دانلود شبیه سازی مقاله شرایط LMI جهت طراحی کنترل کننده مبتنی بر ناظر در سیستم خطی

کنترلر مبتنی بر ناظر در سیستم خطی

عدم قطعیت ها و اغتشاشات، غالباً در سیستم های کنترل عملی دیده می شوند، زیرا بدست آوردن مدل های ریاضیاتی دقیق، اغلب بسیار دشوار است. این بخاطر نویزهای محیطی، خطاهای داده ها، سن زدگی سیستم ها، پارامترهای غیرقطعی یا به آرامی متغیر و غیره می باشد. وجود عدم قطعیت ممکن است باعث ناپایداری و عملکرد بد برروی یک سیستم کنترل شده شود. بنابراین، تلاش های قابل ملاحظه ای برای پایداری مقاوم و تثبیت سیستم های خطی با عدم قطعیت پارامتر، اختصاص داده شده اند.

در تعدادی مدل های واقعی، کنترل بازخورد حالت، ممکن است نتواند امکان پایداری را تضمین کند، هنگامی که تعدادی از حالت های سیستم قابل سنجش نباشند. به این علت است که یک ناظر حالت لازم است و در کنترل فیدبک شامل می شود.

کنترلرهای مبتنی بر ناظر، اغلب برای تثبیت سیستم های ناپایدار یا بهبود عملکرد سیستم، استفاده می شوند. مسئله تثبیت مبتنی بر ناظر برای هر دو سیستم های خطی قطعیتی و احتمالاتی، به درستی در مقالات دیگر، مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. یک استراتژی کنترل بهینه مبتنی بر ناظر نیز در پژوهش های قبلی، ارائه شده است. با این حال، برای سیستم های غیرقطعی، الگوریتم عام وجود ندارد. فعالیت های پژوهشی زیادی در سالهای اخیر برای هر دو سیستم های خطی و غیرخطی با پارامترهای غیرقطعی، انجام شده است. اما، روش های بدست آمده، محافظه کارانه باقی مانده اند.

علاوه بر آن، روش های قابل توجهی در مقالات و پژوهش های مختلف وجود دارند که به حل مسئله طراحی کنترلر فیدبک خروجی با استفاده مستقیم از شرایط BMI، پرداخته اند. اما، بخوبی می دانیم که حل یک BMI، یک مسئله «NP-hard» از دیدگاه پیچیدگی است، که این یکی از معایب پیاده سازی عددی است. برای غلبه بر این مسئله، تعدادی روش فیدبک خروجی دینامیک مهم و عمومی، گاهینت و چیلالی با استفاده از آرگومان های مرتبط و ابزارهای ریاضیاتی معقولانه، ارائه شده اند. با این حال، در این پروژه، مطالعه خود را بر طراحی کنترلرهای مبتنی بر ناظر، که تعدادی تفاوت بخاطر ساختار خاصش دارد، معطوف می کنیم.

در این پروژه، یک روش نامساوی ماتریس خطی برای طراحی کنترلرهای مبتنی بر ناظر برای سیستم های خطی غیرقطعی، ارائه می شود. نشان داده ایم که استفاده معقولانه از رابطه یانگ (Young)، باعث بوجود آمدن شرایط LMI کمتر محدود کننده، شده است. مطالعه مقایسه ای نتایج ارائه شده در این پروژه با توجه به نتایج بیان شده در مقاله های دیگر، برتری روش طراحی پیشنهادی را نشان می دهد.

این شبیه سازی با استفاده از نرم افزار متلب (MATLAB) انجام شده و در ادامه نیز تعدادی از نتایج خروجی آن قرار داده شده است: