مطالعه عملکرد و طراحی خانواده کنترل کننده های پیش بین مدل مرتبه کسری برای سیستم های مرتبه کسری

کنترل پیش بین نوعی کنترل پیشرفته فرآیند است که از دهه ???? در صنایع فرایند، صنایع شیمیایی و پالایشگاههای نفت به کار می رود. از مزایای این کنترل کننده می توان به برخورد هوشمند با قیود و در نظرگرفتن آن ها در حین طراحی کنترل-کننده، قابل فهم بودن روش، قابلیت تغییر به حالت چند متغیره بدون تغییر زیاد، قابل اعمال به دسته وسیعی از فرایندها و تنظیم ساده پارامترها اشاره کرد. کنترل کننده پیش بین تابعی که توسط ریچالت و کانتز معرفی شد، به خانواده کنترل کننده پیش بین مدل تعلق دارد. این روش دارای مزایای زیادی مانند الگوریتم ساده، حجم محاسبات کم و دقت کنترلی بالا می-باشد. علاوه براین، کنترل پیش بین تابعی در برابر خطاهای مدل سازی مقاوم می باشد. مبحث حسابان کسری (fractional calculus) از جمله مباحث با قدمت طولانی در علم ریاضیات است. سیستم های واقعی برپایه این مفاهیم و هم چنین بکارگیری پتانسیل های نهفته حسابان کسری در بهبود کارایی کنترل کننده های کلاسیک، نمونه هایی از کاربردهای مورد توجه قرارگرفته این مبحث ریاضیاتی است. با توجه به گسترش روزافزون مدل-سازی های انجام شده به کمک دینامیک های با بعد کسری و هم چنین استفاده از این دینامیک ها در طراحی سیستم های کنترلی، لزوم تحلیل رفتاری سیستم های با بعد کسری بیش از پیش احساس می شود. در این پایان نامه سه نوع کنترل کننده طراحی می شود. در بخش اول به طراحی کنترل کننده پیش بین تابعی برای سیستم مرتبه کسری پرداخته خواهد شد و آنالیز حساسیت، تنظیم، اثرتاخیرهای مختلف، اثر تقریب های مختلف و اثر نویز ورودی بررسی خواهد شد. در بخش دوم طراحی کنترل کننده پیش بین تابعی مرتبه کسری برای سیستم مرتبه کسری بیان خواهد شد. در بخش سوم کنترل کننده پیش بین مدل مرتبه کسری برای سیستم مرتبه کسری طراحی خواهد شد و اثر آن روی سیستم های تاخیردار بررسی خواهد شد. نتایج نشان می دهند که کنترل کننده های پیشنهادی عملکرد مطلوبی بر روی سیستم های مرتبه کسری دارد.