Skip to main content
SUPERVISOR
Javad Askari,Hamid Reza Marzban,Yadollah Zakeri hoseinabadi
جواد عسگری مارنانی (استاد راهنما) حمیدرضا مرزبان (استاد راهنما) یداله ذاکری حسین ابادی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Roozbeh Memarzadeh
روزبه معمارزاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

Explicit Model Predictive Control for Hybrid Systems- with Application to Traction Control
MPC has become the accepted standard for complex constrained multivariable control problems in the process industries. One of those control problems is traction control, which is used to improve a driver’s ability to control a vehicle under adverse external conditions such as wet or icy roads. By maximizing the tractive force between the vehicle’s tire and the road, a traction controller prevents the wheel from slipping and at the same time improves vehicle stability and steering ability. In most control schemes the wheel slip, i.e.,the difference between the normalized vehicle speed and the speed of the wheel is chosen as the controlled variable. The objective of the controller is to maximize the tractive torque while preserving the stability of the system. The relation between the tractive force and the wheel slip is nonlinear and is a function of the road condition. The presence of nonlinearities and constraints on one hand, and the simplicity needed for real-time implementation on the other, have discouraged the use of optimal control theory for designing practical traction control systems. In this thesis, a multiparametric quadratic programming(mp-QP) method is reviewed that moves all the computations necessary for the implementation of MPC off-line, while it preserves all other characteristics of the MPC controller. The mp-QP is successfully implemented both for reference tracking and state regulation problems. Due to the nonlinear nature of the wheel slip dynamics, a linear model is inadequate and standard MPC methodologies can not be applied to the traction control problem. We show how a Mixed Logical Dynamical(MLD) model for the traction system can be obtained using the HYSDEL compiler. Two efficient method are presented for computing the explicit MPC for MLD and Piecewise Affine (PWA) systems. We apply our methodology to a piecewise affine model of the traction system and compute an explicit nonlinear traction control law with very good performance in simulations. Key words Multiparametric Linear Programming; Multiparametric Quadratic Programming; Mixed Logical Dynamical system(MLD); Hybrid System; Piecewise Affine system(PWA); HYbrid System DEscription Language(HYSDEL)
یک روش استاندارد پذیرفته برای مسـایل کنترل مقید شده در فرآیندهای صنعتی می باشد. یکی ازاین مسایل کنترلی کنترل کشش می باشد، با استفاده ازاین روش کنترلی می توان حرکت وسیله نقلیه راتحت شرایط نامطلوب ومزاحم مانند خیس بودن جاده یایخ زدگی جاده کنترل کرد. یک کنترل کننـده کشش با استفاده ازحداکثرکردن نیروی کششـی بین چرخهای وسیله نقـلیه و جاده مانع ازلغزش چرخها درشرایط نامطلوب خارجی شده ودر عین حال باعث افزایش پایداری وسیله نقلیه وبهبود قابلیت حرکت وسیله نقلیه درشرایط نامطلوب می گردد. دربیشـتر طرحـهای مربوط به لغزش چرخـها، اختلاف بین سرعت نرمالیـزه شده وسیله نقـلیه وسرعت چرخـهای وسیله نقلیه به عنوان متغیری که باید کنترل شود مطرح شده است. هدف ازاین کنترل کننده،حداکثرکردن گشتاورکششی درحالیکه پایداری سیستم تضمین شود می باشد. رابطه بین نیروی کششی ولغزش چرخها یک رابطه غیر خطی وتابعی ازشرایط جاده می باشد. وجوداین عوامل غیرخطی ازیک طرف ووجودقیود برروی متغیرهای مساله ازطرف دیگرباعث شده که مابرای تحلیل مساله ازتئوری کنترل بهینه برای سیستم کنترل کشش استفاده کنیم. دراین پایان نامـه ابتدا برنامه ریزی خطی ومربعی چند پارامـتری ومحاسبـات لازم برای بـکارگیری مساله بررسی شده است. برنامه ریزی های چندپارامتری خطی ومربعی به خوبی برروی مسایل تنظیم حالتها در مبدا ومساله تعقیب به راحتی می تواند پیاده سازی شود. به دلیل ذات غیرخطی دینامیک های لغزش چرخها، یک مدل خطی و استاندارد نمی تواند برای بررسی عملکردسیستم کنتـرل کشش به کار گرفته شود. ما نشان خواهیم داد که چگونه یک مدل مرکب منـطقی دینامیکی برای سیستم کنترل کشش با استفاده ازتلفیق کننده زبان توصیف سیستمهای هایبرید بدست می آید. دوروش موثر برای محاسبه مساله وجود دارد، استفاده از مدل های تکه ـ ای مستوی و مرکب منـطقی دینامیکی. ما این روش کنترل را به مدلهای و مربوط به سیتم کنترل کشش اعمال کرده و قانون کنترل کشش غـیر خطی رامحاسبه می کنیم وسپس شبیه سازی های مربوط به آن را انجام می دهیم. واژگان کلیدی : برنامه ریزی خطی چند پارامتری؛ برنامه ریزی مربعی چند پارامتری؛ سیستم های دینامیکی منطقی مرکب؛ سیستم های هایبرید؛ سیستم های تکه ای مستوی؛ زبان توصیف سیستم های هایبرید

ارتقاء امنیت وب با وف بومی