بخشی از مقاله
چکیده
کنترل تطبیقی سیستم دینامیکی با استفاده از طرح مدل های چندگانه یک روش ریاضی جذاب و پرکاربرد است. از این روش برای بهبود پاسخ گذرای کنترل تطبیقی استفاده می شود. در این پژوهش، الگوریتم تخمینگر احتمال پسین - PPE - 1 در طرح کنترل تطبیقی مدل چندگانه مقاوم - RMMAC - 2 با استفاده از قوانین فازی 3TSK اصلاح شده است که سبب ایجاد الگوریتم وزنی جدید که تخمین گر احتمال پسین فازی - FPPE - 4 نامیده میشود، میگردد.
FPPE، وزنهای احتمالی بهبود یافته مربوط به کنترلکنندههای محلی را تولید مینماید. فیلترهای کالمن محلی برای تولید سیگنالهای ماندهی مورد نیاز برای FPPE طراحی شدهاند. کنترل کنندههای محلی با استفاده از روش مقاوم mixed-µ synthesis طراحی شدهاند که در نتیجه پایداری محلی و مقاومت عملکرد سیستم تضمین میگردد. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که پاسخ سیستم دینامیکی دو ارابه ای جرم، فنر و میراگر به همراه پارامتر عدم قطعیت با استفاده از طرح بهبود یافتهی کنترل تطبیقی مدل چندگانه مقاوم فازی - IFRMMAC - 5، بهبود یافته است. که برتری FPPE را بر PPE نمایان می سازد.
-1 مقدمه
کنترل تطبیقی مدل چندگانه - MMAC - 6 ، یک روش ریاضی محبوب، پرکاربرد و یک زمینهی تحقیقاتی بسیار داغ است. نظریهی کنترل تطبیقی کلاسیک از دههی 1960 مورد مطالعه قرار گرفت. ایدهی استفاده از مدلهای چندگانه برای بهبود عملکرد گذرای سیستمهای کنترل تطبیقی در حضور پارامترهای بزرگ و تصادفی، در دههی 1990 میلادی مطرح گردید
در دهههای اخیر کنترل تطبیقی به عنوان یک راه حل موثر برای مقابله با سیستمهای تغییرناپذیر با زمان در حضور پارامترهای تصادفی، پیشرفت چشمگیری داشته است.
در حال حاضر فناوری به سرعت در حال پیشرفت است و ما نیازمند پیشرفتهای نظری در زمینهی کنترلی هستیم. در زمینههای گوناگون - مانند: پزشکی، علوم اعصاب، امور مالی، امنیت ملی، صنعت، کلاسی از مشکلات که در آن تصمیمگیری باید در حضور عدم قطعیت بزرگ پارامتری و نویز محیطی انجام گیرد و یا تغییرات سریع در پارامترهای ساختار داریم، - از روشهای کنترل تطبیقی استفاده میگردد. در ادامه به مروری بر مطالعات اخیر پرداخته میشود.
در مقالهی - Chen et al., 2015 - ، یک طرح جدید مدل چندگانه با شاخص محدب برای سیستمهای غیر خطی بازخوردی اکید7 ارائه شده است. از کنترلکنندهی پیوسته با پارامترهای تخمین ترکیب محدب از مدلهای شناسایی برای جلوگیری از چترینگ احتمالی و بهبود عملکرد گذرا استفاده شده است. به خاطر ویژگی بدنهی محدب، تنها q+1 مدل مورد نیاز است که بسیار عملی تر از طرح کلیدزنی است. همچنین از اطلاعات مدلهای شناسایی به طور کامل استفاده می شود.
در مقالهی - Li, Jia, - Liu, & Ding, 2014، به مسئلهی مهم کنترل سیستمهای دینامیکی غیرخطی با استفاده از مدل چندگانه 8PDNNS پرداخت. PDNNS برای شناسایی سیستمهای دینامیکی ناشناخته به کار میرود. این مقاله بر اساس ترکیبی از مدل تطبیقی و مدل ثابت است. هدف اصلی این مقاله اثبات پایداری MMAC با استفاده از PDNNS است. همانطور که در شبیه سازی آن دیده میشود، استفاده از مدلهای تطبیقی و ثابت در شبیه سازی منجر به بهبود قابل توجهی در عملکرد سیستم شد. بنابراین کنترل تطبیقی سیستم دینامیکی غیرخطی با استفاده از مدل چندگانه PDNNS به عنوان یک روش ریاضی جذاب و عملی در دسترس است.
در مقالهی - Gan, Chen, & Li, 2015 - ، طرح جدید کنترل تطبیقی مدل چندگانهی مقاوم بیان شده است که با روش سنتی کنترل تطبیقی مدل چندگانه متفاوت است. زیرا از یک مدل شناسایی به عنوان یک مدل خاص به کار گرفته شدهاست. بنابراین، هنگامی که شرایط ماندگاری تحریک برقرار است، مدل دقیق به دست میآید و تابع عملکرد گذرای بهتری از تخمین پارامترها با استفاده از مقادیر کمتر مدلهای ثابت حاصل میشود. مزیت روش ارائه شده توسط نتایج شبیه سازی مقاله نشان داده است.
در مقالهی - Brend, Freeman, & French, 2015 - ، از طرح کنترل تطبیقی مدلچندگانهی کلیدزنی برای جبرانسازی ویژگی های متغیر با زمان عضله انسان استفاده شده است.
در مقالهی - Ma, Tao, Jiang, & Cheng, 2015 - ، یک طرح جدید کنترل تطبیقی مدل چندگانه معرفی شده است. توسعهی روش ردیابی جامع فرمان حرکت فضاپیما به همراه پارامترهای لختی ناشناخته با به کارگیری علامت خطا، که در زمان و الگوها ناشناختهاند، بیان شده است. برای حل مسئلهی کنترلی روش ردیابی، طرحی را پیشنهاد میدهد. طرح کنترلی پیشنهادی از مجموعهای از تخمینگرهای تطبیقی برای تولید پارامترهای تخمینی، مجموعه ای از کنترل کنندهها و توابع هزینه متشکل شده است. سپس یک الگوریتم کنترلی کلیدزنی برای انتخاب کمترین تابع هزینهی مربوط به سیگنال کنترلی طراحی شده است.
با وجود خطاهای علامت وارد بر پاسخ محرک که توسط تابع خطای جدید اعمال میگردد، همچنان شرایط پایداری و خواص ردیابی مجانبی برقرار است. در نهایت، عملکرد مناسب طرح کنترل تطبیقی مدل چندگانهی پیشنهادی با توجه به شبیهسازیهای صورت گرفته در مقاله ، عملکرد قابل قبولی را از خود نشان داده است. در حال حاضر، توسعهی روش پیشنهادی برای فضاپیمای انعطاف پذیر در حال بررسی است.
در مقالهی - Huang, Wang, & Wang, 2015 - ، طرح مدلچندگانه غیرخطی خود تنظیم برای کلاس سیستمهای غیرخطی زمان گسسته بیان شده است . برای برقراری مفروضات کرانداری از هر دو اصطلاح غیرخطی در سیستمهای غیرخطی و یا دیفرانسیل آن در مدل تعمیم یافته و بیان قانون تطبیقی مقاوم معرفی شده اند تا سیستم غیرخطی و پارامترهای شناسایی را شرح دهند. از طرح جایابی قطب برای طراحی کنترلکننده استفاده شده است. کرانداری همهی سیگنالها نشان داده شده است و عملکرد ردیابی تحلیل شده است. شبیهسازیهای مقاله کارایی روش پیشنهادی را نشان میدهد.
در مقالهی - Miao, - Xin, & Zhenlei, 2015، یک روش MMAC برای کلاس زمان گسسته سیستمهای غیرخطی دینامیکی پیشنهاد میکند. طرح کنترل جایابی قطب برای طراحی کنترلکننده و حذف محدودیت ترم غیرخطی سیستم به کار میرود. ترم غیرخطی سیستم بایستی با توجه به ورودی کنترل اکیدا خطی گردد. یک الگوریتم شناسایی بهبود یافته برای اطمینان از همگرایی خطاهای ناشی از شناسایی و ردیابی شده است. کرانداری همهی سیگنالها تامین شده است و کارایی خوبی به دست آمده است. نتایج شبیه سازی اثربخشی روش ارائه شده را نشان میدهد. این روش به توسعهی بیشتر برای گسترش در برنامههای کاربردی نیاز دارد.
در مقالهی - Zhou, 2013 - ، با مدلسازی فازی به روش MMAC، ماشین بردار پشتیبان - SVM - 9 معرفی شد. مجموعه های فازی به همراه SVM در ساختار مدل چندگانه برای پلنتی که توابع غیرخطی ناشناخته دارد، ترکیب شدهاند. به طور کلی، نقاطی با درجه عضویت بیشینه، مراکز مجموعه های فازی، میتواند به عنوان نقاط مرجع برای توابع هسته SVM، عمل کنند. هنگامی که مجموعههای فازی در مقیاس متوسط طراحی شدند، دقت مدل سازی به برای دستیابی به عملکرد کنترل پایدار و رضایت بخش کافیست. با تلفیق فازی کنترلکنندههای چندگانه در سیستم جامع، پایداری سیستم تضمین گردید. نتایج شبیهسازی امیدوار کننده است.
در مقالهی - Sofianos & Boutalis, 2016 - ، طرح جدید کنترلی که شامل مقاومت در مدلهای چندگانهی 10T-S در شکل کنترلی است، مطرح گردیده است. ضرورت استفاده از تئوری کنترل فازی به منظور کنترل سیستمهای غیرخطی است، که همواره با خطاهای مدلسازی ناشی از روند مدل های فرمول فازی همراه است.
علاوه بر این، هنگامی که روش کنترل تطبیقی در سیستمهای غیرخطی به همراه پارامترهای ناشناخته به کار میروند، همزمان با خطاهای شبیهسازی ممکن است سیستم ناپایدار گردد. بنابراین در این مقاله طرح قانون تطبیقی مقاوم برای مدل های شناسایی T-S که در روش اصلاحی بیان شد. اینگونه قوانین تطبیقی که از تجزیه و تحلیل پایداری حاصل میشوند. کارایی روش ارائه شده در شبیهسازیهای مقاله مزبور نشان داده شده است. در مقالهی - V. Pandey, Kar, & Mahanta, 2015 - ، کنترل تطبیقی غیر مستقیم برای سیستم 11SISO با ساختار غیر خطی با استفاده از کنترل تطبیقی مدل چندگانه تطبیق تراز دوم را ارائه میدهد.
روش خطی سازی فیدبک برای تبدیل جبری سیستم دینامیکی غیر خطی به خطی استفاده شده است. مقدار کافی از مدلهای تطبیقی چندگانه توزیع هموارسازی برای پوشش محدودهی کامل فضای پارامتر ایجاد میکند. نیازمندی به تعداد مدلهای کمتر، یکی دیگر از مزیتهای استفاده از تطبیق تراز دوم است. استفاده از مدل چندگانهی تطبیق تراز دوم در مواقعی که کارایی پاسخ گذرا و همگرایی سریع مورد نیاز است، توصیه میشود.
