تاکنون روش های متنوعی برای کاهش مرتبه مدل یک سیستم خطی و غیر خطی ارایه شده است. در این پایان نامه ابتدا بطور اجمالی روشهای ارایه شده برای کاهش مرتبه مدل معرفی و سپس روشهای کاهش مرتبه مدل غیر خطی به تفصیل مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. هدف عمده بررسی اثر کاهش مرتبه مدل غیر خطی بر ناحیه همگرایی سیستم می باشد یا به عبارت دیگر می خواهیم با توجه به ناحیه همگرایی مدل غیر خطی اصلی ناحیه همگرایی مدل کاهش یافته را تعیین کنیم می دانیم که شکل ناحیه همگرایی یک سیستم در واقع یک کانتور مشخص از تابع لیاپانوف در فضای حالت سیستم می باشد و همچنین توابع لیاپانوف متنوعی برای سیستم می توان در نظر گرفت بنابراین بدیهی است که ذکر یک قانون کلی در مورد سیستم های غیر خطی کاری بسیار پیچیده و دشوار می باشد لذا یک تابع لیاپانوف خاص (مجذوری ) را در نظر گرفته و بر مبنای آن راجع به ناحیه همگرایی مدل کاهش یافته بحث شد است . می دانیم که لزوما نمی توان از یک توابع لیاپانوف مجذوری برای همه مدلهای غیر خطی استفاده کرد بنابراین اگر بخواهیم تحقیق انجام شده راجع به ناحیه همگرایی را عمومیت دهیم کافیست که در داخل ناحیه همگرایی مدل غیر خطی بزرگترین ناحیه ممکن به شکل مجذوری را محاط کرده و سپس راجع به ناحیه همگرایی مدل کاهش یافته بحث کنیم.

به علت توانایی بالای ژنراتور تغذیه دوبل و قابلیت کاهش چشمگیر توان اتلافی و انتقالی توسط مبدل الکترونیک قدرت و کاهش هارمونیک های کلید زنی در انتقال توان از روتور به استاتور به علت ذات فیلتری ماشین القایی کاربرد این ژنراتور در این نیروگاهها به خصوص در توانهای بالا روز به روز افزایش می یابد. در این پروژه ابتدا مدل کامل توربین بادی با ژنراتور تغذیه دوبل را که از یک سو توسط جعبه دنده توربین بادی سه پره ای با محور افقی کوپل شده است و از سوی دیگر توسط ترمینال روتور به یک مبدل الکترونیک قدرت پشت به پشت با مدلاسیون پنهای پالس به خط انتقال قدرت متصل است ارایه خواهیم کرد و سپس برای هر بخش سخت افزار خاص آن را مورد بررسی قرار خواهیم داد در ابتدا قسمت مبدل الکترونیک قدرت پشت به پشت با مدلاسیون پهنای پالس که شامل کلیدهای قدرت پرسرعت مدار تغذیه راه انداز حفاظت می باشد مورد بررسی قرار می گیرد و سپس بخش اندازه گیری ولتاژ و جریان موقعیت روتور و در قسمت پردازش آی سی پردازنده dspic30f4011 و کارت ورودی خروجی pci-1716 و در نهایت چوک جهت ایجاد امپدانس خط و فیلترینگ نویز و هارمونیک کلیدزنی می باشد مورد بررسی کامل و جامع قرار خواهد گرفت. روش کنترل ژنراتور را بر اساس روش کنترل برداری منطبق بر قاب شار استاتور بنا خواهیم نمود و با صرفنظر نمودن از متغیرهایی که تغییرات ناچیز دارند به دینامیک مرتبه دوم روتور ژنراتور خواهیم رسید که هرچند دارای ساختار غیرخطی است اما به راحتی با خطی سازی پسخوردی می توان عامل غیرخطی را حذف نمود و به دو مدل ساده مرتبه اول رسید. مولفه افقی و عمودی جریان روتور توسط یک کنترل کننده تناسبی انتگرالی کنترل می شود. مولفه افقی جریان روتور محرک توان راکتیو و مولفه عمودی محرک توان اکتیو در ژنراتور تغذیه دوبل است. برای تنظیم نقطه بهینه انرژی باد از طریق گشتاور ژنراتوری و یک کنترل کننده می توان سرعت چرخش توربین بادی را کنترل نمود. برای نیل به این اهداف ابتدا رفتار توربین بادی را در سرعتهای مختلف گشتاور متفاوت توسط یک موتور جریان مستقیم متصل به یک را هانداز و به وسیله کنترل جریان موتور از طریق کارت ورودی خروجی متصل به کامپیوتر شبیه سازی خواهیم نمود تا بتوانیم نتایج یک مدل واقعی را در یک مقیاس کوچک به دست آوریم. سپس الگوریتمهای مختلف تعقیب انرژی باد را مرور خواهیم کرد و توانایی روش کنترل کننده تکمیلی پیش بین در حالت گذرا و هنگام رخ دادن خطا را مورد بررسی خواهیم داد.

سیستم قدرت سیستمی است که گستردگی بسیار زیادی دارد و از حجم پارامترهای دینامیکی بالایی برخوردار است. تغییراتی که چه به صورت اختیاری و چه ناخواسته با گذشت زمان در ساختار سیستم بوجود میآید منجر به تغییر دینامیک و رفتار سیستم میشود. لذا برای مدل سازی و شناسایی این سیستم باید به طور مداوم از اطلاعات مربوط به نقطه کار جدید سیستم استفاده نمود.از طرف دیگر میتوان با فرض اینکه اغتشاشات وارده به سیستم تغییر زیادی در نقطه کار سیستم ندارند، سیستم را حول نقطه کار خطی سازی نمود و برای بررسی پایداری، قطب های غالب این سیستم را استخراج نمود. هدف از انجام این رساله بررسی رفتار سیستم قدرت برای ورودی های بخصوصی است که ساختار پله ای دارند و تحت عنوان اغتشاشات پله ای با دامنه نامشخص شناخته میشود. لذا برای بررسی رفتار دینامیکی سیستم، با اندازه گیری پارامترهای آن، مدلی خطی استخراج شده است که بیانگر رفتار سیستم در شرایط ذکر شده می باشد به شکلی که هر بار که ورودی جدیدی به سیستم وارد میگردد، مدلی جدید برای سیستم استخراج میگردد. در این رساله روشهای گوناگون شناسایی مدل سیستم با ورودی ضربه و تعمیم آن برای ورودی های گوناگون مورد بررسی قرار گرفته است و همچنین روشهایی برای بهبود سرعت محاسبات تحت بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی روشهای مذکور بر روی مدل شبیه سازی شده از سیستم قدرت ایران در نرم افزار digsilent پیاده سازی گردیده و نتایج آنها به طور مفصل در قالب یک فصل آورده شده است.

مسأله تعیین پارامترهای مدل غیرخطی سیستم ها، به خصوص در فرآیندهای صنعتی، توجه زیادی را به خود جلب نموده است. تنوع سیستم های غیرخطی سبب شده که ارایه یک روش عمومی برای تخمین پارامتر اینگونه سیستم ها بسیار مشکل و غیر ممکن گردد. در این پایان نامه، یک روش جدید برای کلاس گسترده ای از سیستم های غیرخطی پیشنهاد شده است. روش شناسایی فعال یک روش برای تخمین پارامترهای مدل غیرخطی یک سیستم است. روش شناسایی فعال، توابع غیرخطی سیستم را به هیچ شرطی محدود نمی کند و تنها کافی است که برای مقادیر آرگومان محدود، مقدار این توابع محدود بماند. برخلاف سایر روش های رقیب در عرصه تخمین پارامترها، روش شناسایی فعال نه تنها وقت گیر نیست، بلکه به سرعت به پاسخ های مطلوب، در یک بازه زمانی محدود و کوتاه، همگرا می شود. علاوه بر این، سرعت بالای عملکرد روش تخمین سبب می شود انحراف حالت های سیستم در مقابل اعمال اغتشاش ورودی برای تعیین پارامترها، محدود بماند و حتی پس از پایان فرآیند تخمین، سیستم را به شرایط کار اولیه بازگرداند. در این روش، در هر نمونه، با توجه به وضعیت مستقل یا وابسته بودن اطلاعات نمونه جاری نسبت به اطلاعات نمونه های قبلی (از دیدگاه فرآیند تخمین)، ورودی سیستم در یک رفتار بازگشتی، طوری تعیین و اعمال می شود که سیستم در نمونه های بعدی اطلاعات مستقل و مطلوب را تولید نماید؛ بنابراین، این روش تخمین برای کاربردهای بر خط مناسب است و در نهایت همه پارامترها در زمان بسیار کوتاه تخمین زده می شوند. در این پایان نامه، تعمیم و گسترش روش شناسایی فعال برای تخمین پارامتر مدل سیستم ها امکان سنجی می شود و پیشنهاداتی برای بهبود کارایی الگوریتم تخمین ارایه می گردد. همچنین حذف برخی پیش فرض های محدود کننده روش و اعمال آن به مدل سیستم های واقعی تحقیق می گردد. به عنوان نمونه ای از این سیستم ها، مدل مرتبه سوم غیرخطی یک ژنراتور سنکرون با توابع غیرخطی و اشباع مغناطیسی مطالعه می شود. در این تحقیق، ابتدا روش شناسایی فعال معرفی می شود، در ادامه تعمیم روش به همراه برخی نکات و پیشنهادات مطرح می گردد و اثر این پیشنهادات در بهبود کارایی الگوریتم تخمین بررسی می گردد. سپس مبحث مدل سازی ژنراتور سنکرون بیان می شود. آنگاه روش شناسایی فعال برای تعیین پارامترهای مدل ژنراتور به کار می رود. نتایج شبیه سازی ها، سرعت و دقت بسیار بالای روش و تأثیر مثبت پیشنهادات در تخمین پارامترها را در مقایسه با روش اولیه و سایر روش های متداول نشان می دهند.

با توجه به نقش ژنراتور سنکرون در تولید برق و تحویل توان مصرفی مورد نیاز، شناخت دقیق پارامترهای مجهول ژنراتور سنکرون در طراحی کنترل کننده ها ویا شبیه سازی بعضی از پدیده ها نظیر اغتشاش وغیره اهمیت به سزایی دارد . از مشکلات شناسایی سیستم های حلقه باز، آزمایش و نمونه گیری از آنها در حالت حلقه بسته می باشد. زیرا بعضی از سیستم ها هستند که نمی توان آنها را بصورت حلقه باز آزمایش کرد، مثلا در یک نیروگاه بدلیل صدمات وارده به سیستم هیچ وقت اجازه نمی دهند که گاورنر (حلقه کنترل) را از حلقه کاری توربین حذف نمایند و سپس سیستم را روشن کنند، لذا مجبوریم که نمونه برداری را در حالت حلقه بسته انجام دهیم. با نمونه گیری در حالت حلقه بسته ممکن است یک وابستگی بین سیگنالهای ورودی وخروجی (رگرسورهای) سیستم به وجود آید، دراثراین وابستگی شناسایی سیستم دارای دقت کم (خطای زیاد)خواهد بود. همچنین روابط غیر خطی که معادلات اصلی ژنراتور دارند، باعث می شود که نتوانیم از روشهای شناسایی خطی استفاده نمائیم. در این پروژه ما مدل درجه سه غیر خطی ژنراتور سنکرون را بعنوان سیستم پیشنهادی انتخاب نموده و با استفاده از روابط و معادلات حلقه کنترل avr سیستم را بصورت حلقه بسته در نظر گرفتیم و پس از شبیه سازی معادلات غیر خطی در سیمولینک متلب (بدون استفاده از روشهای خطی سازی)، اطلاعات وداده های ورودی و خروجی لازم را که برای ادامه کارشناسایی مورد نیاز بود، به دست آوردیم. سپس با استفاده از روش های شناسایی حداقل مربعات غیر خطی نظیر لئونبرگ - مارکوارت و powell’s dog leg شناسایی حلقه بسته غیر خطی پارامترهای مجهول ژنراتور سنکرون را انجام دادیم. برای شناسایی پارامترها در زیر سیستم های خطی نظیر پارامترهای مکانیکی و پارامترهای میدان تحریک ژنراتور سنکرون ازروش شناسایی حداقل مربعات بازگشتی خطی (rls ) استفاده نمودیم. نتایج شناسایی بیانگر تخمین دقیق یا بسیار نزدیک پارامترهای مجهول نسبت به مقادیر اصلی یا نامی آنها می باشد.

