فهرست مطالب

مجله کنترل
سال یازدهم شماره 4 (زمستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/12/27
  • تعداد عناوین: 6
|
  • ایمان محمدزمان*، سید محمد جواد معافی مدنی صفحات 1-11
    در این مقاله خودخلبان مقاوم با استفاده از جدول بندی بهره فازی طراحی شده است. ابتدا با استفاده از ابزار v-gap metric ناحیه پروازی رهگیر به چند زیرناحیه تقسیم شده و برای هر زیرناحیه نقطه کار مناسبی انتخاب می شود. سپس مدل غیر خطی رهگیر در این نقاط کار خطی شده و کنترل کننده مقاوم استاتیکی شکل دهی حلقه H∞ برای هر نقطه طراحی می شود. در ادامه از روش درونیابی فازی برای درونیابی بین کنترل کننده های طراحی شده استفاده می شود. به منظور دستیابی به کارآیی بهینه در طول فرآیند سوئیچینگ فازی با استفاده از یک تابع هزینه مقدار بهینه توابع عضویت فازی انتخاب می شود. نتایج شبیه سازی شش درجه آزادی نشان دهنده عملکرد مطلوب این سیستم می باشد.
    کلیدواژگان: خودخلبان مقاوم، جدول بندی بهره فازی، شکل دهی حلقه H∞، v، gap metric
  • فریناز اعلمی یان هرندی، ولی درهمی * صفحات 13-24
    این مقاله چارچوبی از یادگیری عمیق با ناظر را جهت ناوبری ربات چرخ دار در زمین های هموار با محوریت وظایف پیگیری دیوار و اجتناب از موانع ارائه می نماید. در اینجا، فرض بر این است که ربات تنها به یک سیستم بینایی (دوربین کینکت) مجهز است. چالش اصلی در هنگام استفاده از تصاویر عمق، ابعاد بالای تصاویر و استخراج ویژگی های مناسب از آنها با هدف کاهش ابعاد ورودی کنترلگر می باشد. برای این منظور در این مقاله از یادگیری عمیق بهره برداری شده و ویژگی های مناسبی بدست می آیند که بازنمایی تصاویر عمق هستند. چهار معماری با استفاده از این ویژگی ها و سابقه های فرمان کنترلی برای کنترلگر ارائه می شود. این معماری ها در محیط شبیه ساز ویبات با یکدیگر مقایسه می شوند. آزمایش های انجام شده نشان می دهد معماری بهره برنده از چهار دسته ورودی شامل: ویژگی های بازنمایی شده از داده های عمق، ویژگی های لحظه ی قبل، موقعیت خط سیر در تصویر رنگی، و سابقه ی فرمان های پیشین کنترلگر می تواند به خوبی کنترل ربات را در محیط های هموار و با مانع به انجام برساند.
    کلیدواژگان: ناوبری ربات، یادگیری با ناظر، یادگیری عمیق، داده های عمق
  • سمانه محمدپور، طاهره بینازاده* صفحات 25-36
    در این مقاله، همزمان سازی سیستم های آشوبی واحد در حضور قیود عملی بررسی می شود. قیودی که این مقاله در نظر می گیرد ورودی غیرخطی ناحیه مرده ، عدم قطعیت مدل، اغتشاش خارجی و متغیرهای حالت غیر قابل دسترس هستند. ابتدا مدل دینامیکی سیستم های آشوبی واحد در حضور قیود مذکور معرفی می گردد. سپس قانون کنترلی تطبیقی بر پایه متغیرهای حالت رویتگر به نحوی طراحی می شود که همزمان سازی مقاوم بین دو سیستم آشوبی واحد (اصلی و پیرو) رخ دهد. برای این منظور قضیه ای ارائه می شود و بر اساس پایداری لیاپانوفی تضمین می گردد که کنترل کننده پیشنهادی منجر به همزمان سازی سیستم های آشوبی واحد علی رغم وجود ورودی غیرخطی ناحیه مرده و همچنین ترم های نایقینی می شود. در نهایت نتایج شبیه سازی ها، کارایی مطلوب قانون کنترلی پیشنهادی را جهت همزمان سازی مقاوم سیستم های آشوبی واحد نشان می دهند
    کلیدواژگان: سیستم های آشوبی واحد، همزمان سازی مقاوم، رویتگر غیرخطی، ورودی غیرخطی ناحیه مرده، مدلغزشی تطبیقی
  • سام روزبهانی*، حامد نظیفی، سامان ساکی، خلیل کنزی صفحات 37-46
    در این مقاله، هدف شناسایی و کنترل گشتاور سیستم دینامومترجریان فوکوی قطب پنجه‍ای می باشد. دینامومترجریان فوکو ، دارای یک سیم‍پیچی تحریک DC ، تعدادی قطب و سیلندر چرخان است که از طریق شفت به موتور الکتریکی کوپل می شود. از طریق کنترل گشتاور دینامومتر، امکان تست بارگیری از موتور در نقاط مختلف کار فراهم می شود. سیستم کنترل گشتاور دینامومتر، دارای دو حلقه کنترلی داخلی و خارجی است. در حلقه کنترل خارجی، لزوم شناسایی رابطه گشتاور سیستم وجود دارد. در این راستا، ابتدا گشتاور سیستم بصورت تابعی چند جمله ای از جریان تحریکDC و سرعت دورانی آن تخمین زده می شود. سپس گشتاور تخمینی با گشتاور مرجع مقایسه می شود. در مرحله بعد کنترل کننده، جریان مرجع تحریک DC را با توجه به خطای گشتاور تعیین می کند. در حلقه کنترل داخلی نیز، کلیدزنی منبع جریان طوری صورت می‍پذیرد که خروجی آن جریان مرجع را ردیابی کند. کنترل کننده های طراحی شده در هر دو حلقه از نوع PID می باشد. نتایج شبیه سازی و پیاده سازی عملی بر روی دینامومتر فوکوی 22/5 کیلووات، کارآیی روش تخمین و کنترل را نشان می دهد. پیاده سازی سیستم کنترلی بر روی ریزپردازنده ARM سری LPC-1788 انجام شده است.
    کلیدواژگان: دینامومتر جریان فوکوی قطب پنجه ای، شناسایی و کنترل گشتاور، تست بارگیری موتور
  • مصطفی زمانی محی آبادی* صفحات 47-55
    در این تحقیق، با استفاده از روش پردازش تصویر زاویه تماس قطره با سطح در حالت متقارن و نامتقارن بررسی و اندازه گیری شد. در این روش زاویه تماس توسط آنالیز تصویر بدست می آید و هیچ نیازی به مشخصات سیال و یا سطح جامد نیست. اساس فرایند اندازه گیری، برطبق روش تقاطع همراه با تابع وزن گوسی است، به این صورت که در ابتدا نقطه تماس به صورت دقیق توسط اپراتور هریس مشخص و سپس یکسری از نقاط روی مرز قطره در نزدیکی نقطه تماس انتخاب شد. در مرحله بعد زاویه بین این جفت نقاط توسط خط مرتبط و مستقیم بین آنها بدست آمد. و در نهایت میانگین زوایا براساس یک تابع وزنی گوسی محاسبه شد. جهت اعتبارسنجی الگوریتم پیشنهادی نتایج حاصل با نتایج بدست آمده از روش استانداردی که اخیرا مطرح شده مقایسه شد و اختلاف نتایج کمتر از 1 درجه بدست آمد. مزایای این روش شامل دقت بالا، قابلیت انجام برای گستره وسیعی از زوایای تماس، قابلیت استفاده برای قطره های متقارن و نامتقارن و نیز کاملا خودکار بودن این روش است.
    کلیدواژگان: اندازه گیری، زاویه تماس، برخورد قطره، پردازش تصویر
  • علی فیاضی، ناصر پریز*، علی کریم پور، حسن حسین نیا صفحات 57-71
    در این مقاله روشی جدید بر مبنای کنترل مود لغزشی برای کنترل امپدانس یک بازوی ربات با رابط انعطاف پذیردر مواجه با محیطی نامشخص، ارائه شده است. استراتژی کنترل پیشنهادی، در برابر تغییرات پارامترهای محیط ( نظیر سختی و ضریب میرایی)، اغتشاش نامعلوم اصطکاک کولمبی، تغییرات جرم رابط و اصطکاک ویسکوز مقاوم است. همچنین، روش پیشنهادی برای هر دو حرکت آزاد و مقید معتبر می باشد. در رویکرد جدید پیشنهادی، کنترل کننده بصورت خودکار از مود کاری حرکت آزاد به مود کاری مقید تغییر وضعیت می دهد. بنابراین نیازی به الگوریتمی جداگانه برای تشخیص برخورد رابط با محیط نمی باشد. در این راستا، کنترل کننده امپدانس با حلقه ی درونی موقعیت پیشنهاد شده است. بدین معنی که در حرکت آزاد نیروی اعمالی به محیط صفر است و زاویه ی مرجع برای حلقه ی درونی موقعیت همان موقعیت مطلوب است. در حرکت مقید، مسیر مرجع برای حلقه ی درونی با استفاده از دینامیک امپدانس مطلوب تعیین می شود. کارایی و اثربخشی کنترل کننده پیشنهادی با استفاده از شبیه سازی عددی نشان داده شده است.
    کلیدواژگان: کنترل مقاوم امپدانس، کنترل مود لغزشی، رویتگر اغتشاش نامعلوم، بازو با رابط انعطاف پذیر_ محیط نامشخص
|
  • Iman Mohammadzaman *, Mohammad Javad Moafi Madani Pages 1-11
    In this paper a robust autopilot is designed using fuzzy gain scheduling. At first the flight envelop is divided to sub regions using v-gap metric and a suitable operating point is selected in each region and robust static H∞ loop shaping controller is designed for the linearized model. Finally, fuzzy gain scheduling is used to interpolate the local controllers. Simulation results show the generality and effectiveness of the proposed control strategy in terms of the performance and robustness of the system.
