کنترل تطبیقی
صادق رضایی؛ محسن پارسا
دوره 14، شماره 56 ، اسفند 1402، ، صفحه 119-130
چکیده
کنترل متغیرهای حیاتی در افراد بیمار که سیستم کنترل طبیعی آنها به دلایلی با مشکل مواجه شده، امری ضروری است. یکی از این متغیرهای حیاتی سطح گلوکز خون است و متاسفانه در افرادی که دچار بیماری دیابت (بیماری قند خون) هستند تنظیم سطح گلوکز خون بهدرستی صورت نمیگیرد. در جهت جبران این فقدان، در سالهای گذشته تحقیقات و تلاشهای متعددی ...
بیشتر
کنترل متغیرهای حیاتی در افراد بیمار که سیستم کنترل طبیعی آنها به دلایلی با مشکل مواجه شده، امری ضروری است. یکی از این متغیرهای حیاتی سطح گلوکز خون است و متاسفانه در افرادی که دچار بیماری دیابت (بیماری قند خون) هستند تنظیم سطح گلوکز خون بهدرستی صورت نمیگیرد. در جهت جبران این فقدان، در سالهای گذشته تحقیقات و تلاشهای متعددی جهت ساخت و بهبود عملکرد پانکراس مصنوعی به جهت کنترل قند خون انجام گرفته است. وجود عواملی مانند نامعینیهای متعدد که ناشی از تفاوتهای فیزیولوژیکی در اشخاص، فعالیتهای گوناگون در طول روز، اثرگذاری با تاخیر کربوهیدراتها در میزان قند خون بدن، استرس و ورزش، کنترل پانکراس مصنوعی را به موضوعی پر چالش تبدیل کرده است. اما یکی از چالشهای مهم در این حوزه که کمتر در تاریخچه به آن پرداخته شده است، وجود محدودیت در دُز مجاز تزریق انسولین در پانکراس مصنوعی برای بیماران دیابت نوع یک است. از سویی تزریق دُز بالا میتواند مشکلاتی مانند هایپرگلیسمی را در بیماران به وجود آورد و از سوی دیگر تزریق دُز منفی انسولین بیمعنا است. در این مقاله پس از انتخاب مدل برگمن و در نظر گرفتن وجود اشباع نامتقارن در عملگر، از روش کنترل گام به عقب و تلفیق آن با تکنیک تطبیقی برای بهبود عملکرد کنترلکننده استفاده شده و پایداری سیستم حلقهبسته تضمین میگردد. در انتها با کمک نتایج شبیهسازی نشان داده میشود که با وجود اغتشاش پلهای بزرگ، دُز انسولین تزریقی در محدوده مجاز بین صفر تا 20 میلی واحد بر دقیقه باقی مانده و سطح گلوکوز خون از محدوده مناسب 130 میلیگرم بر دسیلیتر فراتر نمیرود.
کنترل تطبیقی
زهرا کوچکی؛ محمدرضا یوسفی؛ خوشنام شجاعی
دوره 14، شماره 53 ، خرداد 1402، ، صفحه 171-188
چکیده
کنترل قند خون بیماران دیابتی نوع یک در حضور نامعینیهای ساختاری و بی‌ساختار در این مقاله مطالعه شده است. در راستای افزایش کارآمدی رویکرد کنترلی ارائه شده، فرض شده که تمام دینامیکهای توصیف‌کننده تنظیم قند خون بیماران دیابتی نوع یک کاملاً نامعین هستند. براساس توابع تقریب‌زن فازی مجهز شده به الگوریتم تطبیق و همچنین استفاده ...
بیشتر
کنترل قند خون بیماران دیابتی نوع یک در حضور نامعینیهای ساختاری و بی‌ساختار در این مقاله مطالعه شده است. در راستای افزایش کارآمدی رویکرد کنترلی ارائه شده، فرض شده که تمام دینامیکهای توصیف‌کننده تنظیم قند خون بیماران دیابتی نوع یک کاملاً نامعین هستند. براساس توابع تقریب‌زن فازی مجهز شده به الگوریتم تطبیق و همچنین استفاده از رویکرد کاهش تعداد پارامترهای تطبیق، دینامیکهای نامعین مدل برگمن تقریب زده شده است. سپس براساس رویکرد کنترل خطی‌ساز فیدبک و جبران‌ساز تطبیقی مقاوم، طراحی کنترلکننده خطی‌ساز فیدبک مقاوم فازی بهمنظور تنظیم قند خون بیماران دیابتی نوع یک در حضور وعده غذایی برای اولین بار مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از تئوری لیاپانوفی نشان داده شده که تمام سیگنالهای سیستم حلقه بسته کنترل قند خون بهصورت کران‌دار نهایی یکنواخت، پایدار هستند و همچنین قند خون بیماران دیابتی به کرانی از مقدار مطلوب همگرا شده است. در انتها، نتایج شبیهسازی نشاندهنده عملکرد مطلوب کنترلکننده در کاهش اثر اغتشاش وعده غذایی و همچنین رفتار مقاوم در برابر دینامیکهای نامعین و خطای تخمین وعده غذایی است. همچنین، عملکرد مطلوب کنترلکننده پیشنهاد شده در کنترل قند خون (نگه داشتن قند خون در محدوده مجاز 120-70 میلی-گرم در دسی لیتر) در مقایسه با برخی از مراجع نشان داده شده است.
مهندسی کنترل
محمد مهدی آقاجری؛ مهناز هاشمی
دوره 11، شماره 42 ، مرداد 1399، ، صفحه 15-27
چکیده
بهمنظور پایدارسازی سیستمهای تصادفی غیرخطی فیدبک-اکید دارای غیرخطیگونگی پسماند پرنتل-ایشلینسکی در عملگر، با بکارگیری روش طراحی کنترل سطح دینامیکی تطبیقی که از شبکه های گوسی بهرهبردهاند، یک روش طراحی کنترلکننده پیشنهاد شده است. این روش قابل اعمال به سیستمهای غیرخطی تصادفی با هر نوع دینامیک نامعلوم است. شبکههای ...
بیشتر
بهمنظور پایدارسازی سیستمهای تصادفی غیرخطی فیدبک-اکید دارای غیرخطیگونگی پسماند پرنتل-ایشلینسکی در عملگر، با بکارگیری روش طراحی کنترل سطح دینامیکی تطبیقی که از شبکه های گوسی بهرهبردهاند، یک روش طراحی کنترلکننده پیشنهاد شده است. این روش قابل اعمال به سیستمهای غیرخطی تصادفی با هر نوع دینامیک نامعلوم است. شبکههای گوسی براساس قابلیت تقریب‌زنی عمومی، امکان تقریب‌زنی دینامیکهای نامعلوم سیستمهای تصادفی غیرخطی را فراهم میآورند. با استفاده از الگوریتم پارامترهای-یادگیری-کمینه، فرایند تقریب‌زنی دینامیکهای نامعلوم سیستم با کمترین پیچیدگی و حجم محاسبات صورت میپذیرد. پایداری سیستم کنترل پیشنهاد شده، بهصورت تحلیلی اثبات شده و نتایج آن نیز به وسیله یک مثال شبیهسازی ردگیری، به نمایش گذاشته شده است. نشان داده شده است که روش طراحیپیشنهاد شده برای سیستم کنترل تطبیقی، کرانداری در احتمال و در نتیجه آن کرانداری نهایی یکنواخت را برای تمام سیگنالهای حلقه-بسته تضمین میکند. همچنین اثبات شده است که میتوان با استفاده از این روش خطای ردگیری سیستم را تا اندازه دلخواه کوچک گرداند
مهندسی کنترل
ملیحه کاظمی پور؛ خوشنام شجاعی
دوره 11، شماره 42 ، مرداد 1399، ، صفحه 57-78
چکیده
مسئله ردیابی مسیرهای زمانی مرجع یکی از مسائل مهم و مورد توجه در زمینه کنترل رباتهای متحرک چرخدار به شمار میرود. در این مقاله، مسئله کنترل ردیابی مسیر زمانی مرجع در حضور نامعینیهای ساختاری، قیود غیرهولونومیک و اغتشاشات خارجی برای ربات متحرک چرخدار تراکتور-تریلر، تا حد قابل توجهی حل شده است. طرح پیشنهادی بر این اساس است ...
بیشتر
مسئله ردیابی مسیرهای زمانی مرجع یکی از مسائل مهم و مورد توجه در زمینه کنترل رباتهای متحرک چرخدار به شمار میرود. در این مقاله، مسئله کنترل ردیابی مسیر زمانی مرجع در حضور نامعینیهای ساختاری، قیود غیرهولونومیک و اغتشاشات خارجی برای ربات متحرک چرخدار تراکتور-تریلر، تا حد قابل توجهی حل شده است. طرح پیشنهادی بر این اساس است که ابتدا معادلات فضای حالت تراکتور-تریلر از معادلات دینامیک و سینماتیک آن استخراج و به یک فرم همبسته بیان شده است. در ادامه، با در نظرگرفتن معادلاتفضای حالت سیستم، الگوریتم کنترلی مورد نظر متشکل از دو حلقه کنترلی خارجی و داخلی ارائه شده است، به این ترتیب که ابتدا با انجام خطیسازی فیدبک ورودی-خروجی، قانون کنترل در حلقه داخلی به فرم فیدبک غیرخطی تولید شده است که این الگوریتم به طور پیوسته، حذف دینامیکهای غیرخطی سیستم را بر عهده دارد. سپس، با استفاده از ترکیب خروجی تولید شده در مرحله خطیسازی با الگوریتم کنترلی مد لغزشی ترمینال و طراحی یک کنترلکننده عصبی مقاوم تطبیقی زمانمحدود در حلقه خارجی، عملکرد صحیح و سریع سیستم حلقهبسته در حضور نامعینیها تضمین شده است. الگوریتم کنترلی پیشنهادی درنهایت، کرانداری سیگنالهای حلقهبسته و همگرایی دقیق خطای ردیابی در زمانمحدود را تضمین نموده است. در پایان، میزان اثربخشی طرح پیشنهادی، از طریق تئوری لیاپانوف تعمیمیافته و شبیهسازی با استفاده از نرم‌افزار متلب اثبات و ارائه شده است.
مهندسی کنترل
مهناز هاشمی؛ امیر پویان
دوره 10، شماره 39 ، آبان 1398، ، صفحه 53-60
چکیده
در این مقاله، یک کنترل کننده تطبیقی برای کنترل سیستمهای غیرخطی جرک در معرض پارامترهای نامعین و محدودیتهای کنترلی عیب عملگر و اشباع ورودی ارائه شده است. عیب عملگر در نظر گرفته شده عیوب کاهش کارایی و قفل شونده را پوشش می‌دهد. مقدار، زمان و الگوی عیوب در نظر گرفته شده کاملاً نامعین است یعنی مشخص نیست در چه زمانی، کدام عملگرها و با ...
بیشتر
در این مقاله، یک کنترل کننده تطبیقی برای کنترل سیستمهای غیرخطی جرک در معرض پارامترهای نامعین و محدودیتهای کنترلی عیب عملگر و اشباع ورودی ارائه شده است. عیب عملگر در نظر گرفته شده عیوب کاهش کارایی و قفل شونده را پوشش می‌دهد. مقدار، زمان و الگوی عیوب در نظر گرفته شده کاملاً نامعین است یعنی مشخص نیست در چه زمانی، کدام عملگرها و با چه وضعیتی دچار عیب میشوند.کنترل کننده تطبیقی مقاوم پیشنهادی بر اساس روش کنترلی گام به عقب طراحی شده است. در این مقاله، با معرفی توابع لیاپانوف- کراسوسکی جدید، کرانداری سیگنالهای سیستم حلقه بسته و همگرایی خطای تعقیب به یک همسایگی نزدیک مبدأ تضمین شده است. روش تطبیقی پیشنهادی، عیوب عملگر را بدون نیاز به واحد تشخیص عیب جبران میکند. نتایج شبیه سازی، کارایی و صحت روش کنترلی ارائه شده را در همزمان سازی سیستم آشوب در حضور عیب عملگر، اشباع ورودی و نامعینی پارامتری نشان می‌دهد.