امروزه جهت افزایش بازدهی سیستم ها و نیز کاهش هزینه های نگه داری در صنایع، تلاش زیادی صورت می پذیرد. به کمک فرانگری بر تجهیزات و بکارگیری سیستم های شناسایی خطا می توان به اهداف فوق نایل آمد. در این پایان نامه، بهبود امنیت عملکرد نیروگاه های بخاری، انگیزه اصلی رهیافت های خطایابی می باشد. اجزای نیروگاه های بخاری تحت دما و فشار بالا کار می کنند. در نتیجه هرگونه نقصی در سیستم منجر به تلفات بالایی در عملکرد، کاهش طول عمر سیستم و نیز بروز خاموشی های گسترده خواهد شد، بنابراین ضروریست که کنترلرهای نیروگاه های برق به سیستم های هشداردهنده ی خطا مجهز شوند. محفظه ی احتراق، بویلر، بخار، چگالنده، هواگیر و پمپ بویلر از اجزایی هستند که در این پایان نامه مدل شده اند و سپس رهیافت های خطایابی در مورد آنها به کار گرفته شده است. مدل با یک نیروگاه واقعی به تولید 500mw تایید اعتبار شده است. نرخ جریان سوخت و نرخ ورود هوا از مهمترین ورودی های مدل به شمار می روند. کنترل آماری فرایندها بر مبنای تحلیل مولفه های اصلی (pca)، موثرترین روش در فرانگیری و کنترل سیستم های صنعتی است. در این پایان نامه ابتدا خطایابی بر مبنای تحلیل مولفه های اصلی خطی توسعه یافته است. مهمترین محدودیت کنترل آماری بر مبنای pca، خطی بودن آن است. این در حالی است که بسیاری از فرایندهای صنعتی عملکردی غیر خطی دارند. با بکارگیری شبکه عصبی خود انجمنی و توسعه تحلیل مولفه های اصلی خطی به حالت غیر خطی، محدودیت ذکر شده در سیستم های غیر خطی تا حدود زیادی مرتفع شده است.

چکیده کنترل برداری پیشرانه مکانیزمی برای تغییر جهت پیشران? موتور در راکت ها یا وسایل پروازی می باشد. این مکانیزم در راکت های سوخت جامد توسط اتصالات انعطاف پذیر در جهت کنترل موقعیت یا سرعت زاویه ای وسیله انجام می شود. در وسایل پروازی سوخت جامد پیشرفته، کنترل برداری پیشرانه به کمک انحراف بردار پیشرانه و با استفاده از سروُ مکانیزم های الکتریکی مانند عملگر الکترومکانیکی انجام می گیرد. در این پروژه، آزمایشاتی بر روی مکانیزم عملگر الکترومکانیکی موجود انجام می گیرد. سپس، داده ها استخراج شده و مناسب ترین مدل تحلیلی توسط الگوریتم های مبتنی بر تعیین درج? سیستم، انتخاب شده و با انطباق داده ها بر مدل های خطی و غیر خطی، پارامترهای سیستم با استفاده از روش حداقل مربعات تخمین زده می شوند و سیستم شناسایی می گردد. پارامترهای تخمین زده شده با مدل های خطی و غیر خطی، شبیه سازی شده و با داده های حاصل از آزمایش مورد ارزیابی قرار می گیرند. در نهایت سیستم کنترل کنند? بهینه ای بر مبنای استفاده از رهیافت جایدهی قطب با رویت گر طراحی می شود. پس از آزمودن کنترل کنند? طراحی شده، می توانیم بهبود پارامترهای زمان صعود، فراجهش و زمان نشست را در پاسخ سیستم مشاهده نماییم. کلید واژه: کنترل برداری (vector control)، سوخت جامد (solid propellant)، اتصالات انعطاف پذیر (flexible joint)، عملگر الکترومکانیکی (electromechanical actuator)، شناسایی سیستم (system identification)

