كنترل مدل پيش‌بين صريح در حضور اغتشاش و نامعيني

دكتري

چكيده در اين رساله، روش كنترل پيش‌بين مبتني بر مدل صريح، براي سيستم‌هاي خطي نامعين با نويز و اغتشاش توسعه داده شده‌است. در روش‌ كنترل پيش‌بين مبتني بر مدل غيرصريح، يك مسئله كمينه‌سازي پيچيده در هر لحظه نمونه‌برداري حل مي‌شود. برخلاف اين روش‌، در روش كنترل پيش‌بين صريح بيشتر محاسبات به فاز برون‌خط انتقال داده شده‌ و درنتيجه قابليت پياده‌سازي آن براي گستره وسيعي از سيستم‌ها به‌صورت زمان‌حقيقي ممكن شده‌است. در اين روش نياز به مدل دقيق سيستم مي‌باشد و قانون كنترل به‌صورت توابع تكه‌اي آفين بر روي مجموعه‌اي از چندوجهي‌هاي محدب در فضاي حالت امكان‌پذير تعريف مي‌شود. وجود اغتشاش در سيستم مي‌تواند باعث كاهش فضاي امكان‌پذير سيستم و درنتيجه محدوديت‌ اين روش شود. در اين رساله، ابتدا روش كنترل پيش‌بين صريح در حضور اغتشاش توسعه داده شده‌‌ و براي بهبود پاسخ و حفظ فضاي امكان‌پذير از رويت‌گر برخط حالت و اغتشاش استفاده شده‌است. سپس از يك روش دومرحله‌اي براي طراحي كنترل پيش‌بين صريح استفاده و نشان داده شده‌است كه طراحي رويت‌گر مي‌تواند مستقل از مسئله طراحي كنترل‌كننده انجام پذيرد. طراحي رويت‌گر با به‌كارگيري اصل جداسازي و با كمينه‌سازي نرم خطاي تخمين انجام شده‌است. طراحي كنترل‌كننده نيز با استفاده از برنامه‌ريزي چندپارامتري انجام شده كه پارامترهاي آن‌، بردار حالت‌ سيستم افزونه مي‌باشد. سپس در طراحي كنترل‌كننده مقاوم علاوه بر در نظر گرفتن اغتشاش، نويز نيز در نظر گرفته شده‌ و نشان داده شده‌است كه پاسخ اين مسئله شامل يك مجموعه ناحيه‌بندي با قوانين كنترل تكه‌اي آفين و يك مجموعه ناحيه‌بندي براي رويت‌گر بهينه مي‌باشد. بنابراين پياده‌سازي قانون كنترل و رويت‌گر پيشنهادي در مرحله برخط شامل حل دو مسئله تعيين ناحيه فعال مربوط به بردار حالت كنوني مي‌باشد كه به‌اصطلاح آن را جايابي نقطه مي‌نامند. درنهايت، به‌منظور حل مسئله كنترل پيش‌بين صريح براي سيستم‌هاي خطي با پارامتر متغير از برنامه‌ريزي چندپارامتري تقريبي بهره گرفته شده‌است. در اين روش، فضاي امكان‌پذير پارامتر متغير با حل يك مجموعه برنامه‌ريزي‌هاي خطي به نحوي به يك مجموعه از سيمپلكس‌ها تقسيم مي‌شود كه خطاي پاسخ مسئله برنامه‌ريزي چندپارامتري تقريبي در يك محدوده مجاز از پيش تعيين‌شده باقي بماند. پاسخ تقريبي در هر سيمپلكس با تركيب محدب پاسخ‌هاي بهينه رئوس به دست مي‌آيد كه در آن، قوانين كنترلي رئوس با حل برنامه‌ريزي چندپارامتري تعيين مي‌شوند. در اين رساله اثبات شده‌است كه پاسخ تقريبي به‌دست‌آمده، امكان‌پذيري قانون كنترل را تضمين مي‌كند. واژه‌هاي كليدي: كنترل پيش‌بين صريح، برنامه‌ريزي چندپارامتري، امكان‌پذيري، سيستم خطي با پارامتر متغير، چندوجهي.

188610

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر فرهاد بيات

كنترل

دكتر علي‌اكبر جلالي