعینی ها می تواند در اثر وجود اختلالات در سیستم با تغییر پارامترهای سیستم نیز نمایان شوند
- عدم قطعیت در مدل به دو دسته کلی تقسیم می شود: عدم قطعیت ساختاری یا پارامتری که ممکن است ناشی از عدم قطعیت های سیستم باشد و به عدم دقت در جملاتی که در مدل هستند مربوط می شود . مثل پارامترهای نامعلوم سیستم.
-عدم قطعیت غیر ساختاری یا دینامیک های مدل نشده که می تواند به دلیل ساده کردن هدفدار دینامیک های سیستم باشد و به عدم دقت در مرتبه سیستم با خطای تخمین مربوط می شود. عدم دقت در مدل سازی می تواند اثرات نامطلوبی بر سیستم های غیرخطی بگذارد.لذا از کنترل کننده مد لغزشی که روشی از کنترل مقاوم است . جهت مواجهه با نامعینی موجود در مدل سیستم استفاده می شود.
در کنترل به روش مد لغزشی , هدف راندن مسیرهای حالت سیستم بر روی یک سطح لغزش انتخاب شده توسط طراح در فضای حالت و حفظ مسیرهای حالت بر آن سطح می باشد .پاسخ سیستم می تواند به یک پاسخ سریع , همراه با پایداری , دفع آشفتگی و عدم حساسیت به متغیر های پارامتری سیستم دست یابد .
دراین تحقیق در نهایت بنا داریم با حذف اغتشاشات در سیستم های چند عامله و با به صفر رساندن خطای ناظر در این سیستمها،زمان اجماع را محدود و به اجماع سریعتر برسیم و این مهم را با استفاده از کنترل مد لغزشی به سرانجام می رسانیم و همچنین در کنترل مد لغزشی سیستم های چند عامله می توانیم شرط کافی را برای سطح لغزش به دست آورد، که قانون کنترلی طراحی شده ثبات قوی در سیستم های غیر خطی افاین ایجاد کند.
