عنوان پایان‌نامه
کنترل ردگیر مقاوم
- رشته تحصیلی
- ریاضی کاربردی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 3998;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44201
- تاریخ دفاع
- ۲۷ بهمن ۱۳۸۷
- دانشجو
- ابوالقاسم رضائی خصال
- استاد راهنما
- غلامرضا رکنی لموکی
- چکیده
- در فرمول‌بندی هر مسئله کنترل چنانچه انتظار می‌رود اختلاف‌هایی بین دستگاه واقعی و مدل ریاضی توسعه‌یافته برای طراحی کنترل‌کننده وجود دارد. این عدم‌مطابقت ممکن است به سبب دینامیک‌های مدل نشده، تغییرات در پارامترهای سیستم یا تقریب رفتار یک دستگاه پیچیده بوسیله یک مدل ساده باشد. مهندس طراح باید از توانایی کنترل‌کننده ساخته‌شده در ارائه ترازهای اجرای مورد نظر در عمل با وجود چنین عدم‌تطابق‌های مدل/دستگاه مطمئن باشد. این امر منجر به توجهی ویژه در توسعه روش‌هایی به نام کنترل مقاوم که به دنبال راه‌حلی برای این مشکل است، گشته است. یکی از این رویکردهای خاص در طراحی کنترل‌کننده مقاوم روش کنترل لغزشی نام دارد که در این متن مورد توجه قرار گرفته است. موضوع اصلی این پایان‌نامه کنترل ردگیر مقاوم است. روش‌های کنترل کلاسیک و مدرن بسیاری برای کنترل ردگیر مدل مرجع طراحی شده‌اند. حال اگر سیستم اصلی دارای برخی عدم‌قطعیت‌ها در مدل باشد، آنگاه این روش‌ها کارآیی خود را از دست می‌دهند. اما رویکردهای کنترل ردگیر مقاوم می‌توانند این مسئله را حل کنند. در این راستا ابتدا در فصل اول برخی مفاهیم مهم نظریه کنترل مدرن مانند پایداری، کنترل‌پذیری و مشاهده‌پذیری تعریف شده و تعریفی کلی از مفهوم کنترل مقاوم ارائه می‌گردد. در فصل 2، به مبحث رویت‌گر و طراحی یک رویت‌گر غیر‌خطی که بعداً مورد استفاده قرار می‌گیرد می‌پردازیم. فصل 3، به معرفی تکنیک کنترل لغزشی و بررسی خواص قوام آن اختصاص دارد. در فصل 4، کاربردی از کنترل لغزشی در کنترل ردگیر مقاوم برای دسته‌ای از سیستم‌های غیر‌خطی غیر‌قطعی ارائه می‌شود. در این فصل نمونه‌ای از رویت‌گر طراحی‌شده در فصل دوم نیز برای تخمین و بازیابی متغیرهای حالت سیستم طراحی می‌گردد. استفاده از تکنیک‌های کنترل مدرن تنها محدود به کاربردهای صنعتی نمی‌گردد. در فصل 5، کاربرد دیگری از رویکرد کنترل لغزشی را در عرصه تشخیص‌های طبی مطرح می‌کنیم که ثابت می‌شود بطور قابل ملاحظه‌ای موفق و موثر است. خواص قوام ذاتی کنترل لغزشی، ردگیری دقیق مدل حرکت پای انسان را تضمین می‌کند و بنابراین آن را قادر به بازسازی سیگنال‌های کنترل فیدبک لازم برای انجام حرکت پا می‌نماید. این مدل کنترل می‌تواند سرانجام بسیار مناسب برای بازسازی سیگنال‌های کنترل عصبی‌عضلانی توصیف‌کننده حرکت زانو سالم و آسیب‌دیده، با هدف کشف هر نوع شاخص برای پیش‌تشخیص ورم مفاصل باشد. این امر امکان انجام اقدامات درمانی مناسب را قبل از آسیب‌دیدن مفصل ممکن می‌سازد.
- Abstract
- In the formulation of any control problem there will typically be discrepancies between the actual plant and the mathematical model developed for controller design. This mismatch may be due to unmodelled dynamics, variation in system parameters or the approximation of complex plant behaviour by a straightforward model. The engineer must ensure that the resulting controller has the ability to produce the required performance levels in practice despite such plant/model mismatches. This has led to an intense interest in the development of so-called Robust Control methods which seek to solve this problem. One particular approach to robust controller design is the so-called Sliding Mode Control methodology which is attended in this text. The main subject of this dissertation is robust tracking control. There are many classic and modern control methods for model-reference tracking control. If the origin system had some uncertainty, the classical methods lose their efficiency, but now the robust tracking control approaches can solve this problem. First chapter define some important concept of modern control theory, such stability, controllability and observability and gives a general define of robust control concept. Chapter 2 dedicates to observer issue and designs a nonlinear observer which will use in future. Chapter 3 defines sliding mode control technique and studies its robustness properties. In chapter 4, we give an application of sliding mode control in robust tracking control for a class of uncertain nonlinear systems. In this chapter an example of designed observer in second chapter produces to estimate and retrieve state variables. The use of modern control technique has not been restricted to industrially-based applications. Chapter 5 presents another application of robust control in one area of medical diagnostics which seems likely to prove to be considerably successful and effective. The inherent robustness properties of sliding mode control ensure precise tracking by the model of the actual leg movement, thus enabling the feedback control signal required to carry out the movements to be reconstructed. The control model will eventually lend itself to reconstructing the neuromuscular control signal characterizing the observed knee of normal and knee-degenerated subjects with the aim of detecting any pre-arthritic indicator. This could enable appropriate therapeutic interventions to be introduced before permanent joint damage occurs.
