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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « کنترل تطبیقی » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «کنترل تطبیقی» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • احسان لقمان، محسن ایرانی رهقی*، عباس لقمان

    در این تحقیق، با استفاده از ریاضیات مرتبه کسری یک کنترل کننده برای کنترل مسیر حرکت یک کوادروتور طراحی می گردد. با توجه به اینکه یکی از مهم ترین چالش ها در کوادروتورها تغییر جرم آن ها برای حمل و جابجایی بارهای مختلف است، در این پژوهش کنترل کننده طراحی شده برای جرم به صورت تطبیقی طراحی می گردد تا در مقابل اثرات تغییر جرم رفتار مناسبی را ارائه دهد. برای طراحی کنترل کننده در این پژوهش از روش مودلغزشی استفاده می شود و سطح لغزش مورد نظر به صورت یک مدل مرتبه کسری در نظر گرفته می شود. نتایج این تحقیق به خوبی کارایی کنترل کننده مرتبه کسری را برای کنترل مسیر کوادروتور و مقاومت در مقابل تغییرات جرمی را نشان می دهد. به علاوه، شبیه سازی ها نشان می دهند که با استفاده از تغییرات مرتبه مشتق کسری می توان کنترل کننده ای طراحی کرد که با تلاش کنترلی کمتری یک ماموریت را انجام دهد، بنابراین، با طراحی یک کنترل کننده مرتبه کسری می توان ظرفیت حمل بار را در یک کوادروتور افزایش داد. نتایج این تحقیق نشان می دهند که ظرفیت حمل بار با در نظر گرفتن مقدار 275/0 برای مرتبه مشتق بالاترین مقدار خود را دارد. نوآوری این کار بررسی اثرات کنترل کننده مرتبه کسری در تعیین ظرفیت حمل بار است به طوری که نشان داده می شود با تعیین مقداری مشخص می توان ظرفیت حمل بار را تا حدود دو برابر نسبت به کنترل کننده ی معمولی افزایش داد.

    کلید واژگان: کوادروتور, کنترل گر, کنترل مرتبه کسری, کنترل تطبیقی, ظرفیت حمل بار, تعقیب مسیر}
    E. Loghman, M. Irani Rahaghi*, A. Loghman

    In this investigation, using the fractional calculus, a controller for trajectory control of a quadrotor is designed. As a matter of fact, one of the most important challenges in quadrotors is changing the mass of the quadrotor for carrying loads. In this paper, the controller is designed adaptive to show appropriate response in the presence of changing mass. For designing this controller, the sliding mode controller is utilized, which the sliding surfaces are considered as a fractional model. The results of this study demonstrate the effectiveness of the fractional-order controller for trajectory control of a quadrotor with changing the mass parameter. Moreover, simulations illustrate that by changing the fractional-order a new controller can be designed which can do the same mission with less control effort. Therefore, utilizing the fractional controller, the Dynamic Load Carrying Capacity (DLCC) of a quadrotor can be increased. The results show that by considering fractional-order = 0.275, the DLCC is maximized. The innovation of this work is the investigation of fractional order controllers in determining the DLCC, which shows that by setting a certain value, the DLCC can be increased by about two times compared to the classical sliding mode control.

    Keywords: Quadrotor, Controller, Fractional-Order Control, Adaptive Control, Dynamic Load Carrying Capacity, Path Tracking}
  • میرابوالفضل مختاری*، محسن رستمی
    در این مقاله یک کنترل کننده داده محور تطبیقی آزاد از مدل برای کنترل زوایای افقی و عمودی محور یک سیستم غیرخطی به نام شبیه ساز کنترلی با پیکربندی متداول تک ملخ اصلی-تک ملخ دمی (TRMS) در حضور پدیده اشباع ورودی ارایه می گردد. با پیشرفت تکنولوژی، سیستم های صنعتی بسیار پیچیده و بهم پیوسته شده اند. در نتیجه ی این پیچیدگی ها، مدل کردن این سیستم ها با مدل های خطی بسیار سخت و غیر ممکن شده است. بر خلاف مقالات گذشته، در این مقاله تنها با استفاده از داده های ورودی و خروجی که از یک مدل موجود بدست می آید، با روش کنترلی داده محور تطبیقی آزاد از مدل، به طراحی الگوریتم کنترلی پرداخته می شود. ردیابی سیگنال های مرجع پله ای متغیر و سینوسی به خوبی و با دقت بالایی صورت می پذیرد و مقدار خطا در این روش با روش های موجود برای این سیستم گزارش داده می شود.
    کلید واژگان: کنترل تطبیقی, کنترل داده محور, TRMS, سیستم غیر خطی, اشباع}
    M. Abolfazl Mokhtari *, Mohsen Rostmi
    Nowadays, industrial systems deal with a wide range of constraints. Input saturation and lack of system model are two types of these constraints. In this paper, a separate model free adaptive data-driven controller for a nonlinear system called a simulator with the conventional configuration of a main single-tailed propeller, twin rotor MIMO system (TRMS) in the presence of input saturation is presented. In the proposed controller, the design of the control input signal only depends on the input and output data of the system and the system model is not used. The purpose of this paper is to control the horizontal and vertical angles of the TRMS system. For this purpose, at first, using the model of TRMS that has been presented for this system in previous articles, a model of the relevant system is expressed and then only using the input and output data obtained from that model, control the defined angles with a separate model free adaptive data-driven control method. Finally, the performed simulations demonstrate the effectiveness of the proposed method for the TRMS, by using two difference reference signals named variable steps and sinusoidal.
    Keywords: Adaptive control, Data-Driven Control, TRMS}
  • امید صدقی، سید حسین ساداتی*، جلال کریمی

    بروز هرگونه اشکالی در سیستم کنترل پرواز ممکن است باعث رخداد مشکلی جبران ناپذیر شود. بصورت معمول یک سیستم با قابلیت اطمینان بالا به همراه نیروی تصمیم گیری انسانی برای جلوگیری از بروز چنین خطاهایی و یا اصلاح آنها در یک جسم پرنده مورد استفاده قرار می گیرد. طراحی سیستم کنترل کننده ی تحمل پذیر خطا به منظور مقابله با انواع مختلفی از خطاهایی که در سیستم امکان وقوع دارند، صورت می پذیرد. سیستم های کنترلی تحمل پذیر خطا به دو بخش اصلی تقسیم می شوند. بخش اول مرحله تشخیص و جداسازی خطا و بخش دوم مرحله طراحی سیستم کنترل برای غلبه بر آثار خطای به وجود آمده در سیستم. بسته به نوع خطا و مکان خطا اعم از سنسور، عملگر یا اجزا، سیستم کنترلی بایستی توانایی از بین بردن اثرات آن خطا را داشته باشد. در این مقاله در مرحله تشخیص و شناسایی خطا از یک مشاهده گر عصبی-تطبیقی و در مرحله طراحی کنترل کننده از روش گام به عقب استفاده شده است. نتایج شبیه سازی با معادلات شش درجه آزادی غیر خطی برای مدل هواپیمای اف-18 نشان دهنده کارایی مناسب الگوریتم پیشنهادی در تشخیص و جبران سازی اثرات خطا است.

    کلید واژگان: سیستم کنترل تحمل پذیر خطا, تشخیص و جداسازی خطا, مشاهده گر, شبکه های عصبی, کنترل تطبیقی, کنترل گام به عقب}
    Omid Sedghi, Seyed Hoseyn Sadati *, Jalal Karimi

    Any defect in the flight control system may cause an irreparable problem. Typically, a highly reliable system with human decision-making power is used to prevent or correct such errors in a flying vehicle. A fault tolerant control system is designed to deal with various types of errors that may occur in the system. Fault-tolerant control systems are divided into two main parts. The first part is the error detection and isolation phase and the second part is the control system design phase to overcome the error effects in the system, depending on the type of error and the location of the error, whether the sensor, actuator, or components, the control system must be able to eliminate error effects. In this paper, a neural-adaptive observer is used in the error detection stage, and in the second stage, a control system is designed based on the back-stepping algorithm. Nonlinear six-degree-of-freedom simulation results for an F-18 aircraft model indicate its suitable efficiency in the detection and compensation of fault effects.

    Keywords: Fault Tolerance Control System, Observer, Neural Networks, Adaptive Control, Back-Stepping Control}
  • میرابوالفضل مختاری*
    در این مقاله یک کنترل کننده مدلغزشی تطبیقی مبتنی بر تخمین تاخیر زمانی برای هلیکوپتر سه درجه آزادی در حضور اغتشاشات و انواع نایقینی و اشباع در عملگر ارایه شده است. در این طرح کنترلی بهره ی سویچینگ مدلغزشی به منظور بهبود تعقیب مسیر مرجع و کاهش چترینگ به صورت تطبیقی تعیین می شود. در قانون تطبیق از همسایگی کوچک و دلخواه متغیر لغزش به صورتی که مشتقات بهره ی تطبیقی با متغیرهای لغزشی نسبت معکوس دارند، استفاده شده است. در این رویکرد برای پرهیز از بکارگیری مدل از رویکرد تاخیر زمانی استفاده شده است. رویکرد تاخیر زمانی با ایجاد یک سیگنال مناسب، سبب حذف دینامیک سیستم می شود. پایداری UBB حلقه بسته ی سیستم نیز نشان داده شده است. اثربخشی رویکرد با شبیه سازی روی بالگرد سه درجه آزادی بررسی شده است.
    کلید واژگان: تخمین تاخیر زمانی, کنترل مد لغزشی, کنترل تطبیقی, بالگرد سه درجه آزادی, کنترل مستقل از مدل}
    M. Abolfazl Mokhtari *
    In this paper, a model-independent adaptive sliding mode control method based on time-delay estimation (TDE) for a three degrees of freedom (3-DOF) helicopter in the presence of external disturbances and types of uncertainties is presented. In this approach, the switching gain of sliding mode is determined adaptively in order to increase the efficiency in tracking the reference path and reduce the chattering. In the adaptation law which causes rapid convergence to the sliding surface, a small and arbitrary neighborhood of sliding mode polynomials is used. In this neighborhood, it is considered that the derivatives of the adaptive gain are inversely proportional to the sliding variables. In this approach, to avoid using the dynamic model that is accompanied by modeling error, the time delay estimation approach has been used. In the time delay estimation, creating a time delay signal eliminates system dynamics and uncertainties. The uniformly ultimately bounded (UUB) stability of the closed-loop system is also shown. Finally, the efficiency of the proposed approach is investigated by studying the simulation on a 3-DOF helicopter.
    Keywords: Time delay estimation, Sliding mode controller, adaptive controller, 3 DOF helicopter model}
  • محمد نوابی*، نازنین صفایی
    همواره در طی ماموریت های فضایی عدم قطعیت در مسئله کنترل وضعیت ماهواره ها وجود دارد. از این رو کنترل تطبیقی روشی است که مورد توجه قرار می گیرد. از جمله مشکلات کنترل تطبیقی متداول حجم محاسباتی بالا و نبود روش تیوری عمومی برای طراحی مکانیزم تطبیق می باشد. در این مقاله یک روش کنترلی بر اساس مفاهیم تطبیقی و بهینه با استفاده از پارامترهای مارکوف جهت کنترل سرعت زاویه ای و وضعیت ماهواره معرفی می شود. این روش دارای قابلیت دنباله روی فرمان است، و بر اساس گروه متعامد خاص از مرتبه سه گسترش می یابد و مشکل سینگولاریتی ندارد. همچنین جهت مقایسه این روش با دیگر روش های کنترلی، روش کنترلی بهینه تنظیم کننده مربعی خطی (LQR) نیز شبیه سازی می گردد. در نهایت نتایج حاصل از شبیه سازی ها بیانگر این است که عملکرد روش کنترلی تطبیقی ارایه شده بهینه است، و همچنین این روش نسبت به عدم قطعیت در اینرسی مقاوم می باشد.
    کلید واژگان: کنترل وضعیت ماهواره, کنترل تطبیقی, پارامترهای مارکوف, روش حداقل مربعات بازگشتی}
    Mohammad Navabi *, Nazanin Safaei
    Several novel control techniques have been created as a result of the diversity of researches which are conducted about the problem of satellite attitude control. There are always uncertainties in the problem of satellite attitude control in the space missions. Therefore, Adaptive control is a method which is taken into consideration. High computational volume is one of the problems of adaptive control technique. In this paper, a control technique which is based on optimization concepts is introduced for the problem of satellite angular velocity and attitude control. Also, it's developed based on the three-dimensional special orthogonal group, and it's not faced by a singularity problem. For comparison, the linear quadratic regulator (LQR) control technique is simulated. Finally, the results of the simulations show that the performance of the presented adaptive control technique is optimal, and this method is robust to inertia changes.
    Keywords: Satellite attitude control, Adaptive control, Recursive least squares}
  • بهنام میری پور فرد*، امید نادری
    در مقاله حاضر، به بررسی رفتار گرمایی، مدلسازی دینامیکی و کنترل متغیرهای یک موزه که یک ناحیه محصور محسوب می شود، پرداخته شده است. برای مدلسازی دینامیکی از روش انتقال حرارت یک بعدی برای المانهای ناحیه (روش2.3.1 DETECt) استفاده شده است. پس از مدلسازی دینامیکی، کنترل دما و رطوبت با روش تطبیقی مدل مرجع و بهبود یافته انجام شده است. نتایج عددی، شامل بررسی پاسخ سیستم بدون اعمال کنترلر و با اعمال آن، نمودار تعقیب مشخصه مطلوب توسط متغیرهای دینامیکی، نمودار خطا و تغییرات سیگنال کنترل و بهره های تطبیقی، مورد بحث قرار گرفته است.
    کلید واژگان: مدلسازی موزه, کنترل تطبیقی, ناحیه محصور, رفتارگرمایی}
    Behnam Miripour Fard *, Omid Naderi
    The effect of climatic and climatic changes in different geographical areas on the types of plants, animals and objects and the importance of protecting the items has led to the study of ideas related to control of air variables in desired conditions. All of the ideas studied in this field lead to the separation of under the control area in order to reduce the effect of the environment on the control variables. This area is then modeled as a system with a defined energy and mass exchange with the environment. In the present study, thermal modeling, dynamic modeling, and control of the variables of a museum which is considered an enclosed area have been investigated. For dynamic modeling, the one-dimensional heat transfer method is used for area elements (DETECt 2.3.1 method). After dynamic modeling, temperature and humidity control have been done using model-reference and modified adaptive methods. Numerical simulation results include the behavior of the system with and without using the controller, the variation of the dynamic variables, and changes in the control signal and the adaptive gains. The results show the success of control methods in the control of temperature and humidity of the studied area.
    Keywords: dynamic modeling, Adaptive control, Museum, thermal behavior}
  • مجید مختاری، مصطفی تقی زاده*، محمود مزارع

    اغتشاش و عدم قطعیت با دامنه نامعلوم یکی از مهمترین عواملی است که عملکرد صحیح ربات های اسکلت خارجی را با مشکل مواجه کرده است. یکی از روش های کنترلی مقاوم در برابر اغتشاشات، مد لغزشی بوده که با بکارگیری لایه مرزی به منظور مقابله با پدیده چترینگ، عملکرد مقاوم آن تضعیف می شود. برای مقابله با این مشکل، الگوریتم های کنترلی مرتبه بالا مانند مد لغزشی فراپیچشی پیشنهاد شده که بدون در نظر گرفتن لایه مرزی، پدیده چترینگ را تا حدودی کاهش می دهند. در این مقاله، یک کنترل کننده مد لغزشی فراپیچشی تطبیقی بهینه برای ربات اسکلت خارجی پایین تنه پیشنهاد شده است که در آن متغیر لغزشی و مشتقات آن به صورت پیوسته در حضور اغتشاش محدود با دامنه نامعلوم به سمت صفر میل می کنند. همچنین مسیر مطلوب مفصل بالا تنه ربات به گونه ای تعیین شده است که در هر لحظه پایداری ربات بر اساس معیار نقطه گشتاور صفر حاصل شده است. به منظور دستیابی به حداکثر پایداری و کمترین خطا در تعقیب مسیرهای مطلوب مفاصل ربات، پارامترهای کنترل کننده پیشنهادی و پارامترهای مسیر مطلوب بالا تنه، به کمک الگوریتم جستجوی هارمونی بهینه شده است. به منظور اعتبارسنجی ربات در نرم افزار آدامز مدل شده و سپس ورودی های کنترلی به مدل استخراج شده از نرم افزار آدامز اعمال شده است. در نهایت عملکرد دو کنترل گننده با هم مقایسه شده است که نتایج بیانگر برتری روش کنترلی پیشنهادی نسبت به کنترل کننده مد لغزشی بهینه را نشان داده است.

    کلید واژگان: ربات اسکلت خارجی, کنترل تطبیقی, کنترل مد لغزشی فراپیچشی, الگوریتم سرچ هارمونی, معیار نقطه گشتاور صفر}
    Majid Mokhtari, Mostafa Taghizadeh *, Mahmood Mazare

    Disturbance and bounded uncertainty are the most important factors which can be degrade efficient performance of the lower limb exoskeleton. While sliding mode control is a robust control approach against such disturbances, however, by applying the boundary layer in spite of chattering phenomenon, robust performance becomes feeble. In order to overcome this drawback, high order sliding mode algorithms like supper twisting has been proposed in which, chattering phenomenon is mitigated by eliminating the boundary layer. In this paper, an adaptive supper twisting sliding mode control is proposed for a lower limb exoskeleton robot in which the sliding variable and its derivative tend to zero continuously in presence of the disturbance and bounded uncertainty. In addition, the desired trajectory of the upper limb is determined so that in each moment the stability of the robot is guaranteed based on zero momentum point criterion. To achieve maximum stability and minimum error in tracking of the desired trajectories, the controller parameters and the upper limb desired trajectory parameters are optimized using the Harmony Search algorithm. Robot is modeled in ADAMS and then control inputs are applied to the Adams model. Finally, Performance of two controllers is compared. Simulation results reveal the performance of the proposed controller is better than the optimal sliding mode controller.

    Keywords: Exoskeleton, Adaptive control, Super-twisting sliding mode control, HSA algorithm, ZMP}
  • مهدی نبی پور، منصور کبگانیان، فرهاد فانی صابری *
    در این مقاله پس از معرفی مختصری از شبیه ساز سمت دانشگاه صنعتی امیرکبیر به استخراج روابط حاکم بر آن پرداخته می شود. به دلیل وجود اصطکاک در یاتاقان های شبیه ساز سمت، در دینامیک شبیه ساز از مدل اصطکاک ویسکوز برای مدل سازی اصطکاک در یاتاقان ها استفاده می شود. هدف این مقاله طراحی یک کنترل کننده وضعیت تطبیقی برای کنترل شبیه ساز سمت و تخمین ضرایب اصطکاک ویسکوز یاتاقان ها می باشد. به منظور جلوگیری از پدیده تکینگی در روابط حاکم، از پارامترهای رودریگز برای نمایش سینماتیک شبیه ساز استفاده می شود. ابتدا روابط حاکم بر شبیه ساز به فرم رباتیکی استخراج می شود. سپس پارامترهای تانسور ممان اینرسی شبیه ساز سمت و ضرایب اصطکاک ویسکوز به عنوان پارامترهای نامعلوم سامانه انتخاب م یشوند. در مرحله بعد با تعریف یک تابع لیاپانوف و بررسی پایداری سامانه، پارامترها به گون های تخمین زده م یشوند که خطا محدود شده و سامانه پایدار گردد. در مرحله بعد شبیه سازی سامانه در نرم افزار متلب انجام شده و تخمین پارامترهای تانسور اینرسی و ضرایب اصطکاک ویسکوز به دست می آیند. در نهایت با به دست آمدن نمودارهای مربوط به سرعت عملگرهای چرخ عکس العملی نشان داده خواهد شد که این کنترل کننده وضعیت قابلیت پیاده سازی بر روی شبیه ساز سمت امیرکبیر را دارد.
    کلید واژگان: ماهواره, شبیه ساز سمت, فرم رباتیکی دینامیک ماهواره, کنترل تطبیقی, تخمین پارامترها}
    M. Nabipour, M. Kabganian, F. F. Saberi *
    In this paper, after presenting a brief introduction about Amirkabir University of Technology’s attitude simulator, governing equations are obtained. Viscous friction model is chosen to model the existing friction in the bearings of the attitude simulator. The main purpose of this paper is to design an adaptive attitude control algorithm for the attitude simulator in order to control it in the desired path and estimate the coefficients of friction due to simulator’s bearings. In order to prevent singularity in simulations, Rodriguez parameters are used for kinematics representation. Firstly, the governing equations are transformed into a robotic form. The moments of inertia and coefficients of viscous friction model are assumed as uncertainties. Then, by introducing a Lyapunov function, the stability of the system is checked and the parameters are estimated. The adaptation law is obtained by the Lyapunov function and the stability of the system is then proved. In order to demonstrate the efficiency of this adaptive control algorithm, a nonlinear Lyapunov-based attitude control algorithm is designed and compared to the adaptive controller. The simulations are done in Matlab software package and the parameters of the moment of inertia matrix and coefficients of viscous friction model are estimated by the adaptation law of the controller. During the simulation, the rotational velocity of the reaction wheels are obtained and it is shown that this attitude control algorithm is implementable on the attitude simulator.
    Keywords: Satellite, Attitude Simulator, Robotic form of satellite dynamic equation, Adaptive control, Parameter estimation}
  • علی کیماسی خلجی*، سعید بهرامی

    امروزه کاربرد ربات های پرنده در سیستم های مهندسی در حال گسترش است. کنترل یک ربات پرنده همواره از مسایل مطرح در این زمینه می باشد. پارامترهای این دسته از سیستم ها متغیر بوده و دینامیکی متغیر با زمان را رقم می زنند. یک کنترل کننده نامتغیر با زمان به دلیل شرایط واقعی و تغییرات پارامترهای سیستم پاسخ مناسبی به دست نمی دهد. از سوی دیگر دینامیک سیستم تحت تاثیر عدم قطعیت ها و اغتشاشات غیر قابل پیش بینی ناشی از شرایط محیطی می باشد. بنابراین الگوریتم های کنترلی مورد استفاده باید در برابر این نامعینی ها مقاوم باشند. در این مقاله به مدلسازی و کنترل مدل مبنای مقاوم تطبیقی یک ربات خودکار پرنده می پردازیم. کنترل یک ربات پرنده به علت حساسیت بالا و دینامیک ذاتی ناپایدار و در حضور نامعینی ها، باید توسط الگوریتم های کنترلی ای انجام پذیرد که دارای قابلیت جبرانسازی سیستم در حضور نامعینی ها باشد. این شرایط برای سیستم مورد نظر بررسی گردیده است. الگوریتم کنترل مود لغزشی به همراه شناسایی پارامترها به عنوان یک روش کنترلی مناسب که شرایط مذکور را دارا می باشد برای کنترل سیستم دارای پارامترهای متغیر با زمان طراحی و روی سیستم اعمال گردیده است. بنابراین ابتدا معادلات دینامیکی سیستم استخراج شده است. سپس الگوریتم کنترل مود لغزشی به همراه شناسایی پارامترها برای سیستم طراحی و اعمال گردیده است. در ادامه پایداری روش کنترلی پیشنهاد شده توسط تیوری لیاپانوف تحلیل گردیده است. نتایج بدست آمده از پیاده سازی روش کنترلی در نرم افزار MATLABSIMULINK نشان دهنده کارایی کنترل کنندهی پیشنهاد شده می باشد.

    کلید واژگان: ربات خودکار, کنترل مود لغزشی, سطح لغزش, کنترل تطبیقی, شناسایی پارامترها}
    A. Keymasi Khalaji *, S. Bahrami

    Applications of autonomous robots in engineering systems are growing today. Control of an autonomous robot is one of the main problems in this field. Parameters of this type of systems are variable and lead to a time-varying dynamics. A time-invariant controller due to the actual conditions and varying parameters of the system will not result in appropriate responses. On the other hand, real system dynamics is subjected to unpredictable uncertainties and disturbances due to environmental conditions. Therefore, utilized control algorithms should be robust against these effects. In this paper modeling and model-based robust adaptive control of an autonomous robot have been considered. Control of an autonomous system due to the large sensitivity and system specific conditions should be accomplished using particular control algorithms. These conditions have been analyzed for this system. Sliding mode control with system parameters identification as an appropriate control algorithm which contains such conditions has been designed and employed for the control of the system with time-varing parameters. Therefore, first system dynamic model has been obtained. Next, robust adaptive control algorithm has been designed and applied to the system. Obtained results show the effectiveness of the proposed method

    Keywords: Autonomous robot, Sliding mode control, Sliding surface, Adaptive control, Parameter identification}
  • سهیل سلیقه، حسین محمدی *
    در این مقاله، یک سیستم جرم و فنر واقعی در نظر گرفته شده است که تحت تحریک خارجی با فرکانس متغیر با زمان قرار دارد. ارتعاش ایجاد شده توسط تحریک خارجی، مانع از پیروی سیستم واقعی از مسیر دلخواه تعریف شده می گردد. دستور کنترل تطبیقی نوشته شده برای صفر کردن این نوسانات اضافی، معادل با یک جاذب ارتعاش مجازی تعریف می شود که سختی فنر آن بدون در نظر گرفتن نامعینی های سیستم واقعی و تحریک، به نحوی قابل به روز رسانی می باشد تا مطابق با تئوری جاذب های خطی، فرکانس جاذب با فرکانس تحریک برابر گردد تا دامنه نوسان سیستم واقعی صفر شود. تغییر فرکانس تحریک مطابق با توابع پله واحد و شیب معادل سازی شده است؛ به آن معنا که تابع پله همانند تغییرات ناگهانی و تابع شیب همانند تغییرات گذرای فرکانس از مقدار اولیه به ثانویه می باشد. همچنین تاثیر وجود اغتشاش با دامنه های متفاوت در تغییرات گذرای فرکانس بر به روز رسانی سختی فنر جاذب مجازی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی ارائه شده است تا نشان داده شود که دستور کنترلی محاسبه شده، روند تطبیق سختی جاذب مجازی را با تغییر فرکانس تحریک مطابق با پله واحد و شیب تضمین می کند و ارتعاشات اضافی سیستم واقعی را از بین می برد.
    کلید واژگان: جاذب ارتعاش, کنترل تطبیقی, فرکانس تحریک متغیر با زمان, اغتشاش}
    Soheil Salighe, Hossein Mohammadi *
    In the present article, a real mass-spring system under external excitation with time-varying frequency is studied. The external excitation causes additional oscillations in the real mass-spring system response which disrupt the path tracking procedure. Adaptive control law, which is considered for annihilating the additional oscillations, is equal to a virtual vibration absorber which its stiffness regardless of the real system and external excitation uncertainties, can be updated based on the linear absorber theory until the natural frequency of the absorber reaches the excitation frequency. The variation of the frequency is based on the step and ramp function which relatively are equal to the sudden and transient change from the initial value to the final value of the frequency. Besides, the effects of the noise with various amplitudes existed in the transient variation of the frequency on updating the virtual absorber stiffness is developed. Simulation results are presented to demonstrate that the determined adaptation law guarantees the adaptation of virtual absorber stiffness considering excitation frequency variation based on both step function and ramp function and eliminates additional vibrations of the real system.
    Keywords: Vibration Absorber, adaptive control, Time-varying Excitation Frequency, Noise}
  • مسعود علی زاده، مهرداد ابراهیمی درمیانی، مهدی نوری دبیر
    در این پژوهش، پهپاد با سه موتور الکتریکی چرخان، مورد بررسی قرار گرفته است. هدف این پژوهش ارائه مدل جامع از دینامیک حرکت این پهپاد، شبیه سازی یازده درجه آزادی در شش فاز پروازی (فازهای پرواز ایستا، نشست، برخاست، روبه جلو، گذار و کروز) و دستیابی به کنترل پرنده برای رسیدن به بهینه ترین شرایط پروازی است. در این راستا ابتدا معادلات حرکت پرنده بر مبنای مدل سازی چند جسمی (پرنده، سه موتور الکتریکی) به منظور در نظر گرفتن اثرات ژیروسکوپی موتورها بر دینامیک پهپاد، در فرم تنسوری استخراج و برای شبیه سازی در دستگاه های مختصات موجود بسط داده شدند. نیروها و گشتاورهای آئرودینامیکی و رانشی پرنده، بسته به اینکه پهپاد در کدام فاز حرکتی قرار دارد به صورت جداگانه تعیین شد. برای تعیین نیروها و گشتاورهای رانشی موتورها، در فازهای ایستا، نشست، برخاست و روبه جلو از تئوری های مومنتم المانی پره بالگرد استفاده شده است. به دنبال آن ابتدا به کمک کنترلر برای هر کانال، شرایط تریم پرنده استخراج و سپس در راستای خطی سازی، به روش تحلیلی، ماتریس دینامیک و کنترل پرنده استخراج شد. این مدل استخراج شده، دقت کافی برای استفاده به عنوان مدل خطی در طراحی کنترلرهای پیش بین خطی و تطبیقی مدل مرجع را داشت. عملکرد کنترلر پیش بین خطی، برای فاز برخاست، با دور شدن از مدل خطی افت می کند اما کنترل تطبیقی مدل مرجع با وجود نامعینی، عملکرد بهتری را از خود نشان داد.
    کلید واژگان: سه موتور چرخان, مدل سازی چندجسمی, تئوری مومنتم المانی پره (BEMT), کنترل تطبیقی, کنترل پیش بین}
    Masoud Alizadeh, Mehrdad Ebrahimi Dormiani, Mahdi Noori Dabir
    This paper investigates the Tri-Tilt Rotor VTOL UAV. The aim of this study is to represent a comprehensive dynamic model, eleven degree of freedom at six flight phases (hover, descend, climb, forward, transient and cruise) and control the vehicle to reach best flight condition. For this purpose, the vehicle equations of motion are derived in tensor form and have been expanded in the coordinate systems, based on multi-body (vehicle and three electric motors) modeling approach in order to consideration of motors gyroscope effects on flight dynamic. Depending on vehicle flight phase, propulsion and aerodynamic forces and moments are determined separately. Blade Element Momentum Theory (BEMT) is used to obtain motors propulsion forces and moments at hover, descend, climb and forward phases. After that, with utilizing of controller for each channel flight, the trim condition is calculated and then for the sake of linearization using analytical method, dynamic and control matrixes are derived. This calculated model is qualified as linear model in order to design the model predictive and adaptive controller. For climb phase, as the nonlinear model receding from linear model, the linear model predictive controller performance was diminishing whereas the function of model reference adaptive control in spite of the uncertainties was better.
    Keywords: Tri-Tilt Rotor, Multi-Body Modeling, Blade Element Momentum Theory, adaptive control, Model Predictive Control}
  • سید حسن قرشی، بهنام معتکف ایمانی*
    در این مقاله مدل دینامیکی دستگاه آزمون خستگی سروهیدرولیک، بر مبنای روش جعبه خاکستری برای نمونه های مواد مرکب شناسایی شده و بر مبنای مدل خطی عدم قطعیت محاسبه می گردد. کنترلگر مقاوم همزمان پسخور و پیشرو به همراه کنترلگر تطبیقی بر مبنای روش تنظیم بهره، برای تنظیم بهره سیستم حلقه بسته، با هدف حداقل سازی خطا بین دامنه سیگنال فرمان و خروجی سیستم طراحی می شود. طبق تحلیل پاسخ فرکانسی سیستم حلقه بسته، این سیستم کنترلی توانایی جبران عدم قطعیت و ردیابی سیگنال مرجع تا فرکانس 10رادیان بر ثانیه را دارد. نتایج تجربی بدست آمده برای آزمون های خستگی با بارگذاری بلوکی، تایید کننده کارایی مقاوم سیستم کنترلی پیشنهادی می باشد.
    کلید واژگان: آزمون خستگی, کنترل مقاوم, کنترل تطبیقی, سروهیدرولیک, عدم قطعیت}
    H. Ghorashi, B. M. Imani *
    In this article, the transfer function of a servo hydraulic fatigue testing machine for composite material specimen is identified based on gray box technique. The system uncertainty is determined by means of the identified linear model. A Feedback and forward robust controller and an adaptive controller based on gain scheduling technique are designed to adjust the closed loop gain for minimizing the error between the amplitude of the reference signals and outputs. Using frequency response analysis of the closed loop system, the control system can compensate low frequency uncertainty up to 10 rad/sec. The experim ental results for block loading fatigue tests, confirms the robust performance of the proposed control system.
    Keywords: Fatigue test, Robust control, Adaptive control, Servo hydraulic, Uncertainty}
  • سید حسین ساداتی*
    در این مقاله سیستم تقویت کننده کنترل بر پایه ساختار وارون دینامیک و شبکه ی عصبی برای هواپیما با مانور پذیری بالا بیان می شود. سیستم کنترل پرواز عصبی استفاده شده، کنترل پرواز تطبیقی را بدون نیاز به جدول بندی بهره یا شناسایی سیستم فراهم می کند. شبکه ی عصبی همزمان جهت جبران خطای معکوس سازی ناشی از مدل سازی ناقص، تخمین معکوس یا تغییرات ناگهانی در دینامیک هواپیما استفاده می شود. قانون سازگاری وزنهای پایدار برای شبکه عصبی همزمان از طریق تئوری پایداری لیاپانوف به دست می آیند. در انتها، نتایج شبیه سازی با معادلات شش درجه آزادی غیرخطی برای مدل هواپیمای F-18 نشان داده شده است تا تاثیر عملکرد CAS پیشنهاد شده اثبات شود.
    کلید واژگان: شبکه ی عصبی, کنترل پرواز, کنترل تطبیقی, آیرودینامیک, وارون دینامیک, تئوری پایداری لیاپانوف}
    S. H. Sadati*
    This paper presents a control augmentation system (CAS) based on the dynamic inversion (DI) and neural networks for a highly maneuverable aircraft. A neural flight control system is used to provide adaptive flight control, without requiring gain-scheduling or system identification. Neural networks on-line is used to compensate for inversion error which arise from imperfect modeling, approximate inversion, or sudden change in aircraft dynamics. A stable weights adjustment rule for the on-line neural network is derived by the Lyapunov stability theorem. Finally, nonlinear six-degree-of-freedom simulation results for an F-18 aircraft model are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed CAS.
    Keywords: Neural Networks, flight control, Adaptive Controller, aerodynamic, dynamic inversion, Lyapunov Stability Theory}
  • بهنام معتکف ایمانی*، سید حسن قرشی خلیل آبادی
    به فرآیند خرابی ناشی از نیروی نوسانی، خستگی اطلاق می شود و حداقل نیمی از خرابی های مکانیکی، ناشی از این فرآیند است. پژوهش تجربی در این زمینه و صحه گذاری نتایج تئوری، نیازمند دستگاه های آزمایش خستگی کششی- فشاری با قابلیت های ویژه می باشد. کنترل ساختاریافته نیرو تاثیر زیادی بر روی صحت نتایج آزمون ها داشته و از مهم ترین قمست های دستگاه آزمایش خستگی می باشد. هدف اصلی این مقاله، ارتقای واحد کنترل دستگاه آزمایش خستگی کششی– فشاری از نوع سروهیدرولیک به منظور کاهش زمان نشست می باشد. مهم ترین مساله پیش رو، عدم قطعیت در اندازه سختی قطعه کار مورد آزمایش می باشد. در این پژوهش پارامترهای مدل ریاضی دستگاه آزمایش خستگی شناسایی و کنترل گر تناسبی- انتگرالی طراحی و پیاده سازی شده است. بررسی نتایج تجربی به دست آمده از پیاده سازی این کنترل گر بر روی نمونه های مختلف نشان می دهد که زمان نشست در هنگام آزمون خستگی قطعات با سختی کم، بیش از حد انتظار است. لذا برای حل این مساله، الگوریتم کنترل تطبیقی پیشنهاد و پیاده سازی شده است. جهت تامین پاسخ مناسب سامانه به اغتشاشات، الگوریتم کنترل تطبیقی پیشنهادی با کنترل گر تناسبی- انتگرالی ترکیب شد. نتایج پیاده سازی این کنترل گر جدید بر روی دستگاه آزمایش خستگی، نشان دهنده کاهش 25 درصدی زمان نشست و پاسخ مناسب سامانه به نویز اندازه گیری و اغتشاشات سامانه می باشد.
    کلید واژگان: کنترل تطبیقی, آزمون خستگی, کنترل گر تناسبی, انتگرالی, کنترل نیرو, دستگاه آزمایش خستگی کششی, فشاری}
    B. Moetakef Imani *, S.H. Ghorashi Khalilabadi
    The process of failure due to oscillating forces is referred as fatigue, which is the main cause of mechanical failures. Experimental research in this area for validation of theoretical results requires a tension-compression fatigue testing machine equipped with special capabilities. The organized control of force plays an important role in the validity of test results and is an essential part of fatigue testing machines. The main aim of this paper is to enhance the control unit of servo-hydraulic fatigue testing machines in order to reduce settling time. The most important issue is uncertainties in the measurement of the specimen’s stiffness. In this study, the parameters related to mathematical model of fatigue testing machines are detected and the proportional-integral controller is designed and implemented. The obtained results of implementation of this controller shows that the settling time related to the fatigue testing of parts with low stiffness is more than what is expected. Thus, an adaptive controller is proposed and implemented in order to reduce the settling time. So as to obtain more appropriate response to disturbance, the proposed algorithm is combined with the proportional-integral controller. Using this novel controller decreases settling time by 25 % and makes the system response to measurement noise and disturbance more desirable.
    Keywords: Adaptive Control, Fatigue Testing Machine, PID Controller, Force control, Fatigue Test}
  • محمود مزارع، محمد رسول نجفی*
    در این مقاله به طراحی کنترل کننده تطبیقی به صورت تلفیقی از روش خطی سازی بازخوردی و تئوری پایداری لیاپانوف، برای یک ربات موازی پرداخته شده است. با در نظر گرفتن یک مکانیزم موازی سه درجه آزادی برای ربات که سبب حرکت انتقالی خالص در مجری نهایی می شود، ابتدا معادلات حاکم بر سینماتیک و معادلات قید به دست آمده و سپس به منظور کنترل ربات، مدل دینامیکی سیستم مقید با استفاده از روش لاگرانژ استخراج شده است. پس از استخراج مدل دینامیکی ربات مورد مطالعه، با استفاده از الگوریتم جستجوی هارمونی، دو مسیر بهینه برای مجری نهایی در حضور موانع، برای ردیابی توسط ربات طراحی شده است. یک تابع هدف بر اساس دستیابی به کوتاه ترین مسیر و عدم برخورد با موانع با حفظ فاصله حاشیه ای از آنها تعریف شده است. مسیر اول، یک مسیر دو بعدی در حضور چهار مانع دایره ای و مسیر دوم، یک مسیر سه بعدی در حضور سه مانع کروی می باشد. عملکرد کنترل کننده طراحی شده در شرایط مختلف از جمله در حضور اغتشاش خارجی و تغییر پارامترهای سیستم، شبیه سازی و مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که کنترل کننده تطبیقی پیشنهادی با وجود اغتشاش خارجی و عدم قطعیت و تغییر در پارامترهای مدل، قادر به کنترل حرکت مجری نهایی روی مسیرهای طراحی شده با عملکرد مطلوب می باشد.
    کلید واژگان: ربات موازی 3PUU, مدل سازی دینامیکی سیستم مقید, کنترل تطبیقی, طراحی مسیر, الگوریتم جستجوی هارمونی}
    Mahmood Mazare, Mohammad Rasool Najafi *
    In this paper, design of an adaptive controller, as a combination of feedback linearization technique and Lyapunov stability theory, is presented for a parallel robot. Considering a three degree-of-freedom parallel mechanism of the robot, which serves pure translational motion for its end-effector, kinematic and constraint equations are derived. Then the dynamic model of the constrained system is extracted via Lagrange’s method to be used in the robot control. Two optimized trajectories are designed for the end-effector in the presence of some obstacles using harmony search algorithm to be tracked by the robot. An objective function is defined based on achieving to the shortest path and also avoiding collisions to the obstacles keeping a marginal distance from each. The first trajectory is a 2D path with four circular obstacles and the second is a 3D path with three spherical obstacles. Performance of the designed controller is simulated and studied in conditions including external disturbances and varying system parameters. The results show that the proposed adaptive controller has a suitable performance in control of the end-effector to track the designed trajectories in spite of external disturbances and also uncertainty and variation of the model parameters.
    Keywords: 3, PUU parallel manipulator, dynamic modeling of constrained systems, adaptive control, path planning, harmony search algorithm}
  • علیرضا علیخانی*، یوسف شامدی
    از موضوعات مهمی که در رابطه با طراحی کنترلر در فاز بازگشت به جو مطرح است عدم قطعیت های مربوط به محیط و تغییرات سریع اتمسفر بر حسب ارتفاع و عدم قطعیت های مربوط به محموله از جمله ضرایب آیرودینامیکی، جرم، ممان های اینرسی و. .. است. از دیگر موضوعات چالشی در کنترل محموله های بازگشتی، بررسی و طراحی یکپارچه قانون هدایت و کنترل در فاز بازگشت است. زیرا در محموله های واقعی ورودی کنترلی یک پروفایل از پیش تعریف شده بر حسب سرعت یا ارتفاع نبوده بلکه از یک سیستم هدایت که در طول مسیر بازگشت به تولید فرامین کنترلی می پردازد استفاده می شود. در این مقاله، به طراحی یک کنترلر تطبیقی به منظور غلبه بر عدم قطعیت های موجود پرداخته و از زاویه غلت به عنوان متغیر کنترل مسیر استفاده می کند. از دیگر اهداف این مقاله، طراحی و پیاده سازی یک طرح هدایتی یکپارچه با کنترلر طراحی شده و اثبات عملکرد آن در یک سناریوی کامل بازگشت به جو از نقطه آغاز مسیر بازگشت تا لحظه باز شدن چترها خواهد بود. در نهایت عملکرد کنترل تطبیقی طراحی شده، از طریق انجام شبیه سازی های 6 درجه آزادی بررسی می شود. نتایج به دست آمده کارکرد مطلوب کنترلر را در حضور عدم قطعیت های پارامتریک و شرایط اولیه نامشخص نشان می دهد.
    کلید واژگان: فضاپیما, کنترل تطبیقی, عدم قطعیت ضرایب آیرودینامیکی, فاز بازگشت به جو غلیظ}
    A. Alikhani*, Y. Shamadi
    Important issues in designing a controller for re-entry vehicles is environmental uncertainties such as rapid changes in atmospheric properties which is an explicit function of altitude and also uncertainties of itselfvehicle such as aerodynamic coefficient, moment of inertia and so on. This paper deals with the design of a control in order to overcome the uncertainty thatuses bank angle as a trajectory control variable.Another issue raised in recent studies has been integration of adaptive controller with guidance systems of re entry vehicles because in real re-entry vehicle the bank angle is not a predefined profile function of velocity or altitude buta guidance algorithm are usedto produce bank commands during the atmospheric flight. Hence, other objectives of the thesis is to study and implementing of a guidance algorithm and proving of desired performance of the designed controller in a perfect scenariofrom starting point of the re-entry path until the opening of parachutes. Performance of designed controller is studied through simulations ofsix degrees of freedom of re-entry vehicle.. The results showed good performance in the presence of parametric uncertainty andunknown initial condition.
    Keywords: Re, entry vehicles, Aerodynamic parameter uncertainty, Adaptive controller, Atmospheric entry phase}
  • سید حسن قرشی، بهنام معتکف ایمانی *

