به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

مقالات رزومه ولی الله غفاری

  • ولی الله غفاری*، حسن محمدخانی

    معمولا وجود محدودیت در سیگنال شتاب جانبی، اثرات نامطلوبی بر پایداری و عملکرد حلقه هدایت خواهد داشت. به منظور بهبود پاسخ گذرای سیستم در حضور ورودی مقید، فیدبک غیرخطی ترکیبی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. در این روش، قانون هدایت علاوه بر قسمت خطی مرسوم دارای یک عبارت غیرخطی اضافی می باشد. در نتیجه مشخصات کیفی پاسخ گذرای سیستم با کمک آن تغییر داده می شود. بخش غیرخطی تابعی از نرخ زاویه خط دید بوده به گونه ای که در مبدا و در بینهایت بی اثر گردد. همچنین در محدوده خاصی از نرخ زاویه خط دید، آن عبارت اضافی بر پاسخ گذرای سیستم متاثر می باشد. در این مقاله، برای بخش خطی قانون هدایت، هدایت تناسبی انتخاب شده است. از این رو، با استفاده از ایده فیدبک غیرخطی ترکیبی، یک الگوریتم هدایت برای مساله ردیابی هدف ارایه می گردد. با هدایت پیشنهادی، پایداری سیستم هدایت با نظریه پایداری لیاپانف به صورت تحلیلی اثبات می گردد. سپس رویکرد مطرح شده در یک مثال عددی شبیه سازی شده و نتایج آن با روش هدایت موجود مقایسه خواهد شد. در حضور قید در ورودی شتاب، همان گونه مورد انتظار است هدایت پیشنهادی در قیاس با سایر رویه های مشابه، با تضمین پایداری حلقه، عملکرد و پاسخ گذرای حلقه هدایت را به طور چشم گیری بهبود می دهد.

    کلید واژگان: قانون هدایت, فیدبک غیرخطی ترکیبی, زاویه خط دید}
    Valiollah Ghaffari*, Hasan Mohammadkhan

    Usually, constrained lateral acceleration would have undesirable effects on the stability and performance of a guidance system. The composite nonlinear feedback (CNF) can be effectively used to improve the transient response of the closed-loop system in the presence of the constrained input. In this way, guidance law consists of an extra nonlinear term besides the conventional linear one. As a result, such a term adjusts the qualitative characteristics of the transient response. Meanwhile, the nonlinear term is a function of the rate of line-of-sight (LOS) angle which is not activated at origin and infinity. Thus it would be effective only in a specified region. In this paper, proportional navigation is employed for the linear term of the CNF-based guidance law. Therefore, a guidance algorithm is developed for tracking problems using the CNF idea. Applying the proposed guidance method, the closed-loop stability is analytically proved via the well-known Lyapunov stability theory. The suggested approach is simulated in a numerical example. Then the results are compared with an existing technique. As expected, guaranteeing closed-loop stability, in contrast to a similar method, the addressing scheme considerably improves the performance and transient response of the guidance system in the presence of lateral acceleration limitations.

    Keywords: Guidance law, composite nonlinear feedback, line-of-sight}
  • ولی الله غفاری*، حسن محمدخانی

    در قوانین هدایت مبتنی بر نرخ زاویه خط دید، شتاب جانبی وسیله به گونه ای تعیین می گردد که نرخ زاویه خط دید (بین جسم و هدف) صفر شود. با ثابت ماندن زاویه خط دید، اگر سرعت جسم از سرعت هدف بزرگ تر باشد آنگاه جسم به هدف مورد انتظار به صورت مجانبی خواهد رسید. در این مقاله، به ارائه یک الگوریتم هدایت جدید مبتنی بر زاویه خط دید جهت استفاده در سیستم های هدایت دو بعدی پرداخته شده است. بدین منظور، با توجه به روابط حاکم بر موضوع و استفاده از روابط مثلثاتی، قانون هدایت پیشنهادی به یک رابطه جبری منجر می گردد. اگر چه رویکرد به کار گرفته شده در این مساله هدایت، مستقل از نرخ زاویه خط دید می باشد، اما صفر شدن تغییرات زاویه خط دید با کمک منطق ارائه شده، در لحظه اعمال قانون هدایت رخ خواهد داد. قانون استخراج شده در یک مساله هدایت دو بعدی ارزیابی شده و مزیت راه حل پیشنهادی در مقایسه با روش های دیگر نشان داده خواهد شد.

    کلید واژگان: قانون هدایت, زاویه خط دید, نرخ زاویه خط دید و مساله هدایت}
    Valiollah Ghaffari *, Hasan Mohammadkhan

    In the guidance algorithms based on the line-of-sight (LOS) rate, the lateral acceleration commands are computed in such a way that the LOS rate is nullified. So, keeping constant the LOS angle, the condition in which the vehicle speed is greater than the target speed, the vehicle reaches the target position asymptotically. In this paper, a new guidance algorithm, based on the LOS angle, is presented for a typical guidance system. To this aim, considering the governed guidance equations and using the corresponding trigonometric relations, the proposed guidance law is transformed into an algebraic equation. Although the utilized guidance procedure is independent of the rate of LOS angle, the rate of LOS angle would equal zero instantly via applying the proposed method. Then, to illustrate the effectiveness of the idea, the derived mechanism is evaluated in a two-dimensional guidance problem. The advantages of the approach are shown in comparison with similar methods.

    Keywords: guidance law, Line-of-sight angle, Rate of line-of-sight, Guidance problem}
  • Valiollah Ghaffari *
    In this paper, the min-time optimal control problem is mainly investigated in the linear time invariant (LTI) continuous-time control system with a constrained input. A high order dynamical LTI system is firstly considered for this purpose. Then the Pontryagin principle and some necessary optimality conditions have been simultaneously used to solve the optimal control problem. These optimality conditions would usually lead to some complicated equations while some integral terms may be presented. Then a systematic procedure based on state transition matrix will be addressed to overcome and simplify the mentioned complexities. Therefore the state transition matrix would be used to determine the exact solution of the min-time control problem in a typical LTI system. The min-time problem would be converted to some algebraic nonlinear equations by using of the state transition matrix. These algebraic equations are depended on some definite parameters. Hence the required design parameters as well as switching times and the possible minimum time would be analytically determined in the minimum-time optimal control problem. Thus the min-time control signal would be explicitly determined by computing of the switching times and also some other constants. The proposed control scheme is applied in some typical dynamical examples to show the effectiveness of the suggested control method.
    Keywords: Constrained LTI system, Optimal control, min-time problem, state transition matrix}
  • ولی الله غفاری*

    در این مقاله، کنترل پیش بین مقاوم برای یک سیستم غیرخطی دارای عدم قطعیت و محدودیت سیگنال ورودی طراحی شده است. برای این منظور، ابتدا یک سیستم دینامیکی با وجود عدم قطعیتهای همزمان جمع شونده و چند وجهی در نظر گرفته میشود. برای طراحی کنترل پیشبین، رفتار دینامیکی سیستم با استفاده از یک مدل نامی پیش بینی میشود؛ سپس، در لحظات معلومی از زمان، سینگال ورودی به گونه ای تعیین میشود که یک تابع هزینه معلوم کمینه شود. برای بهینه شدن تابع هزینه، در لحظات معینی از زمان، یک قانون کنترل به فرم فیدبک حالت انتخاب میشود. در نتیجه، مساله طراحی کنترل پیشبین مقاوم به انتخاب مناسب بهره فیدبک منجر میشود. در نهایت، مساله طراحی کنترل پیشبین به یک مساله کمینه سازی با وجود قیدهای نامساوی ماتریسی خطی تبدیل میشود. با حل عددی این مساله، میتوان بهره قانون کنترل فیدبک حالت را تعیین نمود. روش کنترل بدست آمده در یک سیستم مرتبه دوم دارای عدم قطعیت و محدودیت ورودی شبیه سازی و عملکرد آن با کنترل کننده های دیگر مقایسه میشود. نتایج شبیه سازی انجام شده، اثربخش بودن قانون کنترل پیشنهادی را در مقایسه با روش های موجود نشان میدهد.

    کلید واژگان: کنترل پیش بین مقاوم, نامساوی ماتریسی خطی, سیستم های دارای عدم قطعیت, سیستم های غیرخطی, محدودیت در ورودی کنترل}
    Valiollah Ghaffari*

    In this paper, a robust model predictive control (MPC) algorithm is designed for nonlinear uncertain systems in presence of the control input constraint. To achieve this goal, first, the additive and polytopic uncertainties are formulated in the nonlinear uncertain system. Then, the control policy is chosen as a state feedback control law in order to minimize a given cost function at each known sample-time. Finally, the robust MPC problem is transformed into another optimization problem subject to some linear matrix inequality (LMI) constraints. The controller gains are determined via the online solution of the proposed minimization problem in real-time. The suggested method is simulated for a second order nonlinear uncertain system. The closed-loop performance is compared to other control techniques. The simulation results show the effectiveness of the proposed algorithm compared to some existing control methods.

    Keywords: Robust model predictive control (RMPC), linear matrix inequality (LMI), uncertain systems, nonlinear systems, constrained control input}
  • علی یوسف پور، ولی الله غفاری*

    در این مقاله، با در نظر گرفتن دینامیک عملگر به طراحی قانون هدایت در یک مسئله هدایت دو بعدی پرداخته شده است. برای دستیابی به این هدف، با استفاده از رویکرد گام به عقب، روش هدایت تناسبی به گونه ای تغییر داده شده تا پایداری سیستم حلقه بسته با وجود دینامیک عملگر تضمین شود. از این رو، سعی بر آن است که عملکرد حلقه هدایت (برای مثال مشخصات پاسخ گذرا و فاصله از دست دهی) با الگوریتم هدایت پیشنهادی در مقایسه با قانون هدایت تناسبی تا حد امکان بهبود داده شود. برای این منظور، با به کارگیری ایده گام به عقب و نظریه پایداری لیاپانف، قانون هدایت کلاسیک به گونه ای اصلاح خواهد شد تا حلقه هدایت در حضور دینامیک عملگر پایدار مجانبی شود. الگوریتم هدایت پیشنهادی در یک مسئله هدایت نوعی شبیه سازی می شود. نتایج به دست آمده کارآیی الگوریتم هدایت اصلاح شده را در مقایسه با قانون هدایت تناسبی نشان می دهد.