مهندسی کنترل
سعید نخ کوب؛ عباس چترایی؛ خوشنام شجاعی
دوره 4، شماره 16 ، اسفند 1392، ، صفحه 71-77
چکیده
در این مطالعه، مساله موقعیت و ردیابی برای شناور زیر سطحی خودگردان در صفحه افقی، در شرایط حضور جریان‌های دریایی به عنوان اغتشاش مورد بحث قرار می‌گیرد. در این تحقیق، اثر تغییرات و نامعینی در پارامترها مد نظر قرار می‌گیرد. عملکرد مطلوب کنترل کننده تطبیقی با بهره ثابت با خطی سازی فیدبک و همچنین با روش کنترل تطبیقی با بهره فازی مقایسه ...
بیشتر
در این مطالعه، مساله موقعیت و ردیابی برای شناور زیر سطحی خودگردان در صفحه افقی، در شرایط حضور جریان‌های دریایی به عنوان اغتشاش مورد بحث قرار می‌گیرد. در این تحقیق، اثر تغییرات و نامعینی در پارامترها مد نظر قرار می‌گیرد. عملکرد مطلوب کنترل کننده تطبیقی با بهره ثابت با خطی سازی فیدبک و همچنین با روش کنترل تطبیقی با بهره فازی مقایسه شده است. روش کنترلی ارائه شده در شبیه سازیها مورد آزمایش و بررسی قرار گرفته است. همچنین، کارآیی روش کنترلی ارائه شده با روش‌های کنترلی دیگر در برخی از تحقیقات مقایسه شدهاند. کران دار بودن و آنالیز مشخصات همگرایی مجانبی الگوریتم کنترلی و پایداری آن با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف و به کمک لم باربالات اثبات و ارائه شده است.
مهندسی کنترل
امینه بابری؛ مریم ذکری؛ سعید حسین نیا
دوره 3، شماره 9 ، خرداد 1391، ، صفحه 11-18
چکیده
معادلات حالت سیستم پاندول معکوس به شکل متعارف کنترل‌پذیر بوده و شامل دو تابع غیرخطی می‌باشد. از آنجائی که شبکههای فازی عصبی تطبیقی دارای خاصیت تقریب‌زنی عمومی می‌باشند، در این مقاله از این ویژگی برای مدلسازی توابع مذکور استفاده میشود. سپس بر اساس روش خطیسازی با فیدبک و کنترل فازی تطبیقی و با استفاده از مدل شبکههای فازی عصبی ...
بیشتر
معادلات حالت سیستم پاندول معکوس به شکل متعارف کنترل‌پذیر بوده و شامل دو تابع غیرخطی می‌باشد. از آنجائی که شبکههای فازی عصبی تطبیقی دارای خاصیت تقریب‌زنی عمومی می‌باشند، در این مقاله از این ویژگی برای مدلسازی توابع مذکور استفاده میشود. سپس بر اساس روش خطیسازی با فیدبک و کنترل فازی تطبیقی و با استفاده از مدل شبکههای فازی عصبی تطبیقی، کنترل کننده مناسب برای سیستم پاندول معکوس طراحی گردیده است. قوانین تطبیق به دست آمده از روش پایداری لیاپانوف، پایداری سیستم حلقه بسته را تضمین میکنند. نتایج شبیهسازی نشان می‌دهد که با اعمال کنترل کننده طراحی شده خروجی سیستم پاندول در حضور نامعینی مسیر مطلوب را با پاسخ گذرای مناسب تعقیب مینماید.
امید شریفی تهرانی؛ محسن عشوریان؛ پیمان معلم
دوره 2، شماره 7 ، آذر 1390، ، صفحه 68-73
چکیده
در این مقاله پیاده سازی سخت افزاری هسته حذف نویز فعال ارائه میگردد. فیلترهای وفقی در زمینه‌های مختلفی مانند پردازش سیگنال، رادار، سونار، شناسایی کانال و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند. فیلترهای وفقی با پاسخ ضربه محدود به دلیل حجم کم محاسبات و فاز خطی بسیار محبوب می‌باشند. الگوریتم حداقل میانگین مربعات برای آموزش ضرایب این فیلترها ...
بیشتر
در این مقاله پیاده سازی سخت افزاری هسته حذف نویز فعال ارائه میگردد. فیلترهای وفقی در زمینه‌های مختلفی مانند پردازش سیگنال، رادار، سونار، شناسایی کانال و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند. فیلترهای وفقی با پاسخ ضربه محدود به دلیل حجم کم محاسبات و فاز خطی بسیار محبوب می‌باشند. الگوریتم حداقل میانگین مربعات برای آموزش ضرایب این فیلترها مورد استفاده قرار می‌گیرد. پیشرفتهای چشمگیر در زمینه قطعات نیمههادی به خصوص در زمینه ساخت پردازندههای دیجیتال (DSP) و آرایههای منطقی برنامهپذیر (FPGA) با میلیونها گیت و سرعتی تا چند گیگا هرتز به مهندسان طراح این امکان را می‌دهد که واحدهای پردازشی دیجیتال را در درون تراشهها جاسازی (Embed) نمایند. اما طراحی یک هسته تحققپذیر و سنتزپذیر بر روی یک FPGA همواره به سادگی یک DSP نیست و این به دلیل محدودیتهای سختافزاری می‌باشد. در این مقاله یک هسته سختافزاری سنتزپذیر فیلتر وفقی FIR که منابع بسیار کمی را مصرف کرده و بهینه می‌باشد توسط زبان توصیف سخت افزار VHDL97 طراحی و بر روی تراشه Spartan3E پیاده سازی میگردد. نتایج به دست آمده از نرمافزارهای ModelSim و MATLAB بیانگر عملکرد مطلوب هسته و منابع مصرفی کم این مدل پیشنهاد شده نسبت به سایر مدلها می‌باشد.
مهندسی کنترل
بهرام کریمی؛ فرید شیخ‌الاسلام؛ ایمان صبوری
دوره 1، شماره 3 ، آذر 1389، ، صفحه 53-60
چکیده
در این مقاله بر اساس قضایایی که بیان و اثبات خواهد شد، روش جدیدی به منظور طراحی کنترلکننده مقاوم برای فرآیندهای چند متغیره خطی و نامعین که دارای محدودیتهای سخت زمانی بر روی بردار خروجیها و پهنای باند سیستم هستند ارائه میشود. در این روش ابتدا فرآیند چند متغیره m× m توسط یک فیدبک داخلی به همراه کنترلکننده قطری به فرآیند جدیدی ...
بیشتر
در این مقاله بر اساس قضایایی که بیان و اثبات خواهد شد، روش جدیدی به منظور طراحی کنترلکننده مقاوم برای فرآیندهای چند متغیره خطی و نامعین که دارای محدودیتهای سخت زمانی بر روی بردار خروجیها و پهنای باند سیستم هستند ارائه میشود. در این روش ابتدا فرآیند چند متغیره m× m توسط یک فیدبک داخلی به همراه کنترلکننده قطری به فرآیند جدیدی تبدیل میشود. بعد از آن این فرآیند جدید به کمک روش غیراندرکنشی در تئوری فیدبک کمّی (QFT) به تعدادی فرآیند یک متغیره شکسته میشود و سپس با استفاده از روش QFT، کنترلکنندههای مناسب طراحی میشود. دراین روش ماتریس تابع انتقال کنترلکننده قطری بوده و امکان خوبی برای به دست آوردن پهنای باند مطلوب فراهم میکند. کاربرد و مقایسه این روش با روش QFT معمولی توسط یک مثال نشان داده شده است.
