طراحی کنترل کننده ی مقاوم بهبود یافته ی فازی برای سیستم های غیرخطی

بیشتر سیستم های طبیعی و عملی دارای دینامیک غیرخطی بوده و تکنیک های ساده و موثر کنترل خطی در پایدارسازی و برآورده کردن معیارهای کنترلی بر روی چنین سیستم هایی کارا نیستند. روش های محدود موجود برای کنترل سیستم های غیرخطی نیز در بسیاری موارد قادر به طراحی کنترل کننده ی مناسب برای داشتن مشخصات مطلوب نیستند. به خصوص زمانی که نامعینی در مدل ریاضی سیستم وجود داشته باشد، استفاده از روش های طراحی موجود برای طراحی یک کنترل کننده ی غیرخطی که بتواند در مقابل نامعینی ها از خود مقاومت نشان داده و عملکرد مطلوب را حفظ نماید کاری بسیار دشوار است. یک روش کارا برای تحلیل و طراحی کنترل کننده جهت استفاده برای پایدارسازی و کنترل سیستم های پیچیده ی غیرخطی که در دهه های اخیر ارائه شده مدل سازی سیستم با استفاده از قوانین اگر-آن گاه فازی و در واقع، تبدیل دینامیک غیرخطی به چند دینامیک خطی محلی است. مشهورترین مدل مورد استفاده، مدل موسوم به تاکاگی-ساجنو است که کاربردهای عملی و موفق زیادی در کنترل سیستم های غیرخطی با استفاده از این مدل گزارش شده است. مزیت این مدل سازی، همان طور که ذکر شد، تقریب سیستم غیرخطی با چند زیرسیستم خطی است و بدیهی است که در برخورد با چنین سیستمی، استفاده از تکنیک-های کنترل خطی کاربردی خواهد بود. بحث کنترل مقاوم یکی از مهم ترین مباحث در کنترل سیستم های عملی است که در آن از تکنیک هایی استفاده می شود که کنترل کننده ی طراحی شده در مواجهه با نامعینی های موجود در مدل ریاضی سیستم یا اغتشاش های تحمیلی بر سیستم، مشخصه های پایداری و دیگر مشخصه های مطلوب کنترلی را همچنان حفظ کند. چندین تکنیک برای کنترل مقاوم سیستم های خطی وجود دارد که نسخه های غیرخطی آن ها یا مبهم و غیر کاربردی بوده و یا کنترل کننـده ی طراحی شده توسـط آن ها بسـیار پیچیده و دارای درجه ی بالا می باشد. مدل سازی سیستم های غیرخطی با مدل فازی تاکاگی-ساجنو امکان استفاده از روش های کنترل مقاوم خطی را فراهم می کند. این مسئله، موضوع چندین تحقیق در سال-های اخیر است. در این پایان نامه، پس از مطالعه ی مختصر روش های ارائه شده در کنترل مقاوم سیستم های غیرخطی با استفاده از مدل فازی تاکاگی-ساجنو، روش بهبود یافته ای در قالب یک قضیه ارائه شده است که شرایط پایدارسازی مقاوم سیستم های غیرخطی را که حالت های غیر قابل دسترس یا غیرقابل اندازه گیری آن توسط یک رویت گر فازی تخمین زده شده است مشخص می کند. این شرایط در مقایسه با کارهای پیشین ملایم تر بوده و به عبارت دیگر، امکان پایدارسازی با استفاده از روش پیشنهادی بیشتر است. نتایج شبیه سازی برخی از روش های قبلی و روش پیشنهادی نشان داده است که کنترل کننده ی طراحی شده با استفاده از روش ارائه شده در این پایان نامه دارای بهره های کوچک تر بوده و کارایی مقاوم سیستم نیز نسبت به دیگر سیستم ها بهتر شده است.