خانه :: اساتید :: اخبار
بروزرسانی: 11-2-1397
کنترل پیشرفته

 

معرفی

هدف این بخش، معرفی سیستم های کنترل طراحی و پیاده سازی شده در آزمایشگاه سیستم های کنترل پیشرفته می باشد. کلیه این سیستم ها دارای دینامیک غیرخطی و ناپایدار می باشند و در نتیجه پایدارسازی و کنترل این سیستم ها همواره مورد توجه محققین بوده است. روش های کنترل ارائه شده برای کلیه سیستم ها با استفاده از جعبه ابزار ®xPC Target و محیط شبیه سازی سیمولینک  قابل اجرا می باشند که امکان فراهم آوردن ویژگی سخت افزار در حلقه  (HIL)  را ممکن می سازند. سیستم های موجود در این آزمایشگاه پوشش دهنده كامل مباحث كنترل خطي، کنترل غير خطي، کنترل مقاوم و روباتیک پیشرفته می باشند. 

تئوری سیستم ها

سیستم های کنترل کلاسیک از نیمه نخست قرن بیستم، نقش بسیار مهمی را در توسعه سیستم های صنعتی و مهندسی ایفا کرده اند و بخش مهمی از دستاوردهای بشر، مرهون وجود روش های کنترل کلاسیک می باشد. اما رویکردهای کلاسیک و سنتی مانند مکان هندسی ریشه ها، پاسخ فرکانسی و روش نایکوئیست، علی رغم کاربرد موفقی که در طراحی سیستم های کنترل ساده داشته، نیازهای صنعتی و فنی آن زمان را برآورده نمی کردند و اساساً برای حل مسائل کنترل در سیستم های پیچیده، نامناسب بودند.امروزه، شاخه جدیدی از تئوری مهندسی کنترل  با عنوان سیستم های کنترل پیشرفته معرفی شده است و مورد اقبال عمومی قرار گرفته است به طوری که تمرکز اصلی آن، بر روی مدل های فضای حالت و روش های طراحی موجود در این حوزه می باشد. این روش ها، بعدها باعث رشد بی سابقه تئوری های کنترل و طرح مسائل و روش های به مراتب پیچیده تری شدند، که عملاً در زمان کنترل کلاسیک، کسی توان حل کردن آن ها را نداشت.مبحث «سیستم های کنترل پیشرفته» (Modern Control Systems)، یکی از مهم ترین موضوعات رشته مهندسی کنترل است که در مقاطع کارشناسی و  کارشناسی ارشد مهندسی کنترل ارائه می گردد. مفاهیم اساسی و بنیادی معرفی شده در مبحث «کنترل پیشرفته» برای برقراری ارتباط با موضوعات پیشرفته کنترل بسیار ضروری هستند، که از جمله آن ها، می توان به کنترل بهینه، کنترل چند متغیره، کنترل غیر خطی و کنترل مقاوم اشاره نمود. علاوه بر این، برای افرادی که قصد ادامه تحصیل در مقطع دکترای تخصصی مهندسی کنترل را دارند، این مبحث (در کنار کنترل خطی و چند متغیره) به عنوان یکی از مباحث اساسی در آزمون ورودی مقطع دکتری در نظر گرفته شده است و تسلط بر مفاهیم و روش های مطرح شده در آن، حائز اهمیت فراوان می باشد.در مجموعه مباحث سیستم های کنترل پیشرفته،  پیاده سازی عملی روش ها و حل مسائل کاربردی در نرم افزار متلب در دستور کار قرار می گیرد.