    کلید واژگان: هدایت تناسبی, فاصله از دست دهی, دینامیک عملگر, ایده گام به عقب}
    Ali Yousefpour, Valiollah Ghaffari *

    This paper concerns on guidance law design by considering of the actuator effect. For achieving this goal, the proportional guidance (PN) method would be modified via the back-stepping approach such that the closed-loop stability is guaranteed in the presence of the actuator dynamic. Thus, it is interested to improve the guidance system performance (for example the transient response characteristic and miss-distance error) by the proposed guidance algorithm. Hence, the PN guidance law would be corrected such that the closed-loop system is asymptotically stabilized. The suggested algorithm is numerically simulated in a typical guidance problem. The simulation results verify the effectiveness of the redesigned guidance technique in comparison with the PN method.

    Keywords: Proportional navigation, Miss-distanceerror, Actuator dynamic, Back-stepping Approach}
  • علی یوسف پور، ولی الله غفاری*
    در ارتباط با هدایت اجسام شش درجه آزادی الگوریتم های هدایت متنوعی وجود دارد. از نقطه نظر عملکرد (برای مثال کاهش خطای فاصله از دست دهی) یا پایداری، هر یک از روش های هدایت موجود دارای نقاط ضعف و قوتی می باشد. قانون هدایت تناسبی (PN) یکی از این الگوریتم های هدایت بوده که به دلیل سادگی ذاتی و سهولت اجرای آن، تاکنون بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. در الگوریتم هدایت PN، با تضمین پایداری حلقه هدایت، جهت و زاویه سمت وسیله به گونه ای تغییر داده می شود تا تغییرات زاویه خط دید صفر گردد. قانون هدایت PN در صورت وجود دینامیک یا تاخیر زمانی در حسگر اندازه گیری ممکن است عملکرد ضعیف و محدوده پایداری کوچکی داشته باشد. پس در این مقاله، به بررسی تاثیر دینامیک حسگر بر عملکرد یک سامانه هدایت پرداخته می شود. از این رو سعی می گردد تا روش هدایت PN با استفاده از ایده تقریب تاخیر زمانی به گونه ای اصلاح شود تا اثر دینامیک حسگر بر عملکرد حلقه هدایت جبران گردد. برای نشان دادن کارآمدی روش پیشنهادی، قانون هدایت بدست آمده در یک مساله هدایت دو بعدی شبیه سازی گردیده و نتایج آن با روش هدایت تناسبی مقایسه خواهد شد.
    کلید واژگان: هدایت تناسبی, فاصله از دست دهی, دینامیک حسگر و تقریب تاخیر زمانی}
    Ali Yousefpour
    There have been many guidance algorithms for six-degree-of-freedom (DOF) vehicles. Any guidance algorithm may have some advantages and or drawbacks regarding to performance and stability. The proportional navigation (PN) technique is one of these guidance methods. The guidance algorithms attempt to nullify the line-of-sight (LOS) rate while the closed-loop stabilities guaranteed. Due to its inherent simplicity and ease of implementation, it has been widely applied to the guidance problems. But the PN method may perform poorly regarding the sensor delays and dynamics. Hence the sensor dynamic effect on the closed-loop performance will be investigated in this paper. Then in order to compensate the sensor dynamic effect on the guidance loop performance, it would be trying to modify the PN guidance law vial the time-delay approximation. The proposed guidance law is used in a typical guidance problem. The simulation results show the effectiveness of the suggested approach in comparing to the similar one.
    Keywords: Proportional navigation, Miss-distance error, Sensor dynamic, Time-delay approximation}
  • ولی الله غفاری*، غلامرضا جمالی، وحید میگلی، مجتبی میرزایی

    یک سیستم کنترل مد لغزشی-تناسبی-مشتقی PD-SMC برای ردیابی مسیر حرکت بازوی ربات دو درجه آزادی دارای عدم قطعیت، در این مطالعه ارائه شده است. در حضور عدم قطعیت و تغییر پارامترهای یک سیستم غیرخطی، کنترل مد لغزشی SMC، روش مقاومی می باشد. با به کارگیری روش کنترل تناسبی-مشتقی PD، سیستم حلقه بسته دارای پاسخ سریع و محدوده پایداری نیز افزایش می یابد. بنابراین در قانون PD-SMC، از ویژگی های دو نوع کنترل SMC و PD استفاده می شود. با بهره گیری از تئوری پایداری لیاپانف، پایداری سیستم کنترل حلقه بسته، با قانون PD-SMC، نشان داده خواهد شد. دیده می شود اگر بهره های قانون PD-SMC در یک نامساوی ماتریسی صدق کنند آن گاه با استفاده از قانون PD-SMC، دینامیک بازوی ربات دو درجه آزادی پایدار مجانبی می گردد. در نتیجه، خطای ردیابی و مشتق های مرتبه اول و دوم آن به صفر همگرا خواهد شد. برای ارزیابی سیستم کنترل طراحی شده، ابتدا با روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک، یک مساله مینیمم یابی حل شده و پارامترهای قانون PD-SMC تنظیم می شود. سپس این قانون کنترل در یک ربات دو درجه آزادی استفاده شده است. نتایج شبیه سازی های انجام شده، کارآمدی و مقاوم بودن روش کنترل طراحی شده را در مقایسه با سایر روش ها نشان می دهد.

    کلید واژگان: کنترل تناسبی- مشتقی, کنترل مد لغزشی, تحلیل پایداری, کنترل بازوی ربات}
    V. Ghaffari *, Gh.R. Jamali, V. Meigoli, M. Mirzaei

    A proportional-derivative sliding-mode control (PD-SMC) scheme is addressed for tracking problem of a two-degree of freedom robot manipulator. The sliding-mode control (SMC) may be a robust method in presence of parameters change and system uncertainties. In a typical control problem, the proportional-derivative (PD) control law provides a fast response while the stability of the closed loop system is increased. Hence a two degree of freedom robot manuplator is considered. Then the asymptotic stability of closed loop system with the PD-SMC policy would be shown by using of the well-known Lyapunov stability theory. As a result of this paper, the asymptotic stability criteria would be checked in term of some simple matrix inequalities. Having satisfaction of such matrix inequalities in the tracking problem of the robot manipulator, the tracking error and its derivative would be converged to zero. In order to compare the results with the other control approaches, the controller parameters are firstly tuned in an optimization way via the genetic algorithm (GA) method. Then some numerical examples are provided to show the effectiveness and robustness of the PD-SMC in comparing with the existing methods.

    Keywords: PD control, Sliding-mode control, Stability analysis, Robotic manipulator control}
  • V. Ghaffari*

    In this paper, a chattering-free sliding-mode control is mainly proposed in a second-order discrete-time system. For achieving this purpose, firstly, a suitable control law would be derived by using the discrete-time Lyapunov stability theory and the sliding-mode concept. Then the input constraint is taken into account as a saturation function in the proposed control law. In order to guarantee the closed-loop system stability, a sufficient stability condition would be addressed in the presence of unstructured uncertainties. Hence the states of the discrete-time system are moved to a predefined sliding surface in a finite sampling time. Then the system states are asymptotically converged to the origin through the sliding line. The suggested SMC is successfully applied in two discrete-time systems (i.e. regulation and tracking problems). The effectiveness of the proposed method will be verified via numerical examples.

    Keywords: Sliding-Mode Control, Discrete-Time System, Chattering-Free, Lyapunov Stability}
  • مجتبی هادی برحق طلب*، وحید میگلی، ولی الله غفاری

    در این مقاله یک کنترل کننده ترکیبی ANFIS+PID برای کنترل یک بازوی ربات شش درجه آزادی طراحی شده و همگرایی خطای آن نیز مورد بررسی قرار گرفته است. از جمله مزایای این ترکیب جدید نسبت به ساختار ANFIS معمول، قابلیت فرموله کردن و تخمین عدم قطعیت ها و اغتشاشات سیستم به همراه دینامیک های سیستم و حذف آن می باشد. بعلاوه با این ترکیب جدید می توانیم همگرایی به صفر خطای سیستم بازوی ربات تحت کنترل پیشنهادی را بررسی کرده و به اثبات برسانیم، که در ساختار ANFIS معمولی این امکان وجود ندارد. این کنترل کننده پیشنهادی از ترکیب موازی یک شبکه ANFIS معمولی با یک کنترل کننده خطی PID بوجود آمده و بطور موفقیت آمیزی برای کنترل یک سیستم بازوی ربات شش درجه آزادی بکار برده می شود. هم چنین با استفاده از قضیه شبه لیاپانوف (لم باربالات)، همگرایی به صفر خطای سیستم تحت کنترل، با وجود عدم قطعیت ها و اغتشاشات خارجی سیستم به اثبات می رسد.

    کلید واژگان: ANFIS, کنترل کننده PID, همگرایی خطا, بازوی ربات شش درجه آزادی, قضیه شبه لیاپانوف}
    Mojtaba Hadi Barhaghtalab*, Vahid Meigoli, Valiollah Ghaffari

    In this paper, an ANFIS+PID hybrid control policy has been addressed to control a 6-degree-of freedom (6-DOF) robotic manipulator. Then its error convergence has been also evaluated. The ability to formulate and estimate the system uncertainties and disturbances along with system dynamics and rejecting the disturbances effect are some advantages of the proposed method in   comparing with the conventional ANFIS structures. The error convergence could not be proved in the ordinary ANFIS structures. But in the proposed method, the error convergence of the robot manipulator can be established under considering some mathematical conditions. The proposed control law is realized via parallel combination of ordinary ANFIS network and PID controller. The suggested method has been successfully applied in a 6-DOF robot manipulator system. Furthermore, in presence of uncertainties and  external  disturbances  error  convergence  would  be  justified  using  the Lyapunov-like  theorem and Barbalat lemma.

    Keywords: ANFIS, PID controller, error convergence, 6-DOF robot manipulator, Lyapunov-like theorem}
  • ولی الله غفاری*

    در این مقاله، به منظور طراحی قانون هدایت پیش بین، یک روش مبتنی بر نامساوی ماتریسی خطی LMI پیشنهاد می گردد. برای رسیدن به این هدف، ابتدا با نوشتن معادله های حاکم بر حرکت جسم و هدف در دستگاه مختصات دو بعدی، مساله هدایت و قانون هدایت پیش بین فرموله می شود. در قانون هدایت پیش بین، با استفاده از یک مدل دینامیکی رفتار سیستم هدایت می تواند پیش بینی شود. سپس در هر لحظه دلخواه از زمان، یک سیگنال فرمان به گونه ای محاسبه می گردد تا یک تابع هزینه مینیمم شود. در این مطالعه برای طراحی قانون هدایت پیش بین، یک قانون هدایت متناسب با تغییرات زاویه خط دید، با بهره متغیر (نامعلوم) انتخاب می گردد. با استفاده از مفاهیم و تعاریف LMI، مساله طراحی قانون هدایت پیش بین به حل یک مساله دیگر مینیمم یابی تبدیل می گردد. در هر لحظه از زمان، چنین مساله بهینه یابی مبتنی بر LMI می تواند به صورت عددی حل گردد. سپس با توجه به جواب بدست آمده، بهره قانون هدایت پیشنهادی بروز رسانی شود. الگوریتم هدایت پیشنهادی در یک سیستم هدایت دو بعدی شبیه سازی می گردد. نتایج شبیه سازی بیانگر اثر بخشی و کارآیی روش هدایت پیشنهادی در مقایسه با روش هدایت موجود می باشد.

    کلید واژگان: نامساوی ماتریسی خطی, هدایت پیش بین, قانون هدایت, سیستم های کنترل دارای محدودیت}
    Valiollah Ghaffari *

    In this paper, an LMI based guidance algorithm is mainly addressed to design a model predictive guidance law in presence of the input acceleration constraint. For achieving this purpose, firstly, the model predictive guidance problem is mathematically formulated in a two-dimensional problem. In the proposed algorithm, the future behavior of the guidance problem can be predicted by using a dynamical model. At each certain time, the commanded acclamation would be determined while a typical cost function is minimized. In this study, an acceleration command proportional to the line of sight (LOS) rate is considered as the predictive guidance policy with unknown variable gain. Then the model predictive guidance problem would be translated into another minimization problem subject to some linear matrix inequalities (LMI). Hence such an optimization problem can be numerically solved at each known time in the real-time applications. Then the gain of the proposed guidance algorithm can be automatically updated. The proposed method will be used in a typical two-dimensional guidance problem. The simulation results will show the effectiveness of the suggested method in comparing with the existing guidance algorithms.

    Keywords: Linear matrix inequality, model predictive guidance policy, guidance law, constrained systems}
  • سروش تحیری، ولی الله غفاری*، حسن محمدخانی

    در این مقاله بهبود عملکرد یک سیستم هدایت و کاهش خطای آن با استفاده از تراستر جانبی بررسی شده است. این امر با اضافه کردن سیستم موتورهای کنترل جهت (تراسترهای جانبی)، علاوه بر سطوح کنترل جسم، به سیستم هدایت محقق می شود. این سیستم شامل تعدادی تراستر یکبار مصرف است که در جهت های مختلف در قسمت ابتدایی بدنه وسیله قرار می گیرد. در صورت فعال شدن هر تراستر، نیرویی به بدنه وسیله وارد و منجر به تولید گشتاوری حول مرکز جرم آن می شود. در نتیجه، از چرخش حاصل برای تغییرجهت جسم استفاده می شود. برای افزایش مانورپذیری جسم، تراسترهای جانبی معمولا در فاز نهایی الگوریتم هدایت برای تامین شتاب جانبی مورد نیاز به سیستم هدایت اضافه می شود. برای سیستم هدایت، ترکیبی از دو حلقه کنترل بال های ایرودینامیکی و تراسترها (از تفاضل خطای زاویه های سمت و چرخش خط دید) استفاده شده است. بنابراین، ابتدا مدل شش درجه آزادی جسم با اطلاعات فیزیکی مندرج در منابع، فرضیات مهندسی و انطباق تصویری به دست آمده است. سپس، با استفاده از نرم افزار DATCOM ضرایب ایرودینامیکی آن وسیله تعیین و شبیه سازی پرواز در نرم افزار MATLAB انجام شده است. نتایج شبیه سازی کارآمد بودن الگوریتم هدایت پیشنهادی را در مقایسه با روش هدایت دیگر نشان می دهد.

    کلید واژگان: هدایت و کنترل, موتورهای کنترل جهت, تراسترهای جانبی, زاویه خط دید}
    Soruosh Tahayori, Valiollah Ghaffari *, Hassan Mohammadkhani

    This paper is mainly concentrated on performance improvement and miss-distance reduction in a typical guidance system. These goals would be achieved by adding some attitude control motors (ACM) to the existing guidance algorithm. The ACM system usually contains some disposable thrusters, which are installed on lateral body of a vehicle. An extra force would be applied to the vehicle body through each thruster activation. Hence, it may cause a torque about the center of gravity. Then the induced rotation can be used to the attitude control. For increasing the agility and supplying the lateral acceleration in the end game phase, the lateral thrusters may be added to the guidance system. The yaw and pitch components of the line of sight (LOS) rates would be used to guide the vehicle with multiple actuators. For this purpose, a six degree of freedom vehicle model would be generated, considering the physical information, engineering assumptions, and adaptations images. The vehicle model would be firstly obtained by the DATCOM software. Then, the guidance system is numerically simulated in the MATLAB environment. The effectiveness of the proposed guidance method is shown compared with the existing algorithm.

    Keywords: Guidance, control, Attitude Control Motors, Lateral Thrusters, Line of Sight}
  • Valiollah Ghaffari *
    In this paper, an open loop control scheme is developed in order to design a dead-beat control effort in the high order continuous-time systems. The dead-beat control is really a finite-time control law. In this method, the input signal has been manually selected such that the output signal becomes constant in a finite time. In the LTI systems, having known the step response, a control signal could be exactly selected such a way that the control objective would be met in a finite time. For this end, the dead-beat control problem is firstly investigated in a standard first order system. Then a similar problem is studied in the second order systems. Finally a general design framework would be developed to obtain a dead-beat control policy in the high order continuous-time systems. In the proposed method, the control design problem is deliberately converted into the solution of a linear matrix equation. Therefore the control signal would be determined by solving such an algebraic equation. The proposed procedure is applied in some continuous-time LTI systems. The simulation results are shown effectiveness of the suggested methods for designing of a finite-time control law in the continuous-time systems.
    Keywords: LTI control system, dead-beat control, continuous-time systems, Posicast control}
  • سجاد حاجی زاده*، ولی الله غفاری

    مدلسازی مانور شناورها در مراحل ابتدایی طراحی و بهره برداری از شناور از اهمیت فراوان برخوردار است. داشتن مدل دقیقی از مانور شناور به همراه ضرائب موجود در معادلات مانور شناورها، برای تحقیق در مورد مانور پذیری شناورها، طراحی سیستم کنترل حرکات شناور و توسعه شبیه سازهای مانور شناورها بسیار ضروری و حیاتی است. در طی سالیان اخیر مدلهای مختلفی از مانور شناورها ارائه شده که قادر هستند با تقریب مناسبی کیفیت مانور شناور را تبیین نمایند. لیکن تحقیقات در زمینه محاسبه ضرائب مانور اندک بوده و همچنان شبیه سازی مانور شناور با استفاده از مدلهای ریاضی حد توسعه یافتگی مناسبی ندارد. تئوری پایداری لیاپانف می تواند برای بیان کردن مدل ریاضی مانور شناورها به وسیله ی سیستم داده های ورودی و داده های خروجی مورد استفاده قرار گیرد. در این مقاله ضرائب مانور یک شناور جابجایی بررسی شده است و با استفاده از روش تئوری پایداری لیاپانف، ضرائب مانور آن استخراج گردیده و مانور دور زدن شناور شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از روش تئوری پایداری لیاپانف با ضرائب مانور سویتسکی مقایسه شده است و دقت روش تئوری پایداری لیاپانف در تخمین ضرائب مانور شناورها بررسی شده است. بدیهی است چنین مدلی علاوه بر تاثیری که می تواند در طراحی بهینه شناور داشته باشد، می تواند ابزار مناسبی برای توسعه روش های کنترلی و هدایت شناور نیز باشد.

    کلید واژگان: مانور, شناساگر, شناور جابجایی, ضرائب هیدرودینامیکی وتئوری پایداری لیاپانف}
    Sajad Hajizadeh *, VALIOLLAH GHAFFARI

    The design of ship maneuvers in the early stages of ship design and operation is of great importance. Having a precise model of vessel maneuvers along with the coefficients in the maneuvering equations of ships, is essential for research on maneuverability of vessels, the design of a ship motion control system, and the development of ship maneuvers simulators. Over the past few years, there have been various models of maneuvering ships that can explain ship maneuvers with an appropriate approximation. The design of ship maneuvers in the early stages of ship design and operation is of great importance. Having a precise model of vessel maneuvers along with the coefficients in the maneuvering equations of ships, is essential for research on maneuverability of vessels, the design of a ship motion control system, and the development of ship maneuvers simulators. Over the past few years, there have been various models of maneuvering ships that can explain ship maneuvers with an appropriate approximation.

    Keywords: Maneuver, Detector, displacement float, Hydrodynamic Coefficients, and stability theory of Lipanov}
  • ولی الله غفاری*، حسن محمد خانی، کاظم حیدری
    در امر هدایت اجسام، بیشتر فرمان هدایت با محاسبه زاویه خط دید، تولید می گردد. از بین الگوریتم های هدایت مبتنی بر خط دید، قانون هدایت تناسبی PN دارای کاربردهای فراوانی می باشد. در این قانون هدایت، نیاز به داشتن مشتق زاویه خط دید می باشد. در بین مطالعات موجود، زاویه خط دید با اندازه گیری زاویه های جسم و هدف تعیین شده و از آن مشتق عددی گرفته می شود. تغییرات زاویه خط دید بین وسیله و هدف، می تواند مستقیما توسط یک سیکر (بدون مشتق گیری) اندازه گیری گردد. چنین سیستم هدایتی یک سیستم هدایت مبتنی بر سیکر بوده که شامل زیر سیستم های سیکر، دینامیک وسیله، نوع مسیر پروازی و سنسورهای ناوبری می باشد. بدیهی است که هر کدام از زیرسیستم ها، وابسته به تعدادی پارامتر می باشد. در این مقاله با انجام شبیه سازی عددی، عملکرد یک حلقه هدایت مبتنی بر سیکر بر حسب ضرایب آیرودینامیکی آن حلقه بررسی می گردد.
    کلید واژگان: زاویه خط دید, ضرایب آیرودینامیکی, عملکرد سیستم هدایت, قانون هدایت}
    V. Ghaffari *, H. Mohamadkhani, K. Heydari
    The Guidance commands are mostly generated by determining the line of sight (LOS) angle. Among the existed guidance laws, proportional navigation (PN) is the most widely used algorithm. In this way, the differentiation of LOS angle is needed. Then the LOS rate are usually found by numerical differentiation of the LOS angle. The LOS rate can be directly measured by an embedded internal seeker which it would be a differential free technique. Nowadays, in practical, guidance algorithms equipped with a seeker have been interested. Such a guidance loop includes some subsystems like vehicle dynamics, the type of flight path and also navigation sensors which each subsystems may have some parameters like aerodynamic coefficients. Therefore the guidance system performance would be affected by changing in these parameters. In this paper, in a typical vehicle equipped with a seeker, the guidance system efficiency are numerically investigated in terms of the aerodynamic coefficients change.
    Keywords: Line of sight angle, Aerodynamic coefficient, Guidance system performance, Guidance law}
  • ولی الله غفاری*، پاکنوش کریم آقایی
    در امر هدایت اجسام، عمدتا از قوانین هدایت مبتنی بر تغییرات زاویه خط دید استفاده می شود. در این قوانین هدایت، معمولاکمیت هایی از قبیل شتاب هدف، تغییرات زاویه خط دید و سرعت نزدیک شوندگی با سنسور مناسب اندازه گیری شده و در اختیار قانون هدایت قرار می گیرد. مادامی که نویز کمیت هایاندازه گیری شده، واریانس کوچکی داشته باشد می توان اثر آن را در عملکرد سیستم هدایتنادیده گرفت. اما، اگر واریانس نویز قابل توجه باشد، ممکن است بر پایداری و یا عملکرد حلقه هدایت اثرگذار باشد. بنابراین، در این مقاله با در نظر گرفتن نویز اندازه گیری، پایداری سیستم هدایت تحلیل می شود. تا قانون هدایت مناسب برای آن انتخاب شود. نتایج بدست آمده، در یک مثال عددی شبیه سازی می شود. نتایج شبیه سازی، کارآمدی روش پیشنهادی در پژوهش حاضر را نشان می دهد.
    کلید واژگان: زاویه خط دید, قانون هدایت, تحلیل پایداری و حلقه هدایت}
    Valiollah Ghaffari *, Paknoosh Karimaghaee
    Usually vehicles are equipped with guidance algorithm based on line of sight (LOS) angle. In this way, some measurements like target acceleration, LOS rate, and closing velocity are provided for the guidance algorithm. The noise effect on the guidance loop would be neglected when the variance of the measurement noise is small. However, the stability property and/or performance of the guidance loop may be effected when the measurement noise is considerable. In this paper, a suitable guidance law is proposed in the presence of measurement noise. Then, a numerical example is provided. The effectiveness of the proposed method in the simulation results is shown in comparison with the previous results.
    Keywords: Line of sight angle, Guidance law, Stability analysis, Guidance loop}
  • ولی الله غفاری
