ارائه یک روش کنترل تطبیقی سازش پذیر با fault و کاربرد آن در سیستم سه تانک

با توجه به این که در سیستم های صنعتی وقوع fault ممکن است منجر به خرابی کالا، خرابی دستگاه، افت عملکرد و یا تلفات جانی شود، شناسایی و تشخیص به موقع fault و همچنین جبران سازی آن از اهمیت کاربردی بسیار بالایی برخوردار می باشد. عمده ی سیستم های صنعتی را سیستم های غیر خطی و هایبرید با ورودی ها یا حالت های ناهمگون تشکیل می دهند. بنابراین شناسایی fault در این سیستم ها و تلاش برای جبران اثرات آن به کمک کنترل کننده های با قابلیت سازش پذیری با fault با دقت بالا دارای اهمیت می شود. از سوی دیگر، غالب سیستم های عملی دارای تأخیر هستند. در این سیستم ها تأخیر ممکن است در ورودی، خروجی و یا حالت سیستم وجود داشته باشد. وجود تأخیر در این سیستم ها روند شناسایی fault و کنترل سیستم را با مشکلاتی روبرو می کند. در این پایان نامه قصد داریم مسئله ی تشخیص fault و جبران سازی آن را در سیستم های چند ورودی- چند خروجی با ورودی های ناهمگون تأخیردار مورد بررسی قرار دهیم. الگوریتم های شناسایی و تشخیص fault با تولید سیگنال های مانده قادر به تشخیص fault ها می باشند، اما در مواردی که مانده های حاصل از چند fault به هم نزدیک باشد در تشخیص نوع fault اب مشکلاتی روبه رو می شود. بدین منظور با عبور مانده های نزدیک به هم از فیلتر لاگوئر و به دست آوردن ضرایب لاگوئر آن ها، به منظور تشخیص fault مانده های بیشتری در اختیار داشته و نوع fault بهتر تشخیص داده می شود. همچنین به منظور کنترل سیستم غیرخطی در شرایط وقوع fault های مختلف، از کنترل کننده ی سازش پذیر با fault با ساختار تجدیدپذیر استفاده شده است. این کنترل کننده که قابلیت مدیریت افزونگی سخت افزاری را دارد به کمک الگوریتم های گوناگونی قابل پیاده سازی است. در این پایان نامه از الگوریتم کنترل تطبیقی جهت کنترل سیستم استفاده شده است. یکی از الگوریتم های متعارف در کنترل تطبیقی، الگوریتم کنترل تطبیقی مدل مرجع می باشد. این الگوریتم به کمک مدلی که از سیستم در اختیار دارد، عملیات کنترل را به منظور ردیابی مدل مرجع انجام می دهد. بنابراین شناسایی دقیق مدل سیستم در این روش از اهمیت خاصی برخوردار است. یکی از موثرترین روش های شناسایی سیستم های غیرخطی استفاده از توابع پایه است. در این پایان نامه از توابع لاگوئر که از پرکاربردترین توابع پایه در کنترل هستند به منظور مدل کردن سیستم غیرخطی استفده شده است. برهمین اساس الگوریتم کتنرل تطبیقی مدل مرجع مبتنی بر توابع لاگوئر پیشنهاد شده است. در حالتی که سیستم دارای ورودی و خروجی برابر است پایداری الگوریتم به کمک طراحی تابع لیاپانف اثبات شده است. در شرایطی که تعداد ورودی های سیستم بیشتر از خروجی های آن است نیز الگوریتم کنترلی پیشنهاد شده که کارآیی آن در شبیه سازی ها نشان داده شده است. در انتها نیز الگوریتم های پیشنهادی جهت شناسایی fault و کنترل سیستم غیرخطی تأخیردار، در سیستم سه تانک شبیه سازی شده است. از نتایج شبیه سازی استنباط می شود که الگوریتم کنترل تطبیقی مدل مرجع مبتنی بر توابع لاگوئر در برابر عدم قطعیت پارامترهای مدل از خواص مقاومی برخوردار باشد.