    پره توربین بادی از مواد کامپوزیتی ساخته می شود و در معرض بارهای تصادفی نوسانی قرار می گیرد. انجام آزمون های پره کامل توربین بادی به دلیل اهمیت پره، رفتار پیچیده مواد کامپوزیتی به کار رفته و بارگذاری نوسانی با دامنه متغیر، الزامی می باشد. سازندگان برای اطمینان از تحمل بارهای وارده باید آزمون های استاتیکی و خستگی پره کامل توربین بادی را مطابق با استانداردهای بین المللی انجام دهند. در این پژوهش دستگاه آزمون پره توربین بادی کوچک که توانمندی انجام آزمون های استاتیکی و خستگی مطابق با استانداردهای بین المللی را دارد، معرفی گردیده است. واحد کنترل این دستگاه برای انجام آزمون خستگی با بارگذاری بلوکی در محدوده فرکانس 1تا 3 هرتز ارتقا داده شده است. کنترلگرهای تناسبی-انتگرالی و مقاوم برای دستگاه طراحی و تحلیل شده اند. به علت عدم کارایی مناسب کنترلگرهای طراحی شده در ردیابی سیگنال مرجع، کنترلگر تطبیقی پیشخور بر مبنای الگوریتم زمان بندی بهره طراحی و به کنترلگر مقاوم اضافه شده است. کنترلگر مقاوم باعث جبران عدم قطعیت ناشی از عدم مدل سازی دینامیک فرکانس بالای سیستم و حذف اثر نویز اندازه گیری می گردد. کنترلگر تطبیقی عدم قطعیت فرکانس پایین سیستم را جبران می کند. آزمایشات متعدد انجام شده در محدوده فرکانسی مورد نظر موید صحت عملکردی واحد کنترل توسعه یافته می باشد.

    کلید واژگان: آزمون پره, خستگی, بارگذاری بلوکی, کنترل مقاوم, کنترل تطبیقی}
    Hassan Ghorashi, Behnam Moetakef Imani

    The wind turbine blades are made of composite materials and subjected to severe operational loadings. The complexity of composite materials behavior along with variable amplitude loadings dictates the need for experimental setups which can conduct real part test as close as possible to in service loadings. In this regard, wind turbine blade manufacturers are obliged to perform standard ultimate and fatigue tests on their products. In this research a cost effective Blade Testing Machine (BTM) is proposed which is capable of conducting ultimate static and fatigue tests according to wind turbine blade standards. A new control unit is designed and implemented to track fatigue block loading in the frequency range of 1 to 3Hz. The main focus is on designing a controller to perform desired block loading fatigue tests with proper performance. PI and robust feedback controllers are designed and analyzed. Due to the poor robust performance, an adaptive feed forward controller is proposed based on the gain scheduling algorithm. The proposed robust controller compensates un-modeled high frequency dynamics and rejects measurement noises while the adaptive controller compensates low frequency uncertainty and improves reference tracking. Extensive experimentations in the desired frequency range confirm proper performance of the developed controller.

    Keywords: Blade Testing, Fatigue, Block Loading, Robust Control, Adaptive Control}
  • محمد نوابی، سینا سلیمانپور
    کنترل وضعیت فضاپیما یکی از مسائل حائز اهمیت در حوزه هوافضا می باشد.. از آنجا که معادلات وضعیت فضاپیما غیرخطی هستند روش های کنترل خطی جوابگو نخواهند بود و بنابراین باید از روش های غیرخطی استفاده کرد. روش گام به عقب که شامل تکنیک های تطبیقی و غیرتطبیقی می باشد یکی از روش هایی است که دارای ویژگی هایی مناسبی جهت کنترل وضعیت می باشد. روش گام به عقب تطبیقی مدولار یک روش تطبیقی غیرخطی است که دارای یک قانون تنظیم پارامتر است و در این روش می توان با استفاده از تخمین گرهای مختلف پارامترهای مجهول سیستم را تخمین زد. همچنین می توان به منظور کاهش بار مشتق گیری از قوانین کنترل مجازی در طول روند گام به عقب، از فیلترینگ فرمان بهره برد. در این مقاله، بر خلاف تحقیقات مشابه که در اکثر آن ها از فیلترینگ گسسته استفاده شده، از روش فیلترینگ فرمان پیوسته استفاده شده است که با تعیین فرکانس طبیعی و ضریب دمپینگ فیلتر از بار مشتق گیری کنترلر های مجازی در طول روند گام به عقب کاسته می شود. با استفاده از روش های گام به عقب استاتیک و تطبیقی مدولار فیلتر شده، دو کنترلر پایدار وضعیت برای سیستم غیرخطی فضاپیما طراحی و پایداری آن توسط تئوری لیاپانوف اثبات می شود و نتایج حاصل از شبیه سازی این دو کنترلر با یکدیگر مقایسه می گردند. نتایج شبیه سازی، دقت تعقیب وضعیت و همچنین موفقیت آمیز بودن روش گام به عقب تطبیقی در حضور گشتاور اغتشاشی را نشان می دهند.
    کلید واژگان: کنترل تطبیقی, گام به عقب تطبیقی مدولار, فضاپیما, فیلترینگ فرمان پیوسته}
    Mohammad Navabi, Sina Soleymanpour
    Attitude control of spacecraft is one of the most important issues in aerospace. Different control method for this purpose were proposed that each of these controllers have different behavior against disturbances. One of these methods is backstepping which is divided to adaptive and nonadaptive techniques. Since the spacecraft equations are nonlinear, linear control methods will not work in this case so the nonlinear control methods should be used. The modular adaptive backstepping method is a nonlinear adaptive control method and has a parameter update law that we can use different estimators to estimate system’s unknown parameters in this method. It is also possible to reduce the differentiation load of virtual control laws by using the command filtering method. In this paper, contrary to other works which mostly use discrete command filtering method, we use continuous command filtering method which the natural frequency and damping coefficient can be determined to bring down the computation of the time derivatives of virtual controls laws to differentiation. In this paper, after deriving spacecraft equations in terms of Modified Rodrigues Parameters, we design two stable attitude controllers for spacecraft using standard and command filtered modular adaptive backstepping methods and prove the stability of system using the Lyapunov theory and then simulation results of these controllers are compared with each other. Simulation results show good attitude tracking accuracy and success of adaptive backstepping method in having robustness against disturbance torque is proved
    Keywords: Adaptive Control, Modular Backstepping, Spacecraft}
  • محمد نوابی، حمیدرضا میرزایی
    این مقاله به مدل سازی و کنترل خطی و غیرخطی پرواز مسیکوپتر می پردازد. ابتدا مدل غیرخطی چندورودی-چندخروجی پرنده با در نظر گرفتن دینامیک عملگرها و اثرات ژایروسکوپیک پره و بدنه استخراج شده و سپس از سه روش کنترلی خطی برای رسیدن به پاسخ های سریع با مشخصات عملکردی مناسب استفاده می شود و از نظر تلاش کنترلی تولیدی برای این وسیله پرنده مقایسه می شوند. کنترل بهینه با توجه به ملاحظات مصرف انرژی نسبت به سایر روش های کنترلی مناسب تر می باشد. مسیکوپترها همواره تحت تاثیر عدم قطعیت ها قرار می گیرند و روش های کنترلی کلاسیک برای مقابله با این نامعینی ها و پایدارسازی دینامیک ذاتا ناپایدار پرنده ضعیف می باشند. برای جبران عدم قطعیت های پارامتری موجود در دینامیک مسیکوپتر از سه روش کنترلی غیرخطی تطبیقی مدل مرجع برای سه حالت متفاوت مبتنی بر معادلات خطی تک ورودی-تک خروجی و معادلات خطی چندورودی-چندخروجی و معادلات غیرخطی چندورودی -چندخروجی استفاده می شود. روش های کنترلی تطبیقی با داشتن مکانیزم های تخمین سبب ارتقاء عملکرد سیستم در طول پرواز در شرایط مختلف و پایدارسازی وضعیت و کنترل حالت های سیستم می شوند. پایداری توسط معیار پایدرای لیاپانوف به اثبات رسیده است. نتایج شبیه سازی مبین موفقیت آمیز بودن روش کنترلی تطبیقی برای جبران عدم قطعیت های پارامتری و همگرایی مجانبی خطای تعقیب می باشد.
    کلید واژگان: مسیکوپتر, کنترل غیرخطی, کنترل بهینه, کنترل تطبیقی}
    Mohammad Navabi*, Hamidreza Mirzaei
    This paper presents dynamic modeling, classical and nonlinear control of flight of mesicopter. First, nonlinear multiple-input multiple-output model is derivedtaking into consideration the bodyandrotorgyroscopiceffects,thenthreeclassical􀀃control􀀃methodsfo 􀀃fast􀀃responsewithhigh performance are used and compared with respect to control􀀃 effort. Mesicopters are􀀃 always affected􀀃byuncertainties.Classicalapproachisnotabletoproperlycompe sate􀀃theseeffects.To overcomethisproblem,modelreferenceadaptivecontrol is used withthr edifferenttypesbased on single-input single-output linear equations, multiple-input􀀃 multiple-output linear equations and nonlinear multiple-input multiple-output equations. Based on the simulation results, the adaptive control method with estimation mechanism improved performance, attitude stabilization and control of system􀀃 states in different conditions. Stability is guaranteed by Lyapunov stability theory.􀀃 Results demonstrate good performance of adaptive control for parameter􀀃uncertaintycompensation.
    Keywords: Mesicopter, Nonlinear Control, Optimal Control, Adaptive Control}
  • محمد نوابی، محمد ردایی
    خرابی های عملگر در یک سیستم می تواند باعث کاهش عملکرد سیستم، ناپایداری و حتی موجب حوادث و سوانح اسفباری گردد. لذا، کنترل تطبیقی هواپیما در حضور آسیب یکی از مهمترین موضوعات تحقیق در طراحی کنترل پرواز برای بالا بردن سطح ایمنی پروازها می باشد. آسیب باعث تغییرات ساختاری و عدم قطعیت های پارامتری می گردد که نیازمند یک مدل سازی جدید هواپیما و همچنین روش های کنترلی جدید می باشد. در این مقاله، ابتدا یک کنترل نامی مبتنی بر روش کنترلر تنظیم گر بهینه طراحی شده و نشان داده می شود که این کنترلر قادر به برخورد با خرابی نامعین عملگرها نبوده و عملکرد مطلوب حاصل نمی گردد. سپس، یک سیگنال فیدبک تطبیقی مبتنی بر روش کنترل تطبیقی مستقیم برای برخورد با عدم قطعیت ها (آسیب ها) طراحی می شود. طرح کنترل تطبیقی پیشنهادی برای یک مدل دینامیکی هواپیمای تجاری بزرگ که حرکت طولی و عرضی آن در نتیجه استفاده از مدل اختلاف تراست کوپل شده اند، پیاده سازی می شود. طرح کنترلی و مدل دینامیکی در حضور خرابی عملگرهای رادر، ایلرون و موتور اعمال می شوند. نوع آسیب در نظر گرفته شده برای این عملگرها از نوع قفل شدن در موقعیت در نظر گرفته شده و بداین معناست که بعد از زمان آسیب سطوح کنترلی در یک مقدار نامعین ثابت می شوند. آنالیز تحلیلی پایداری و نتایج شبیه سازی ها اثربخشی طرح پیشنهادی را نشان می دهد.
    کلید واژگان: خرابی عملگر, کنترل تطبیقی, بازیابی پایداری, اختلاف تراست, ردیابی مجانبی}
    Mohammad Navabi, Mohammad Radaei
    Actuator failures can cause control system performance deterioration and even lead to instability and catastrophic accidents and incidents. Therefore, the adaptive control of damaged aircraft in designing flight control systems to enhance safety level has recently become the subject of research. Damage causes structural changes and parametric uncertainties which need a new modeling and control approach. In this paper, firstly, a nominal control design based on linear quadratic regulator design is used and shown that the linear quadratic regulator design is not capable of coping with the unknown actuator failure and cannot achieve satisfactory performance. Then, a feedback adaptive signal is designed based on direct approach to handle uncertain actuator failures in linearized system. The adaptive control scheme is applied to the linearized model of a large transport aircraft in which the longitudinal and lateral motions are coupled as the result of using engine differential thrusts. The type of damage which is considered for actuators in this paper is lock-in-place which means control surfaces are fixed in an uncertain value after damage. Analytical stability analysis and simulation results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed approach.
    Keywords: Actuator Failure, adaptive control, stability recovery, asymptotic tracking, differential thrust}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال