تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,303 |
تعداد مقالات | 16,047 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,590,111 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,269,496 |
طراحی یکپارچه سیستم کنترل پرواز و سیگنال کمکی تشخیص عیب فعال با استفاده از یک رویکرد چند- مدله | ||
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز | ||
دوره 51، شماره 4 - شماره پیاپی 98، دی 1400، صفحه 413-422 اصل مقاله (1.26 M) | ||
نوع مقاله: علمی-پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
مهدی فروزانفر* 1؛ محمدجواد خسروجردی2؛ مینا سلیم3 | ||
1استادیار، گروه مهندسی برق، واحد اهواز، دانشگاه آزاد اسلامی، اهواز، ایران | ||
2استاد، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی سهند، سهند، تبریز، ایران | ||
3استادیار، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران | ||
چکیده | ||
سیستمهای کنترل پرواز به عنوان نمونهای از سیستمهای غیرخطی، میبایست هواپیما را در شرایط سالم و معیوب با رعایت محدودیتهای عملکردی پایدار نمایند. در این مقاله، نخست، مدل غیرخطی سیستم پرواز هواپیما بر اساس نقاط کار از پیش تعیین شده و همچنین مدلهای سالم و معیوب هواپیما، به فرم یک سیستم چند- مدله تبدیل شده است. به منظور حذف اثر نامطلوب مخفیسازی عیوب سیستم پرواز ناشی از چند- مدلهسازی و اعمال کنترلکننده به سیستم غیرخطی، مسئله طراحی یکپارچه سیستم کنترل پرواز مبتنی بر تشخیص عیب فعال تدوین شده است. صورت مسئله پیشنهادی با رویکرد طراحی یک کنترلکننده استاتیکی و مرتبه-ثابت، با فرض مرتبه-کامل با قابلیت کاهش مرتبه، به نحوی تدوین شده است که علاوه بر تضمین پایداری کلیه مدلهای سیستم سالم و معیوب و برآورده نمودن شاخصهای عملکردی، بتواند سیگنال کمکی تشخیص عیب فعال را به صورت بهینه طراحی نماید. برای حل مسئله پیشنهادی، یک راه حل عددی با استفاده از الگوریتم ژنتیک ارائه شده است. سپس با استفاده از روش پیشنهادی، دو کنترلکنندهی مرتبه-کامل و کاهش- مرتبهیافته برای یک هواپیما با در نظرگرفتن شرایط کاهش عملکرد عملگر، طراحی شده است. نتایج شبیهسازی گویای توانایی روش پیشنهادی در برآوردهسازی اهداف کنترلی و طراحی سیگنال کمکی تشخیص عیب فعال میباشند. | ||
کلیدواژهها | ||
سیستم کنترل پرواز؛ تشخیص عیب فعال؛ بهینهسازی؛ الگوریتم ژنتیک | ||
مراجع | ||
[1] Salahshoor, A. Khaki-Sedig, P. Sarhadi, "An indirect adaptive predictive control for the pitch channel autopilot of a flight system" , Aerosp. Sci. Technol, vol. 45, pp. 78–87, (2015). [2] Liu, L. Zhang, P. Shi, H.R. Karimi, "Robust control of stochastic systems against bounded disturbances with application to flight control", IEEE T. Ind. Electron, vol. 61, pp. 1504-1515, 2014. [3] Liu, H. Liu, F. L. Lewis, & Y. Wan, "Robust fault-tolerant formation control for tail-sitters in aggressive flight mode transitions", IEEE Transactions on Industrial Informatics, vol. 16(1), pp. 299–308, 2020. [4] Ben Ahmed, M. Hryhoryeva, L.M. Hvattum, & M. Haouari, "A matheuristic for the robust integrated airline fleet assignment, aircraft routing, and crew pairing problem " , Computers & Operations Research, vol. 137(105551), 105551, 2020. [5] Yang, & X. Zheng, "Adaptive NN back stepping control design for a 3-DOF helicopter: Theory and experiments", IEEE Transactions on Industrial Electronics (1982), vol. 67(5), pp. 3967–3979, 2020. [6] Yu, Y. Fu, P. Li, & Y. Zhang, "Fault-tolerant aircraft control based on self-constructing fuzzy neural networks and multivariable SMC under actuator faults", IEEE Transactions on Fuzzy Systems: A Publication of the IEEE Neural Networks Council, vol. 26(4), pp. 2324–2335, 2018. [7] Liu, M. Chen, & T. Li, "Resilient H∞ control for uncertain turbofan linear switched systems with hybrid switching mechanism and disturbance observer", Applied Mathematics and Computation, vol. 413(126597), 126597 , 2022. [8] Ackermann, "Multi-model approaches to robust control system design", Lecture Notes in Control and Information Science, Springer Verlag, Berlin, 1985. [9] Sato, K. Muraoka, K. Hozumi, "Flight control design and demonstration of unmanned airplane for radiation monitoring system", IFAC, South Africa, 2014. [10] بهنام صبحانی گندشمین ، سعید شمقدری «طراحی کنترلکننده تحملپذیر عیب عملگر برای پرنده هوایی مافوق صوت با دینامیک غیرخطی»،مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 50 ، شماره 1، صفحات 283-294، بهار 1399.
[11] Wang, Y. Shen, & Y. Zhang, "Active fault-tolerant control for a quadrotor helicopter against actuator faults and model uncertainties", Aerospace Science and Technology, vol. 99(105745), 105745, 2020. [12] Hu, L. Liu, Y. Wang, Z. Cheng, & Q. Luo, "Active fault-tolerant attitude tracking control with adaptive gain for space crafts", Aerospace Science and Technology, vol. 98(105706), 105706, 2020. [13] Zhang, Z. Han, X. Cai, "Simultaneous stabilization of a collection of single-input nonlinear systems based on CLFs", ASIAN J. Control, vol. 13, pp. 582-589, 2011. [14] Ghosh, "Decentralized simultaneous stabilization of a class of two MIMO systems using a continuous-time periodic controller", Automatica, vol. 49, pp. 1515-1520, 2013. [15] K. Das, J. Dey, "Simultaneous stabilization/pole placement of pairs of LTI plants using periodic controllers", IET Control Theory, vol. 9, pp. 493-499, 2011. [16] L. Campbell, R. Nikoukhah, "Auxiliary signal design for failure detection" , Princeton University Press, Princeton, 2004. [17] Dastaviz, T. Binazadeh, "Simultaneous stabilization of a collection of uncertain discrete-time systems with time-varying state-delay via discrete-time sliding mode control", J Vib Control. vol. 25(16), pp.2261-2273, 2019. [18] Dastaviz, T. Binazadeh, Y.Cui, "A novel control Lyapunov-Krasovskii functional methodology for simultaneous stabilization of a set of multiple time-delays nonlinear systems", J Franklin Inst. vol. 358(12), pp. 6101-6120, 2021. [19] Nikoukhah, S.L. Campbell, K. Drake, "An active approach for detection of incipient faults" , Int. J. Syst. Sci, vol. 41, pp. 241-257, 2010. [20] R.E. Ashari, R. Nikoukhah, S.L. Campbell, "Active robust fault detection in closed- loop systems: quadratic optimization approach", IEEE T. Automat. Contr. 57 (2012) 2532-2544. [21] Forouzanfar, & M. J. Khosrowjerdi. "Optimal auxiliary signal design for a lumped tire-road friction system" , Modares Journal of Electrical Engineering, vol. 13(4), pp. 61–68, 2014. [22] Forouzanfar, & M. J. Khosrowjerdi, "A constrained optimization approach to integrated active fault detection and control", Iranian Journal of Science and Technology Transactions of Electrical Engineering, vol. 41(3), pp. 229–240, 2017. [23] Zong, X. Yang, X. Zhang, & W. Liu, "Active fault detection for spacecraft attitude control system", 2020 39th Chinese Control Conference (CCC), pp. 4083–4088 2020. [24] A. Palmer, & G. M. Bollas, "Active fault diagnosis for uncertain systems using optimal test designs and detection through classification", ISA Transactions, vol. 93, pp.354–369, 2019. [25] L. Berger, J. R. Hess, D. C. Anderson, "Compatbility of maneuver load control and relaxed static stability applied to military aircraft", AFFDL-TR-73-33, 1973. [26] علی خدادادی، مریم شهریاری کاهکشی، عباس چترایی«ارائه رویکردی نوین برای طراحی کنترلکننده تحملپذیر عیب عملگر بر اساس شناسایی عیب»، مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 48 ، شماره 2، صفحات 595-608، شهریور 1397.
[27] Chrif, Z.M. Kadda, "Aircraft control system using LQG and LQR controller with optimal estimation-Kalman filter design", Procedia Engineering, vol. 80, pp. 245-257, 2014. [28] Fantinutto, G. Guglieri, F.B. Quagliotti, "Flight control system design and optimization with a genetic algorithm", Aerosp. Sci. Technol, vol. 9, pp.73-80, 2005. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 396 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 383 |