Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Reza Marzban
حمیدرضا مرزبان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nasrin Aghababayi dehaghani
نسرین آقابابائی دهاقانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده ریاضی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Optimal control of linear piecewise constant delay systems using a hybrid of block-pulse and Legendre polynomials
In this thesis an efficient approximation scheme is successfully developed for solving linear optimal control problems with a piecewise constant delay function. Time delays are frequently encountered in various fields of science and engineering such as chemical processes, transmission lines, power systems, biological methods, communication networks, economics and finance. It is known that except for some simple cases. It is extremely difficult or impossible to derive. A closed-form solution for such a class of systems. Indeed, time-delay systems is one of the most important subject in optimal control theory. The situation becomes much more complicated when time-delay is a piecewise constant function. Accordingly, an efficient and effective numerical method has to be adopted. Up to now, many research works have been dedicated to the numerical treatment and theoretical aspects of optimal control problems with a constant delay. To our knowledge, linear optimal control problems involving a piecewise constant function has not yet been considered in the literature. The main purpose of this thesis is to propose a hybrid approximation method for solving the mentioned problems. The method is based on a hybrid of block-pulse functions and Legendre polynomials. It is worth noting that the exact solution of a delayed optimal control problems is a piecewise smooth function. Accordingly, none of the smooth basis functions is able to provide a satisfactory approximation for such a class of systems. It should be mentioned that the approximation of a piecewise smooth function by a finite number of smooth functions often fails to converge. This is due to the existence of the well-known Gi phenomenon. The exact response of these systems cannot be obtained solely either by block-pulse functions or by Legendre polynomials. Combining block-pulse functions and Legendre polynomials allows one to simultaneously make use of the best characteristics of the two mentioned bases
سیستم‌های تأخیری در بسیاری از شاخه‌های علوم و فنون کاربرد دارند، از این نظر آنالیز، شناسایی و کنترل بهینه‌ی این رده از سیستم‌ها از اهمیت بسزایی برخوردار است که در رده‌بندی مهمی از سیستم‌های کنترل جای می‌گیرند. پدیده‌هایی نظیر خطوط انتقال، سیستم‌های حمل‌و‌نقل، فرآیند‌های شیمیایی، سیستم‌های الکترونیکی و ... با استفاده از معادلات دیفرانسیل تأخیری مدل‌سازی می‌شوند. در بیشتر موارد فرآیند مربوط به پاسخ تحلیلی سیستم‌های تأخیری مشکل بوده و از پیچیدگی بالایی برخوردار است. بنابراین ارایه‌ی یک روش عددی مناسب و کارآمد برای حل این‌گونه سیستم‌ها بسیار مهم و قابل اهمیت است. هدف اصلی این پایان‌نامه، استفاده از یک روش عددی مؤ ثر و کارآمد مبتنی بر توابع ترکیبی لژاندر-بلاک پالس برای یافتن کنترل بهینه‌ی سیستم‌های خطی تأخیری با تابع تأخیر قطعه‌ای ثابت و با تابعی معیار درجه دوم است. ابتدا توابع ترکیبی لژاندر-بلاک پالس معرفی شده و سپس با استفاده از روش مستقیم و ماتریس‌های عملیاتی انتگرال، حاصل‌ضرب و تأخیر، کنترل بهینه‌ی تأخیری با تأخیر قطعه‌ای ثابت به یک مسأله‌ی بهینه‌سازی پارامتری تبدیل می‌شود و با حل آن که به مراتب ساده ‌تر از حل مسأله‌ی اصلی است به تقریبی از جواب سیستم دست می‌یابیم. برای نشان دادن دقت، قابلیت و کارایی این روش، مثال‌های متعددی بیان می‌شود. واژه‌های کلیدی: کنترل بهینه، چندجمله‌ای‌های لژاندر، توابع بلاک پالس، توابع ترکیبی، ماتریس عملیاتی تأخیر.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی