Skip to main content
SUPERVISOR
Javad Askari,Mohsen Mojiri foroshani
جواد عسگری مارنانی (استاد راهنما) محسن مجیری فروشانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Faroogh Rahmannezhad
فاروق رحمان نژاد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Discrete Time Extremum Seeking Control with Bounded Update Rate
Extremum seeking control (ESC) is a non-model real-time for tuning parameters to optimize an unknown nonlinear map. Gradient extremum seeking control and bounded update rate extremum seeking control (or shortly bounded extremum seeking control) are two main structures of extremum seeking control. In gradient extremum seeking control, sinusoidal signals are used to estimate the gradient of the map to be optimized. In bounded extremum seeking control, unknown function that is being optimized appears as the argument of a sine/cosine function. The stability analysis of both structures are carried out by appropriate change of variables and using the continuous time version averaging theorem. Also, in each of these structures, the convergence rate to extremum point is depend on the Hessian matrix of unknown function. Therefore, the convergence rate is not adjustable. Both of extremum seeking control structures have been modified such that, to be able to estimate the Hessian of unknown function. Therefore, Newton-based extremum seeking control is proposed. On the other hand, discrete time extremum seeking control structures have been considered by researchers. In this regard, the discrete time form of gradient extremum seeking is proposed. In this research, the discrete time form of bounded extremum seeking control has been proposed. The stability analysis of the proposed scheme is carried out using the discrete time version of the averaging theorem, that in comparison with stability analysis continuous time bounded extremum seeking is much more complicated. This complexity comes from difficulty in choosing the change of variables transforming the proposed scheme to the standard form of averaging theorem. While for the continuous time bounded extremum seeking, it is easy to reach the standard form of the continuous time version of averaging theorem. In the following, the discrete time quasi Newton extremum seeking is proposed. This structure has the ability to estimate the Hessian of the unknown mapping, which makes the convergence rate to the extremum point independent of the Hessian. The stability analysis of this structure also has its complexity. At the end, as an application of the proposed discrete time bounded extremum seeking, a solution to the LQ problem is proposed. Key Words: Extremum Seeking Control, Discrete Time Bounded Extremum Seeking Control, Discrete time Averaging, Stability Analysis
کنترل اکسترمم‌یاب، یک روش زمان حقیقی غیر مبتنی بر مدل برای بهینه‌سازی یک تابع غیر خطی نامعلوم است که در دو دهه اخیر، هم از لحاظ تئوری و هم از لحاظ کاربرد پیشرفت چشم‌گیری داشته است. کنترل اکسترمم‌یاب گرادیانی و کنترل اکسترمم‌یاب با نرخ بروز رسانی کران‌دار (یا به اختصار کنترل اکسترمم‌یاب کران‌دار) دو ساختار پایه کنترل اکسترمم‌یاب هستند. در کنترل اکسترمم‌یاب گرادیانی، از سیگنال‌های سینوسی برای تخمین گرادیان نگاشتی که بایستی اکسترمم شود، استفاده می‌شود. در کنترل اکسترمم‌یاب کران‌دار نگاشتی که باید اکسترمم شود در آرگومان یک سیگنال سینوسی قرار می‌گیرد. تحلیل پایداری هر دو ساختار با تغییر متغیر‌های مناسب و استفاده از قضیه معدل‌گیری زمان پیوسته انجام شده است. همچنین در هر یک از این ساختارها، نرخ همگرایی به نقطه اکسترمم، به هسین نامعلوم نگاشت وابسته است بنابراین، نرخ همگرایی قابل تنظیم نیست. بر این مبنا، هر دو ساختار کنترل اکسترمم‌یاب به گونه‌ای اصلاح شده‌اند که توانایی تخمین هسین نگاشت را داشته باشند. بنابراین، کنترل اکسترمم‌یاب نیوتونی پیشنهاد شده است. از طرفی دیگر ساختارهای کنترل اکسترمم‌یاب زمان گسسته مورد توجه محققین قرار گرفته‌اند. در این زمینه، فرم زمان گسسته کنترل اکسترمم‌یاب گرادیانی پیشنهاد شده است و نرخ همگرایی به نقطه اکسترمم به هسین نگاشت وابسته نیست. در این تحقیق، ابتدا فرم زمان گسسته کنترل اکسترمم‌یاب کران‌دار معرفی می‌شود. سپس تحلیل پایداری آن با استفاده از قضیه معدل‌گیری زمان گسسته ارائه می‌شود که در مقایسه با کنترل اکسترمم‌یاب کران‌دار زمان پیوسته، تحلیل پایداری بسیار پیچیده‌تری دارد. دلیل این پیچیدگی، سختی انتخاب تغییر متغیرهای مناسب برای تبدیل فرمول‌بندی اکسترمم‌یاب کران‌دار زمان گسسته به فرم استاندارد قضیه معدل‌گیری زمان گسسته است. در حالی که برای اکسترمم‌یاب کران‌دار زمان پیوسته، به راحتی می‌توان به فرم استاندارد قضیه معدل‌گیری رسید. در ادامه، کنترل اکسترمم‌یاب کران‌دار شبه نیوتونی زمان گسسته پیشنهاد می‌شود. این ساختار، توانایی تخمین هسین نگاشت نامعلوم را دارا می‌باشد که باعث می‌شود نرخ همگرایی به نقطه اکسترمم، به هسین نگاشت وابسته نباشد. تحلیل پایداری این ساختار نیز پیچیدگی‌های خاص خود را دارد. در انتها، کاربرد کنترل اکسترمم‌یاب کران‌دار زمان گسسته پیشنهادی، در حل مساله بهینه‌سازی تابع هزینه مربعی برای یک سیستم خطی نامعلوم مطرح شده است. کلمات کلیدی: کنترل اکسترمم‌یاب، اکسترمم‌یاب کران‌دار زمان گسسته، معدل‌گیری زمان گسسته، تحلیل پایداری

ارتقاء امنیت وب با وف بومی