    در سامانه های هدایت مبتنی بر زاویه ی خط دید، معمولا معادله ی هدایت با یک معادله ی دیفرانسیل معمولی بیان می گردد. الگوریتم های هدایت کارآمد با تضمین پایداری حلقه هدایت، زاویه ی سمت جسم را به گونه ای تغییر می دهند تا تغییرات زاویه ی خط دید در کمترین زمان ممکن صفر گردد. بنابراین، با استفاده از نظریه ی سامانه های غیرخطی، قانون هدایت می بایست به گونه ای طراحی گردد تا زاویه ی خط دید مقدار ثابتی (بدون تغییر) شود. در این روش، فرمان هدایت به صورت شتاب جانبی محاسبه و به آن جسم اعمال می گردد. در پیاده سازی عملی این قوانین هدایت، بایستی شتاب جانبی محاسبه شده به فرمان زاویه ی سمت جسم تبدیل شود. در این مقاله، ابتدا فرمان زاویه ی سمت جسم در قانون هدایت تناسبی تعیین شده و سپس، سعی می گردد تا قانون هدایت به گونه ای تغییر یابد تا با تضمین پایداری حلقه هدایت و حجم محاسبات کمتر، فرمان زاویه ی سمت تولید شود. روش پیشنهادی در یک سناریوی هدایت به صورت عددی شبیه سازی و کارآمدی آن نشان داده شده است.
    کلید واژگان: زاویه ی خط دید, قانون هدایت, سیستم هدایت}
    Valiollah Ghaffari
    Usually guidance systems based on the Line of sight (LOS) angle are described by an ordinary differential equation. Guidance algorithms attempt to nullify the LOS rate while the closed loop stabilities guaranteed. Using the nonlinear system stability theory, the guidance law is designed such that the LOS angle would be a constant. Hence the guidance commands are applied to the vehicle actuators in term of some lateral accelerations. In practical implementation of the guidance law, the accelerations must be translated into the vehicle angles. Therefore proportional navigation (PN) guidance law firstly investigated in this paper. Then the PN guidance law is corrected such that the vehicle angle would be a constant while the closed loop stability is guaranteed and less computational effort is used. A numerical example is provided to show the efficiency of proposed procedures.
    Keywords: Line of sight angle, guidance law, guidance system}
  • ولی الله غفاری *
    در این مقاله با در نظر گرفتن نویز در سنسورهای اندازه گیری، یک قانون هدایت پایدار در زمان محدود، پیشنهاد شده است. نویز اندازه گیری در یک حلقه هدایت می تواند بر عملکرد و پایداری آن سیستم هدایت تاثیر بگذارد. بنابراین نیاز است قانون هدایت به طریق مناسبی اصلاح گردد تا بتواند در حضور نویز اندازه گیری، عمکرد قابل قبولی داشته باشد. با استفاده از تئوری های سیستم های دینامیکی تصادفی، یک قانون هدایت وابسته به واریانس نویز اندازه گیری به گونه ای انتخاب می گردد تا عملکرد سیستم هدایت در حضور نویز اندازه گیری بهبود یابد. با قانون هدایت پیشنهادی، در حضور نویز اندازه گیری، تغییرات زاویه خط دید در زمان محدود صفر می گردد. بدیهی است که پس از گذشت این زمان محدود، زاویه خط دید مقدار ثابتی شده و در نتیجه نیرویی نیز به آن جسم اعمال نمی گردد. قانون هدایت پیشنهادی در یک سیستم هدایت دو بعدی استفاده شده است. نتیجه شبیه سازی انجام شده، کارآمدی روش هدایت پیشنهادی را نسبت به روش هدایت موجود نشان می دهد
    کلید واژگان: زاویه خط دید, قانون هدایت, تحلیل پایداری و حلقه هدایت}
    Valiollah Ghaffari*
    In this paper, a finite-time stabilized guidance law is addressed in presence of some measurement noises. The measurement noise would effect on the guidance system stability and or performances. Hence, in presence of measurement noise, the guidance law must be modified such a way that the noise effect on the guidance system response would be reduced. By using the stochastic stability theory, a modified guidance law, depended on the measurement noises variance, will be proposed such that the line of sight angle rate is stabilized in a finite time. After such a finite-time, no force would be applied to the vehicle actuators. Then the line of sight angle would be a constant one. The proposed method would be used in a two-dimensional numerical example. The effectiveness of the suggested method is shown in the simulation results
    Keywords: Line of sight angle, Guidance law, Stability analysis, Guidance loop}
فهرست مطالب این نویسنده: 17 عنوان
  • ولی الله غفاری
    غفاری، ولی الله
    دانشیار مهندسی برق، دانشگاه خلیج فارس
  • نویسندگان همکار
  • علی یوسف پور
    : 2
    یوسف پور، علی
    (1399) کارشناسی ارشد کنترل، دانشگاه خلیج فارس
بدانید!
  • این فهرست شامل مطالبی از ایشان است که در سایت مگیران نمایه شده و توسط نویسنده تایید شده‌است.
  • مگیران تنها مقالات مجلات ایرانی عضو خود را نمایه می‌کند. بدیهی است مقالات منتشر شده نگارنده/پژوهشگر در مجلات خارجی، همایش‌ها و مجلاتی که با مگیران همکاری ندارند در این فهرست نیامده‌است.
  • اسامی نویسندگان همکار در صورت عضویت در مگیران و تایید مقالات نمایش داده می شود.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال