نام پژوهشگر: محمدمهدی شایان
محمدمهدی شایان سید محمد بزرگ
در این تحقیق، به بررسی تأثیر صفر و قطب کنترلکنندههای پیشفاز و پسفاز بر محل قطبهای سیستم و پاسخ خروجی آن با استفاده از روشهای تحلیلی و عددی پرداخته میشود. برای کنترلکنندههای pid، در این زمینه مطالعات وسیعی صورت گرفته است؛ ولی کنترلکننده های پیشفاز و پسفاز مورد توجه چندانی قرار نگرفتهاند. با استفاده از قضیهی عبور از مرز، ابتدا مرزهای پایداری سیستمها در صفحهی صفر و قطب کنترلکننده رسم میشوند. سپس با امتحان کردن یک نقطه در هر ناحیه، ناحیهی پایداری سیستم تعیین میگردد. برای فرایندهای مرتبه اول، ناحیهی پایداری به دو قسمت تقسیم میشود که به عنوان یکی از نتایج کلیدی این تحقیق به شمار می آید. یکی از این نواحی دارای دو قطب حقیقی و ناحیهی دیگر دارای دو قطب مزدوج است. منحنی جداکنندهی این دو ناحیه نیز در صفحهی پایداری رسم میشود. با نگاشت مرزهای پایداری و این منحنی به صفحهی ضرایب ترمهای نمایی خروجی سیستم در حوزهی زمان، معیاری برای پایداری سیستم با استفاده از ضرایب خروجی در حوزهی زمان به دست میآید که از دیگر نتایج مهم این اثر است.. با استفاده از این اطلاعات، طراح قادر خواهد بود پاسخ خروجی سیستم را به حالت مطلوب نزدیک سازد. سپس نحوهی تغییرات قطبهای سیستم مدار بسته تحت تأثیر تغییرات صفر و قطب کنترلکننده مورد توجه قرار میگیرد. برای فرایندهای مرتبه دوم نیز، ناحیهی پایداری در صفحهی صفر و قطب کنترلکننده به دست آمدهاست. از آنجا که این سیستمها دارای سه قطب هستند، جدا کردن ناحیههای دارای سه قطب حقیقی و ناحیههای دارای دو قطب مزدوج و یک قطب حقیقی اهمیت دارد. با توجه به ارتباط قطبهای مدار بستهی سیستم به صفر و قطب کنترلکننده، رفتار این پارامترها در صفحهی صفر و قطب کنترلکننده نشان داده شده است. به کمک روش ارائه داده شده، اطلاعات جدیدی در اختیار طراح قرار میگیرد تا در طراحی کنترلکننده، محل قرار گیری ریشهها، میرایی و مشخصات پاسخ زمانی به صورت همزمان مورد توجه قرار گیرند. بنابراین با استفاده از این روش طراحی کنترل کنندههای پیش فاز و پس فاز با اعمال محدودیتهای بیشتری ممکن است به طوری که مشخصات مطلوب بیشتری برای سیستم ارضا شود.