    Keywords: Robust autopilot, Fuzzy gain scheduling, H? loop shaping, v, gap metric
  • Farinaz Alamiyan Harandi, Vali Derhami * Pages 13-24
    This paper proposes a framework of Supervised Deep Learning (SDL) for wheeled robot navigation in soft terrains with a focus on wall following and obstacle avoidance tasks. Here, it is supposed the robot is only equipped with a vision system (Kinect camera). The main challenge while using depth images is high dimensionality of images and extracting proper features of them with a purpose of reducing input dimensionality of controller. To do this, the deep learning is utilized in this paper and the appropriate features which are the representation of depth images are acquired. Four architectures are created using this features and the history of steering commands. These architectures are compared in WEBOT simulator. The experiments show that the proposed architecture with four groups of features including: the represented features of depth data, previous represented features, the position of trajectory in color image, and the history of previous steering commands can control the robot in soft terrain with a variety of obstacles as well.
    Keywords: Robot navigation, Supervised learning, Deep learning, Depth data
  • Sammaneh Mohamadpor, Tahereh Binazadeh * Pages 25-36
    In this paper, the synchronization of unified chaotic systems in the presence of practical constraints is considered. Constraints that this paper is considered are: dead-zone nonlinearity input, model uncertainty, external disturbance and the unavailability of state variables. First, the dynamical model of the unified chaotic systems in the presence of aforesaid constraints is introduced. Then, an observer-based adaptive controller is designed which guarantees robust synchronization between two unified chaotic systems (i.e. master and slave systems). For this purpose, a theorem is given and according to a Lyapunov stabilization approach, it is guaranteed that the proposed controller leads to robust synchronization objective despite the dead-zone nonlinearity input and also uncertainty terms. Finally, the computer simulations show proper performance of the proposed law in robust synchronization of the unified chaotic systems
    Keywords: unified chaotic systems, robust synchronization, nonlinear observer, dead, zone nonlinearity input, adaptive sliding mode
  • Sam Roozbehani *, Hamed Nazifi, Saman Saki, Khalili Kanzi Pages 37-46
    In this paper, the object is estimation and torque control of the claw pole eddy current dynamometer. The eddy current dynamometer is included DC excitation coil, poles and rotational cylinder that coupled to the electrical motor. Load testing of electrical motor in different operating point is done through torque control of dynamometer. The close loop system of eddy current dynamometer has two inner and outer control loops. In outer control loop, the torque should estimate. The torque estimation is presented as a function of DC excitation current and rotational speed. After that, as regards to comparison of reference torque and estimation torque, the reference current is determined. Finally, the control of DC current source is done to generate the reference current. Both controllers of loops are PI controller. The experimental and simulation results for 22.5 KW eddy current load is shown the efficiency of proposed estimation and control method. The implementing system is done by using the ARM-LPC-1788 micro controller.
    Keywords: Claw pole eddy current dynamo meter, Identification, torque control, load testing of motor
  • Mostafa Zamani Mohiabadi * Pages 47-55
    In this paper, a new image processing technique has been proposed to measure the contact angle of symmetric and asymmetric drops. In our proposed method, the contact angle is calculated by analyzing the side view image of the drop without needing any liquid parameters. The procedure of the technique is according to the secant technique coupled with a Gaussian weighted function, as follows: at the beginning the exact location of the contact points is obtained by Harris corner detector function, then a series of points are selected on the drop boundary near the contact points. In the third step, a set of contact angles are estimated by passing secant lines through the contact point and each of the boundary points. In the final step, a gaussian weighted average function is applied to the calculated angles to estimate the main contact angle. The contact angle measurement algorithm is verified by comparing its results with the obtained measurements of a recent standard study. High accuracy, usability for all ranges of contact angles, applicability to both symmetric and asymmetric drops and being fully automatic are other advantages of the presented method.
    Keywords: Measurement, Contact Angle, drop impact, Image Processing
  • Ali Fayazi, Nasser Pariz *, Ali Karimpor Dr, Hassan Hossein Nia Pages 57-71
    In this paper, a novel scheme based on sliding mode control method for impedance control of a single link flexible robot arm when it comes into contact with unknown environment, is presented. The proposed control strategy is robust against the changes of the environment parameters (such as stiffness and damping coefficient), the unknown Coulomb friction disturbances, payload and viscous friction variations. The proposed scheme is also valid for both constrained and unconstrained motions. In our new approach, the controller automatically switches from a free to a constrained motion mode therefore it does not need an algorithm to detect collision between the link and the environment. In this regard, impedance control is proposed with the inner loop position. This means that in the free motion, the applied force to the environment is zero and the reference trajectory for the inner loop position is the desired trajectory. In the constrained motion, the reference trajectory for the inner loop is determined by the desired impedance dynamic. Feasibility and effectiveness of the proposed control scheme are demonstrated via numerical simulations.
    Keywords: Robust impedance control, Sliding mode control, Unknown disturbance observer, Single, link flexible arm, Unknown environment