چکیده ¬¬¬¬ بیش از هفتاد سال پیش کنترل کننده pid یا حالتهای خاص آن، برای کنترل سیستمهای صنعتی پیشنهاد گردید. هنوز بعد از گذشت این مدت طولانی، این کنترل کننده بیشترین کاربرد را در حوزه های مختلف صنعتی دارد. علیرغم سادگی و عملکرد نسبتا مناسب این کنترل کننده، استفاده از آن در سیستمهائی با فاز غیرکمینه و یا تاخیر خالص براحتی امکان پذیر نیست. همچنین در صورت افزایش عدم قطعیتهای محیط یا مدل، کنترل کننده pid عموما قادر به کنترل مناسب سیستم نبوده و ممکن است این مسئله حتی به ناپایداری سیستم منجر شود. با الهام از روند کنترل در انسان و در اواخر دهه هفتاد میلادی کنترل پیش بین در صنعت پتروشیمی ابداع گشت و هم اکنون این کنترل کننده بعنوان روش پیشرفته کنترل صنعتی که روز به روز بر کاربردهای آن افزوده میشود، مطرح است. یکی از موضوعات تحقیق و توسعه در کنترل پیش بین، افزایش میزان مقاوم بودن آن در مقابل عدم قطعیتها است. در این پایان نامه برای دو راکتور زیستی (فارماکودینامیک) و صنعتی (همزن دار پیوسته) کنترل کننده مقاوم با استفاده از کنترل پیش بین تفاضلی طراحی گردیده و نتایج بدست آمده از این روش کنترل با روش های مرسوم مانند pid و کنترل پیش بین تعمیم یافته مقایسه میگردد. نتایج شبیه سازی نشان دهنده اینست که کنترل پیش بین تعمیم یافته تفاضلی از میزان مقاومت بیشتری برای کنترل این دو فرآیند غیرخطی برخوردار است. کلمات کلیدی: کنترل عمق بیهوشی، کنترل راکتور همزن دار پیوسته، کنترل پیش بین مبتنی بر مدل(mpc)، ;کنترل پیش بین تفاضلی ( gipc ).

با توجه به برنامه های توسعه و سیاست گذاریهای صنعت برق کشور، اتصال شبکه سراسری به کشورهای مجاور جهت صدور و یا ترانزیت انرژی ضروری است. در اتصال شبکه ها شرایط تولید و مصرف، جهت و مقدار سیلان توان را در شبکه دیکته می کند. عملاً روشهای مختلفی جهت کنترل سیلان توان در خطوط پیشنهاد شده است که یکی از جدیدترینِ آنها استفاده از کنترل کننده میان فاز توان ( ipc ) می باشد. از طرف دیگر یکی از مشکلات اصلی که به هنگام اتصال شبکه ها به صورت خط انتقال ac به وجود می آید نوسانات سیگنال کوچک بین ناحیه ای می باشد که منجر به ناپایداری دینامیکی شبکه می گردد. هر چه طول خط و توان انتقالی از آن بیشتر باشد از میرایی این نوسانات کاسته شده و سیستم رو به ناپایداری می رود. در نتیجه نمی توان توان زیادی را بین دو شبکه مبادله نمود. از این رو ارائه راهکاری جهت میراسازی این نوسانات ضروری به نظر می رسد. در این پایان نامه ضمن معرفی ipc و توپولوژیهای مختلف آن، روابط ریاضی توصیف کننده ipc در حالت مانا ارائه می گردد. در این حالت به کمک شبیه سازی های مختلف، قابلیت ipc در کنترل و تثبیت توان عبوری از خط و همچنین تاثیر آن در کاهش سطح اتصال کوتاه شبکه مورد بررسی قرار می گیرد. در حالت دینامیک به بررسی قابلیت این عنصر در میراسازی نوسانات بین ناحیه ای پرداخته می شود. در این حالت ضمن ارائه یک استراتژی کنترلی مناسب جهت میراسازی نوسانات نشان داده می شود که این عنصر قادر است به خوبی پایداری دینامیکی شبکه را بهبود بخشد.

