وهاب نکوکار
-
ویژگی های منحصر به فرد هواپیماهای بدون سرنشین مولتی روتور (MRUAV) منجر به کاربردهای متنوعی شده است. با این حال، ظرفیت حمل MRUAV ها یکی از مهم ترین چالش ها باقی مانده است. تشکیل یک گروه MRUAV می تواند یک راه حل موثر باشد. در گروه های MRUAV، پیروان برای ردیابی یک یا چند رهبر به یک طرح کنترل تشکیلات نیاز دارند. این کنترل سازند باید نویز اندازه گیری، تاخیرهای ارتباطی، عدم قطعیت مدل، خطاهای محرک و حسگر و حملات سایبری را بررسی کند. در این مقاله، ما یک کنترل سازند متحمل به خطا تطبیقی تعاونی جدید برای ازدحام های کوادروتور در حضور فریب در طول حملات سایبری پیشنهاد می کنیم. کوادروتورها به پهپادهای مجاور و یک رهبر مرکزی متصل هستند. ما توانایی روش پیشنهادی را برای مدیریت عدم قطعیت مدل، خطاهای محرک، حملات سایبری و نویز اندازه گیری از طریق مطالعات شبیه سازی ارزیابی می کنیم. در نظر گرفتن همه این چالش ها به طور همزمان و ارزیابی روش کنترل سازند ارائه شده به عنوان یکی از کمک های اولیه این مقاله است.
کلید واژگان: کنترل تعاونی, تحمل خطا, کنترل سازند, کوادروتور, هواپیمای بدون سرنشینThe unique features of multi-rotor unmanned aerial vehicles (MRUAVs) have led to a variety of applications. However, the carrying capacity of MRUAVs remains one of the most critical challenges. Forming an MRUAV swarm can be an effective solution. In MRUAV swarms, followers require a formation control scheme to track one or more leaders. This formation control must address measurement noise, communication delays, model uncertainty, actuator and sensor faults, and cyber-attacks. In this paper, we propose a new cooperative adaptive fault-tolerant formation control for quadrotor swarms in the presence of deception during cyber-attacks. Quadrotors are connected to neighboring drones and a central leader. We evaluate the proposed method's ability to handle model uncertainty, actuator faults, cyber-attacks, and measurement noise through simulation studies. Considering all these challenges simultaneously and evaluating the presented formation control method stand as one of the primary contributions of this paper
Keywords: Cooperative Control, Fault-Tolerant, Formation Control, Quadrotor, Unmanned Aerial Vehicle -
در حال حاضر، کاربرد پرنده های بدون سرنشین چند ملخی در حال افزایش چشم گیری است. دلیل این توسعه، ارزان بودن، کوچک بودن، سادگی کاربری و خلبانی، تنوع ماموریت و عللی بیش از این است. دلیل سادگی هدایت و کنترل پرنده های چندملخی این است که آن ها مجهز به سامانه خودخلبان هستند. این سامانه وظیفه کنترل پرواز پرنده را بر عهده دارد. پرنده های بدون سرنشین چند ملخی از وزن بالایی برخوردار نیستند و غالبا موتورهای سه فاز با سرعت بالایی دارند بنابراین از دینامیک پرواز سریع و پیچیده ای برخوردارند. در این مقاله، یک سامانه خودخلبان تطبیقی-فازی بر اساس کنترل کننده های PID برای هدایت یک پرنده بدون سرنشین جهت حمل بار متغیر با زمان ارایه می گردد. عملکرد سامانه کنترل پرواز پیشنهاد شده بر روی یک کوادکوپتر به صورت عملی در آزمایشات پروازی مورد ارزیابی قرار می گیرد. برای مدل سازی جرم متغیر با زمان، از یک جعبه شن استفاده شده است. شن ها از ابتدای پرواز از طریق منافذی که در جعبه وجود دارد، از آن به بیرون می ریزند و پس از حدود یک دقیقه کل شن خالی می شود. در پایان مقاله، نتایج عملی به دست آمده با نتایج مبتنی بر کنترل کننده PID غیر تطبیقی مقایسه می گردد.
کلید واژگان: پرنده بدون سرنشین خودخلبان, ربات حمل بار, کنترل کننده PID تطبیقی-فازی, کنترل پروازFuzzy Adaptive Control of Unmanned Aerial Vehicle for Carrying Time-Varying Cargo on Predefined PathAt present, the use of unmanned aerial vehicles (UAVs) has been increased dramatically. The reasons for this development are cheapness, smallness, simplicity, and diversity of missions. The simplicity of guidance and control of multi-rotor drones is that they are equipped with an autopilot system. This system is responsible for flying control. UAVs do not have a high weight and often have three-phase high-speed motors which makes a fast and complex flight dynamics. In this paper, a fuzzy adaptive PID controller is applied to control an UAV for carrying a time-varying cargo. The performance of the flight control system implemented on a quadrotor is evaluated, experimentally. A sandbox is used to model the time-varying mass. The sand passes from the beginning of the fly through some holes of the box, and after about a minute all the sand is poured. At the end of the paper, the practical results are compared with results obtained by fixed-parameter PID controller.
Keywords: Unmanned aerial vehicle, fuzzy adaptive PID, flight control, autopilot system -
سامانه خودکار کنترل سطح غلظت گلوکز خون، پانکراس مصنوعی نام دارد که پژوهشگران در سال های اخیر به طراحی و پیاده سازی آن توجه کرده اند. کنترل حلقه بسته غلظت گلوکز خون با موانع و مشکلاتی همراه است؛ ازجمله مقابله با افت ناگهانی قند خون و اغتشاشاتی مانند اثر هیدروکربنات وعده های غذایی، ورزش و تغییرات فیزیولوژیک ناشی از فشارهای عصبی یا استرس روی سطح غلظت گلوکز خون. همچنین، چالش هایی همچون تطابق کنترل کننده با تغییرات روزبه روز بیمار و فرد به فرد وجود دارد. در این مقاله، روش کنترل نوین مد لغزشی انتگرالی فازی تطبیقی برای تنظیم سطح غلظت گلوکز خون ارائه می شود. روش پیشنهادی با شبیه سازی نه بیمار مجازی ارزیابی می شود. در شبیه سازی ها با تکیه بر ارتقای مدل بیمار مجازی علاوه بر مقابله هم زمان با اثر هیدروکربنات و ورزش بر غلظت گلوکز، تغییرات فرد به فرد نیز مطالعه می شود. برای هرکدام از زیرسامانه های پمپ انسولین و حسگر پیوسته گلوکز یک مدل دینامیکی در نظر گرفته می شود. نتایج شبیه سازی و مقایسه آنها با نتایج به دست آمده از روش کنترل PID، پیش بین و مد لغزشی مرتبه کسری تطبیقی، کارآیی مناسب روش پیشنهادی را نشان می دهد.کلید واژگان: پانکراس مصنوعی, تخمین زننده فازی تطبیقی, کنترل غلظت گلوکز خون, کنترل مد لغزشی انتگرالیThe automatic control system of the blood glucose level is known as an artificial pancreas, whose design and implementation has been researched in recent years. The closed-loop control of the blood glucose concentration deals with some challenges such as sudden decreasing of the blood glucose level, the effects of the hydrocarbon intake of meals, physical exercise and physiological changes due to nervous pressure or stress on the blood glucose level. There are also challenges like day-to-day and patient-to-patient variations. In this paper, a novel adaptive fuzzy integral sliding mode control is presented for the regulation of the blood glucose level. The proposed method is evaluated by simulating nine virtual patients. In the simulations, based on the presented virtual patient model, not only the controller performance in dealing with the effects of the hydrocarbon consuming and physical exercises on the glucose concentration is studied, but also the effects of patient-to-patient variations are investigated simultaneously. For each subsystem of the insulin pump and continuous glucose sensor, a dynamic model is considered. The simulation results and a comparison with the results of the PID control, model predictive control, and adaptive fractional sliding mode control show the efficiency of the proposed method.Keywords: Artificial Pancreas, Adaptive Fuzzy Estimator, Control of Blood Glucose Level, Integral Sliding Mode Control
-
کنترل لغزشی ترمینال حرکت مفصل مچ پا با استفاده از تحریک الکتریکی عملکردی در افراد دچار ضایعه ی نخاعیمقدمه
کنترل لغزشی از روش های موثر برای کنترل حرکت در سیستم های عصبی-عضلانی-اسکلتی است. از مشکلات مهم استفاده از کنترل لغزشی کلاسیک در این سیستم ها، همگرایی خطای ردیابی مسیر مطلوب مفصل ها به صورت نمایی است. یکی از روش های حل این مشکل استفاده از کنترل لغزشی ترمینال می باشد. نکته ی برجسته ی کنترل لغزشی ترمینال، مقاوم بودن آن در مواجه شدن با نامعینی در مدل و اغتشاشات خارجی است در حالی که هم زمان می تواند همگرایی خطای ردیابی به سمت صفر را در زمان محدود تضمین کند.
روش هادر این مطالعه یک روش کنترل غیرمتمرکز مبتنی بر کنترل لغزشی ترمینال به منظور کنترل حرکت مفصل مچ پا در افراد دچار ضایعه ی نخاعی با استفاده از تحریک الکتریکی عملکردی پیشنهاد شد. روش ارائه شده برای کنترل حرکت مفصل مچ پای سه فرد دچار ضایعه ی نخاعی در شرایط معمولی و خستگی عضلانی به کار گرفته شد. در این روش، کنترل مفصل مچ پا با استفاده از فعال سازی گروه عضلات بازکننده و جمع کننده انجام شد. برای این منظور برای هر یک از گروه عضلات بازکننده و جمع کننده، یک کنترل کننده ی لغزشی ترمینال مستقل در نظر گرفته شد.
یافته ها. وظیفه ی کنترل کننده، تعیین الگوهای تحریک عضلات بود به نحوی که زاویه ی مچ پا مسیر معینی را دنبال کند. نتایج نشان داد که کنترل کننده قادر به کنترل دقیق حرکت مچ پا با دقت خوبی بود. همچنین کنترل کننده با تنظیم سریع الگوهای تحریک قادر به جبران خستگی عضلانی بود.
نتیجه گیرینتایج این تحقیق نشان داد که کنترل کنننده ی پیشنهادی، یک روش موثر برای کنترل حرکت در بیماران ضایعه ی نخاعی با استفاده از تحریک الکتریکی عملکردی است.
کلید واژگان: تحریک الکتریکی عملکردی, کنترل غیر متمرکز, کنترل لغزشی ترمینال, کنترل گام برداشتنBackgroundSliding mode control is an effective method for controlling the neuromusculoskeletal systems. A major problem of conventional sliding mode control is exponential convergence of the tracking errors. To solve this problem, researchers proposed a robust control strategy called terminal sliding mode control. The main advantages of the terminal sliding mode control are not only robustness against uncertainties and external disturbances but also finite time convergence of tracking errors.
MethodsIn this paper, we propose a decentralized control strategy which is based on terminal sliding mode control, for control of the ankle joint in paraplegic subjects using functional electrical stimulation. Agonist-antagonist co-activation is used to control the ankle movement.
FindingThe proposed control strategy was employed for control of ankle joint in three paraplegic subjects. The control task was to determine the stimulation pattern in order to converge the ankle movement trajectory to the desired trajectory. The experimental results on three paraplegic subjects showed that the proposed controller provided an excellent tracking control of reference trajectories. It could also generate control signals to compensate the effects of muscle fatigue.
ConclusionThe results of this study showed the proposed control strategy as an effective approach for controlling movements in paraplegic subjects using functional electrical stimulation.
-
بالا بودن سطح مصرف انرژی متابولیک و نیروی زیاد وارد بر دسته واکر از عوامل محدودکننده در گام برداشتن افراد دچار ضایعه نخاعی با کمک تحریک الکتریکی عملکردی، محسوب می شود. فرد معلول در هنگام گام برداشتن برای حفظ تعادل و جبران کمبود گشتاورهای ایجاد شده در مفصل های پایین تنه، نیروی زیادی به دسته واکر وارد می کند. در این مقاله یک مدل گام برداشتن فرد دارای ضایعه نخاعی با واکر در صفحه دو بعدی ارایه شده است. با استفاده از این مدل و کنترل بهینه الگوی تحریک عضلات طوری تعیین شده اند که علاوه بر کمینه بودن خطای ردیابی مسیر مرجع مفصل های پایین تنه، میزان تحریک الکتریکی عضلات پایین تنه و همچنین نیروی عکس العمل دسته واکر کمینه باشد. گشتاور لازم برای بالاتنه و دست ها نیز بر اساس همین تابع هزینه تعیین می شوند؛ اما مسیر مرجعی برای مفصل های آنها تعریف نشده است. نتایج نشان می دهد که نیروهای عکس العمل دسته واکر و زمین با مقادیر اندازه گیری شده، شباهت زیادی دارد و الگوی تحریک عضلات تولید شده در شبیه سازی با الگوهای تحریک گام برداشتن در مطالعات گذشته، مطابقت دارد.کلید واژگان: تحریک الکتریکی عملکردی, کنترل بهینه, گام برداشتن, پاراپلژیک, مدلOne major limitation of walker-supported walking using functional electrical stimulation (FES) in paraplegic subjects is the high energy expenditure and the high upper body effort. Paraplegics should exert high amount of hand force to stabilize the body posture and to compensate lack of the sufficient torques at the lower extremity joints. In this paper, we introduce a 2-D musculoskeletal model of walker-assisted FES-supported walking of paraplegics. Using the developed model and an optimal controller, the stimulation patterns are determined such that the tracking errors of lower joint reference trajectories are minimized and the muscle activations and the handle reaction force (HRF) are reduced. Outputs of the optimal controller are stimulation patterns of the lower body muscles and torque acting on the upper body joints. The results show that the HRF and ground reaction force (GRF) generated by simulation are in agreement with the measured HRF and GRF. Moreover, the results indicate that the simulation-generated stimulation patterns of lower body muscles are in consist with the stimulation patterns reported in the literatures.Keywords: Functional electrical stimulation, optimal control, walking, paraplegic, model
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.