 

مبحث سیستم های کنترل پیشرفته

محتویات این مبحث یه صورت زیر می باشد:

مبحث یکم: مقدمه ای بر کنترل مدرن
  1. مروری بر کنترل کلاسیک
  2. بررسی کاستی های روش های کنترل کلاسیک
  3. چرایی استفاده از روش های پیچیده تر برای تحلیل و طراحی
  4. مدل های فضای حالت و زمینه های مختلف تئوری کنترل​
مبحث دوم: مروری بر جبر خطی 
  1. مروری بر جبر خطی و کاربرد آن در کنترل مدرن
  2. فضاهای برداری
  3. زیر فضای برداری اشتراک زیر فضا ها
  4. ترکیب خطی بردارها و وابستگی و استقلال برداری و بردارهای پایه
مبحث سوم: مروری بر جبر خطی
  1. دستگاه های معادلات جبری
  2. فضای پوچی ماتریس ها و رتبه ماتریس ها
  3. توابع ماتریسی و قضیه کیلیهامیلتون 
  4. مقادیر ویژه، بردارهای ویژه و ساختار ویژه

 

مبحث پنجم: حل مدل های فضای حالت

  1. حل معادلات یک مدل فضای حالت
  2. ماتریس انتقال حالت
  3. پاسخ ورودی صفر سیستم های دینامیکی خطی
  4. ویژگی های پاسخ یک سیستم دینامیکی
  5. حل عددی معادلات فضای حالت

 

مبحث ششم: تبدیل مدل های فضای حالت
  1. تبدیل ها و نگاشت های خطی
  2. قطری سازی سیستم های خطی
  3. نمایش های کانونیکال جردن
مبحث هفتم: تجزیه مودال و ساختار ویژه
  1. مودهای سیستم
  2. تجزیه مودال
  3. تحلیل ساختار ویژه سیستم های خطی

مبحث هشتم: کنترل پذیری 

  1. کنترل پذیری یا Controllability
  2. بررسی مفهوم کنترل ناپذیری
  3. مدل های غیر کمینه (مینیمال)
  4. تعریف عمومی کنترل پذیری
مبحث نهم: کنترل پذیری
  1. معیارها و آزمون های کنترل پذیری
  2. ماتریس (گرامیان) کنترل پذیری
  3. بررسی کنترل پذیری با نمایش های قطری و جردن
  4. تجزیه سیستم های کنترل ناپذیر
مبحث دهم: رؤیت پذیری
  1. رؤیت پذیری یا Observability
  2. بررسی مفهوم رؤیت ناپذیری
  3. تعریف عمومی رؤیت پذیری
  4. معیارها و آزمون های رؤیت پذیری
مبحث یازدهم: تئوری تحقق 
  1. تئوری تحقق سیستم های دینامیکی خطی
  2. تحقق کمینه یا مینیمال
  3. تحقق سیستم های اسکالر یا یک ورودی، یک خروجی (SISO)
  4. تحقق های کانونیکال

مبحث دوازدهم: تئوری تحقق 

  1. تبدیل تحقق ها
  2. تبدیل مدل فضای حالت به تابع تبدیل (انتقال)
  3. تحقق سیستم های غیر اسکالر یا MIMO
مبحث سیزدهم: تحلیل پایداری
  1. پایداری سیستم های خطی
  2. تعریف پایداری در سیستم های خطی تغییرناپذیر با زمان یا LTI
  3. روش اول لیاپانوف برای تحلیل پایداری مبتنی بر خطی سازی
  4. روش دوم لیاپانوف برای تحلیل پایداری
مبحث چهاردهم: طراحی فیدبک حالت
  1. طراحی کنترل خطی مبتنی بر فیدبک حالت
  2. منظور از فیدبک حالت چیست؟
  3. فیدبک حالت در سیستم های اسکالر
  4. بررسی اثر فیدبک حالت در رفتار سیستم
مبحث پانزدهم: طراحی رؤیت گر حالت
  1. طراحی رؤیت گرهای خطی
  2. منظور از رؤیت گر حالت چیست؟
  3. بررسی ساختار و عملکرد یک رویت گر حالت
  4. رؤیت گرها با کاهش مرتبه (ناقص)
مبحث شانزدهم: مقدمه ای بر سیستم های کنترل بهینه و تخمین حالت
  1. آشنایی با مسئله کنترل بهینه
  2. کنترل بهینه سیستم های خطی
  3. راه حل مسئله کنترل بهینه خطی با رویکرد لیاپانوف
  4. مسئله تخمین حالت بهینه
---

 

 

 

بازدید امروز: 4