سمینار ارشد رشته برق کنترل: بررسی روش های کنترل سیستم های سوئیج شونده

دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
“M.Sc” سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی برق – کنترل
عنوان
بررسی روشهای کنترل سیستم های سوئیچ شونده

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده
سیستمهای هایبرید دسته ای از سیستمهای گسسته هستند که در عین اینکه با رویداد تحریک می شوند دارای دینامیک نیز هستند در صنعت، سیستمهایی با مشخصات سیستمهای هایبرید دیده می شود که نمی توان آنها را به صورت یک سیستم زمان پیوسته معمولی در نظر گرفت.کاربرد سیستمهای هایبرید در کنترل سیستمهای قدرت ، رباتها وصنعت خودروسازی می باشد. در طبیعت نیز سیستم هایی با این خواص دیده می شوند.
سیستم های سوئیچ شونده که دسته ای از سیستمهای هایبرید می باشند محور اصلی این سمینار است. رفتار دینامیکی مورد نظرسیستم با تعداد محدودی از مدلهای دینامیکی ، که نوعا از مجموعه ای از معادلات دیفرانسیل یا تفاضلی به همراه مجموعه ای از قوانین گسسته که بر این مدلها حاکم می با شند، تشکیل شده است. این قوانین سوئیچینگ با عبارات منطقی یا سیستمهای رویداد گسسته و با روشهایی مثل آتوماتا ،پتری نت و… مدل می شوند.

مدلسازی سیستم کمک می کند تا رفتار آن را بررسی نماییم. قطعا یک هدف مهم از بررسی این سیستمها ، کنترل سیستمهایی است که در صنعت وجود دارند وبه صورت سیستمهای هایبرید مدل می شوند. ما نیز در ادامه کار به بررسی روشهای مختلف کنترلی این سیستمها از جمله کنترل غیرخطی ، بهینه ، مقاوم و …. می پردازیم.

مقدمه
موضوع موردبررسی دراین سمینارکنترل سیستمهای سوئیچ شونده است که این سیستمها حالت خاصی از سیستمهای هایبرید می باشند. از تعریف سیستمهای هایبرید میدانیم سیستمی است که رفتار دینامیکی آن از بر هم کنش دینامیکهای گسسته و پیوسته شکل می گیرد. این گسستگی می تواند هنگام تغییر وضعیت سیستم از یک مود به مود دیگر و یا در خلال یک حالت به خصوص از آن ، به صورت پرشی ناگهانی ظاهر شود .برای سیستم سوئیچ شونده نیز می توان چنین تعریفی را ارائه نمود، با این تفاوت که در اینجا دیگر پرش در حین یک حالت به خصوص وجود ندارد. همین تفاوت سبب گردیده کنترل این سیستمها از سیستمهای هایبرید آسانتر باشد.

درکنترل سیستمهای پیوسته اصولا دو هدف کلی مد نظر است، یا می خواهیم سیستم خصوصیات عملکردی مطلوب داشته باشد یا اینکه می خواهیم آن را پایدار نماییم. بنابراین با استفاده از روشهای کنترلی مختلف سعی می کنیم که سیستم به خصوصیات مطلوب که مورد نظر ماست برسد ، اکنون در خصوص سیستمهای سوئیچ شونده نیز با در نظر داشتن این هدف به سراغ بحث کنترل می رویم تا بتوانیم با روشهای مختلف آن وچگونگی استفاده از این روشها برای دست یافتن به آنچه مطلوب است آشنا شویم. روشهای مختلفی برای کنترل این سیستمها پیشنهاد شده است که کنترل بهینه ، نظارتی ،غیر خطی وپیش بین از آن جمله است، در ادامه به بررسی این روشها می پردازیم.

ساختار کلی این سمینار به این صورت است: ابتدا با مفهوم رویدادوسیستم گسسته رویدادی آشنا می شویم ، سپس به تفصیل در مورد سیستمهای سوئیچ شونده وانواع مختلف آن وروشهای مدلسازی آن می پردازیم ودر نهایت کنترل سیستمهای سوئیچ شونده وروشهای مختلف آن مورد بررسی قرار گرفته وروشهای مختلف را با هم مقایسه ومزایا ومعایب آنها را بر می شماریم.

فصل اول

مفهوم رویداد و سیستم گسسته رویدادی

1-1- مقدمه

هر گاه فضای حالت سیستم به طور طبیعی به صورت یک مجموعه گسسته توصیف شود و تغییرات در حالتها تنها در زمانهای گسسته روی دهد ،این تغییر حالتها را رویدادو سیستم را سیستم گسسته رویدادی می نامیم . در این فصل ابتدا به بررسی خصوصیات این سیستمها پرداخته و سپس با ارائه چند مثال سعی می نماییم به درک عمیق تری از سیستم دست یابیم.

1-2- مفهوم رویداد

رویداداز نظر شهودی مفهومی قابل درک می باشد لذا تنها به بررسی خصوصیات آن می پردازیم رویداد ممکن است در نتیجه اتفاقی خاص مانند فشردن یک کلید توسط یک شخص ،اتفاقی خارج از کنترل ما که توسط طبیعت دیکته می شود ویا برآورده شدن چندین شرط به طور همزمان ایجاد شود.

در اینجا رویداد با حرف e و مجموعه رویدادهایی که امکان اتفاق افتادن دارند با E نشان داده می شوند که مجموعه E مجموعه ای گسسته است.

پیاده روی تصادفی مثالی مناسب از این مبحث است. پیاده روی را می توان به صورت حرکت ذره ای در نظر گرفت که در هر واحد زمان در یکی از چهار جهت اصلی حرکت می کند. فرض می کنیم جهت حرکت به صورت تصادفی و مستقل از مکان فعلی انتخاب شود. حالت سیستم تابعی از دو متغیر حالت مکانی در فضای دو بعدی در نظر گرفته می شود که تنها مقادیر صحیح را به خود می گیرند. این به آن معنا است که فضای حالت گسسته است.