هدف اصلی در این رساله ، مطالعه و بررسی رویت پذیری سیستم های ابعاد وسیع با جایابی بهینه نقاط اندازه گیری در سیستم می باشد. به عبارت دیگر ، با داشتن اندازه گیری های کافی ، معادلات تخمین حالت قابل حل باشند. مسأله مکانیابی اندازه گیری ها ، انتخاب و تعیین تعداد ، نوع و مکان نقاط اندازه گیری می باشد. شبکه انتقال گاز ، از جمله سیستم های ابعاد وسیع می باشد که در اینجا ، رویت پذیری آن در دو حالت ماندگار و گذرا بررسی شده است. معادلات حاکم بر شبکه انتقال گاز در حالت ماندگار به صورت معادلات جبری غیرخطی می باشد که با استفاده از نظریه گراف ، یک جواب یکتا برای مسأله مکانیابی اندازه گیرها بدست می آید. در حالت گذرا ، این معادلات به فرم معادلات مشتق جزئی دو بعدی غیرخطی می باشند. ابتدا مدل فضای حالت شبکه انتقال گاز را بدست آورده و سپس با استفاده از تعریف رویت پذیری در سیستم های ابعاد وسیع ، رویت پذیری سیستم را چک می کنیم. آنگاه راه حلی برای مسأله جایابی بهینه اندازه گیرها ، پیدا می کنیم. روش های بدست آمده در هر حالت ، بر روی شبکه انتقال گاز کشور بلژیک ، که نمونه عملی از یک سیستم ابعاد وسیع می باشد ، شبیه سازی گردیده است.

با افزایش روزافزون تقاضا, ناگزیر به بهره برداری از شبکه در بارگیری بالا هستیم و با این کار مساله پایداری وامنیت شبکه اهمیت زیادی می یابد. این پایان نامه برروی شاخص های استاتیکی تمرکز داشته وآنها را برروی شبکه برق ایران پیاده سازی نموده, به همین منظور ابتدا مفاهیم اصلی پایداری ولتاژ و روشهای تحلیل آن در شبکه ی قدرت ارایه شده است. در ادامه, به واحداندازه گیر فازور pmu اشاره گشته وکاریرد آن در کنترل وتعیین پایداری سیستم قدرت برای ما بیشتر آشکار گردید. سپس, شبکه برق ایران را به عنوان شبکه قدرت مورد مطالعه در این پایان نامه معرفی شده است.تحلیل های کلاسیک استاتیکی را بر روی شبکه برق ایران پیاده سازی گشته وحاشیه پایداری استاتیکی شبکه برق ایران به دست آمده است.

امروزه علم شیمی و استخراج نفت و گاز و پالایش آن یکی از مهمترین نکته اتکای اقتصادی و تولیدی کشورها می باشد. یکی از معمول ترین فرایند هایی که در پالایشگاه ها انجام می شود جداسازی مواد شیمیایی می باشد. این کار با استفاده از برج های جدا کننده صورت می پذیرد. برج دی بوتانایزر یکی از برج هایی است که در پالایشگاه گازی برای جداسازی بوتان از گاز ترش در واحد بوتان زدایی استفاده می شود.ما در این پژوهش شناسایی سیستم حاکم بر این نوع برج را مورد بحث و بررسی قرار داده ایم.

در حال حاضر شناسایی غیر خطی سیستم های صنعتی یکی از مباحث مهم و مورد بحث در بین متخصصان کنترل است که دارای کاربردهای گسترده ای در طراحی کنترلر مناسب و یا تخمین صحیح پارامترهای سیستم می باشد. اما پاره ای خصوصیات در سیستم ها باعث می شود اطلاعات مستقیم از فرآیند مورد نظر در دست نبوده و به دلایل مختلف نتوان سیستم را به صورت حلقه باز شناسایی نمود. توریبن های بخار در نیروگاه ها از جمله این سیستم ها هستند که به دلیل حساسیت فرآیند و خطرات ناشی از کارکرد حلقه باز سیستم, امکان جدا نمودن کنترلر از آنها وجود ندارد. از سوی دیگر در این سیستم ها به دلیل اتصال سیستم با خطوط انتقال پدید? ssr به وجود می آید که بررسی و کاهش اثرات آن از مباحث مهم در طراحی سیستم های کنترل نیروگاه است. با توجه به موارد فوق, در این پایان نامه, شناسایی حلقه بسته یک توربین بخار نیروگاهی تنها با استفاده از اطلاعات حلقه بسته از سیستم مورد نظر, بررسی شده و از نتایج بدست آمده برای مطالعه و کاهش اثرات نامطلوب ssr بر سیستم تولید و انتقال انرژی نیروگاه استفاده می شود.

چکیده ندارد.