Skip to main content
SUPERVISOR
Marzieh Kamali,Javad Askari,Mohsen Mojiri foroshani
مرضیه کمالی (استاد مشاور) جواد عسگری مارنانی (استاد راهنما) محسن مجیری فروشانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amirreza Silani
امیررضا سیلانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Rejection of Sinusoidal Disturbance Acting on Time-Delay Plants Based on Second Order Generalized Integrator
Frequency estimation is a common problem in many practical applications which include the problem of disturbance rejection with unknown frequency. These kinds of disturbance is identifiable thanks to its narrow frequency band so it can be cancelled. In order to achieve this goal, the disturbance frequency should be estimated then this frequency estimate should be given to a disturbance cancellation algorithm to reject sinusoidal disturbance. There diverse methods which has already proposed for frequency estimation and are different in the terms of stability and response speed. These methods includes phased-locked loop, second order generalized integrator-frequency locked loop, induction motor frequency estimation, Kalman filter, and internal model principal. In addition to the estimation of disturbance frequency, these algorithms produce their input signal and its orthogonal signals which can be used for the rejection of disturbance. One of the challenging issues with which we are confronted is the condition that the plant is unknown. In this circumstance we should use plant's estimate. Furthermore, in practical applications, the plants roughly have time delay. Overlooking this delay can reduce efficiency of the control system and even make it unstable. Thus, in disturbance rejection problem, delay should be considered and the problem should be solved for unknown time-delay plant. In this research, the method of second order generalized integrator-frequency locked loop is used for frequency estimation. Firstly, the problem is solved for known plant without delay. Then the problem is extended for unknown plant without delay which uses an adaptive estimator for plant's parameter's estimation. Using frequency and plant's parameters estimates, a control law is proposed to cancel sinusoidal disturbance. Simulations depicts the efficiency of this algorithm. Afterwards, the problem is extended unknown time-delay plants and two methods are used to solve this problem. In first method, regardless of the fact that plant has time delay, plant's parameters are estimated and this algorithm is not different from the condition which plant does not have time delay. Simulations demonstrate that this forfeits its efficiency by rising the amount of time delay. In second method, a delay estimator is added to the algorithm and the parameters of a plant's part which has no time delay is estimated. Using parameter estimates, a control law is proposed to reject sinusoidal disturbance. {Key Words} : Sinusoidal Disturbance Cancellation , Frequency Estimation , Time-Delay Estimation , Second Order Generalized Integrator, Frequency Locked Loop, Averaging, Time-Delay Systems
مسأله تخمین فرکانس یکی از مسائل پرکاربرد است. از جمله این کاربردها حذف اختلال سینوسی با فرکانس نامعلوم است که این گونه اختلال‌ها به دلیل باند باریک فرکانسی قابل شناسایی و حذف هستند. برای این منظور ابتدا با یک روش فرکانس اختلال باید تخمین زده شود، سپس این فرکانس به الگوریتم حذف اختلال داده~شود تا اختلال سینوسی حذف گردد. تاکنون روش ‌های مختلفی برای تخمین فرکانس ارائه شده است، که این روش ‌ها از لحاظ پایداری و سرعت پاسخ با هم تفاوت دارند و بیشتر این روش‌ ها بر مبنای یک روش تطبیقی کار می‌ کنند. از جمله این روش ‌ها می‌‌ توان به روش حلقه ‌ی قفل شده در فاز، روش حلقه‌ی قفل شده در فرکانس با انتگرال‌‌گیر تعمیم یافته‌ی مرتبه دوم، روش تخمین فرکانس مبتنی بر مدل موتور القایی و فیلتر کالمن اشاره کرد. این الگوریتم ‌‌ها علاوه بر تخمین فرکانس سینوسی، سیگنال ورودی و نیز شیفت‌یافته ‌‌ی آن به اندازه ‌‌‌ی 90 درجه (سیگنال متعامد آن) را نیز تولید می ‌کند که از سیگنال ورودی و شیفت‌یافته‌ ی آن در الگوریتم حذف اختلال استفاده می‌ ‌شود. یکی دیگر از چالش‌‌های پیش رو این است که پلانت نامشخص باشد، در این صورت باید پارامترهای آن تخمین زده شود. همچنین اکثر سیستم‌ها در عمل دارای تأخیر زمانی هستند که نادیده گرفتن این تأخیر موجب کاهش کارایی سیستم کنترل و حتی ناپایداری آن می‌گردد. بنابراین در مسأله حذف اختلال سینوسی نیز باید تأخیر لحاظ گردد و مسأله برای حالتی که پلانت نامعلوم و دارای تأخیر زمانی باشد، حل شود. در این تحقیق از روش حلقه‌ی قفل شده در فرکانس با انتگرال‌‌گیر تعمیم یافته‌ی مرتبه دوم برای تخمین فرکانس استفاده می‌شود. ابتدا مسأله حذف اختلال برای حالتی که پلانت معلوم و بدون تأخیر باشد در نظر گرفته و حل می‌شود. سپس مسأله برای حالت پلانت نامعلوم و بدون تأخیر مطرح می‌شود که در آن از یک تخمین‌زن‌ تطبیقی جهت تخمین پارامترهای پلانت استفاده می‌شود و در نهایت با استفاده از تخمین فرکانس و پارامترهای پلانت و نیز دو سیگنال متعامد سینوسی قانون کنترلی جهت حذف اختلال پیشنهاد می‌گردد. اثبات پایداری این سیستم با استفاده از روش میانگین‌گیری انجام می‌شود. شبیه‌سازی‌های الگوریتم مؤید عملکرد مطلوب آن است. در ادامه مسأله برای حالتی که پلانت نامعلوم و دارای تأخیر زمانی باشد مطرح می‌شود و از دو روش جهت حل این مسأله استفاده می‌گردد. در روش اول پارامترهای پلانت نامعلوم، صرف نظر از این که دارای تأخیر زمانی است، تخمین زده می‌شوند که الگوریتم این روش تفاوتی با حالت پلانت بدون تأخیر آن ندارد. شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که با زیاد شدن تأخیر، الگوریتم کارایی خود را از دست می‌دهد، در نتیجه باید از یک تخمین‌زن تأخیر جهت افزایش کارایی الگوریتم استفاده شود. در روش دوم یک قانون تخمین تأخیر به الگوریتم اضافه می‌شود و نیز پارامترهای بخش بدون تأخیر پلانت تخمین زده می‌شود و در نهایت با استفاده از پارامترهای تخمینی قانون کنترلی برای حذف اختلال سینوسی پیشنهاد می‌گردد. شبیه‌سازی‌های انجام شده مؤید کارایی الگوریتم به ازای تأخیرهای متفاوت است. {واژه‌های کلیدی :} 1 - حذف اختلال سینوسی، 2 - تخمین فرکانس، 3 - تخمین تأخیر زمانی، 4 - انتگرال‌‌گیر تعمیم یافته‌ی مرتبه دوم، 5 - روش حلقه‌ی قفل شده در فرکانس، 6 - پایداری و روش میانگین‌گیری، 7 - سیستم‌های تأخیر زمانی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی