Skip to main content
SUPERVISOR
Mohsen Mojiri foroshani,Javad Askari
محسن مجیری فروشانی (استاد راهنما) جواد عسگری مارنانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Shima Bikineh
شیما بی کینه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Introducing an adaptive compensator of periodic disturbances with unknown frequency
One of the basic requirements in control systems is that they had the ability to regulate the controlled variables to reference commands without a steady-state error against unknown and unmeasurable disturbance inputs . Control systems with this property are called servo systems . In servo systems design , the internal model principle plays an important role . Based on the internal model principle for perfect tracking or rejecting an input signal , a model of signal should be inserted in stable closed loop system . In practice , we often encounter the situations where the reference commands to be tracked and/or disturbance input to be rejected are periodic signals . Examples are industrial robots , disc drives , numerical control machines , servo scanners and every system that rotates or repeats the same task on a periodic basis . Repetitive control is a potential solution to this kind of precision systems . When the periodic disturbance is not purely sinusoidal and contains infinite harmonics in its Fourier series expansion , according to the internal model principle , a finite dimensional compensator can not achieve disturbance rejection perfectly even though the frequency is known . In this thesis we address this control problem in the case of unknown frequency . For this purpose , the thesis proceeds with introducing a chain of n filters which is capable of estimating the fundamental frequency of a signal composed of harmonically related sinusoids , and of decomposing it into its constituent components . It shown that by tending n to infinity , we reach to a linear time delay system which when furnished with a frequency estimator block is capable of estimating the fundamental frequency of any periodic signal . Another ability of proposed estimator is reproducing the periodic signal . In contrary it could not decomposed the periodic signal to its components . In compersion with the previous methods , the proposed fundamental frequency estimator has a simple structure , high convergence rate and accurate estimated value . The proposed estimator is employed in the structure of a repetitive control system to track or reject periodic signals with unknown frequency . The proposed structure has robust properties with respect to uncertainties in plant and frequency of periodic input and also is adaptive with respect to frequency of periodic input . Stability analysis of proposed stractures is carried out based on the concepts of integral manifold of slow adaptation and averaging theory . Various simulations confirm the desirable performance of proposed structures . Keywords: Repetitive Control , Disturbance Rejection , Periodic Signals , Fundamental Frequency Estimation.
یکی از ویژگی‌های اساسی هر سیستم کنترلی این است که خروجی بتواند ورودی مرجع را با کمترین خطای حالت ماندگار درحضور اغتشاش‌های نامعین و غیرقابل اندازه‌گیری دنبال کند. در برخی از کاربرد‌ها به خصوص کاربرد‌های صنعتی، ورودی مرجع و اغتشاش‌ سیگنال‌هایی تناوبی هستند. طراحی یک سیستم کنترلی که قادر به تعقیب و یا حذف سیگنال‌های تناوبی باشد، حائز اهمیت است. چنین سیستم‌های کنترلی را سیستم‌های کنترل بازانجامی می‌نامند. برای اینکه سیستم‌های کنترل بازانجامی بتوانند عملکرد مناسبی در تعقیب و یا حذف سیگنال‌های تناوبی داشته باشند، باید فرکانس این سیگنال‌ها، معلوم باشد. اما در بیشتر مواقع فرکانس سیگنال اغتشاش نامعین و یا متغیر با زمان است. کنترل بازانجامی برای سیگنال‌های تناوبی با فرکانس نامعین رویکرد‌های مختلفی دارد که از آن جمله می‌توان به رویکرد‌های مقاوم و رویکرد‌های تطبیقی اشاره کرد. رویکردهای مقاوم زمانی می‌تواند کارآمد باشند که تخمینی از بازه تغییرات فرکانس سیگنال‌های تناوبی در دسترس باشد. در غیر این صورت باید از رویکرد‌های تطبیقی استفاده کرد. به این معنی که ابتدا باید فرکانس سیگنال‌ اغتشاش تخمین زده شود، سپس فرکانس تخمینی به سیستم کنترل بازانجامی اعمال گردد. بر این مبنا مساله کنترل بازانجامی و مساله تخمین فرکانس سیگنال‌های تناوبی ارتباط نزدیکی با یکدیگر دارند. در این پژوهش ابتدا مساله تخمین فرکانس پایه سیگنال‌های تناوبی مورد بررسی قرار می‌گیرد و یک روش برای تخمین دقیق فرکانس سیگنال‌های تناوبی پیشنهاد می‌شود. روش پیشنهادی شامل یک سیستم تاخیر زمانی و یک سیستم تخمین فرکانس است. تخمین‌زن فرکانس، تاخیر زمانی را تنظیم می‌کند تا بر دوره تناوب پایه سیگنال تناوبی منطبق شود. روش پیشنهادی که یک سیستم بازانجامی با پلانت واحد است، .ضمن تخمین دقیق فرکانس سیگنال‌های تناوبی، قادر به بازسازی سیگنال تناوبی نیز می‌باشد. روش پیشنهادی همچنین نسبت به روش های ارائه شده تاکنون از سرعت و دقت بالاتر و همچنین ساختار ساده‌تری برخوردار است. سپس مساله حذف اغتشاش‌های تناوبی مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای این منظور در سیستم بازانجامی تخمین فرکانس، پلانت غیر واحد و کلی در نظر گرفته شده و با اصلاحاتی در سیستم بازانجامی و استفاده از فیدبک حالت مقاوم، یک ساختار کنترل بازانجامی جهت حذف اثر اغتشاش‌های تناوبی با فرکانس نامعلوم وارد بر یک سیستم خطی تغییر ناپذیر با زمان دارای نامعینی به کار گرفته می‌شود. ساختار پیشنهادی ضمن حفظ ویژگی‌های مقاوم بودن نسبت به نامعینی‌های پلانت و فرکانس سیگنال اغتشاش، قادر به تخمین فرکانس پایه و در نتیجه حذف کامل اثر اغتشاش‌های تناوبی با فرکانس نامعین وارد بر سیستم است. ساختار ارائه شده یک ساختار مقاوم (نسبت به نامعینی‌ها) و تطبیقی (نسبت به فرکانس سیگنال اغتشاش تناوبی) است. تحلیل پایداری روش‌های پیشنهادی مبتنی بر مفهوم خمینه انتگرال نیز در این تحقیق پی‌گیری شده است. شبیه سازی‌های متعدد موید کارایی روش تخمین فرکانس پایه پیشنهادی و همچنین سیستم کنترل بازانجامی است. کلمات کلیدی: کنترل بازانجامی، حذف اغتشاش، سیگنال تناوبی، تخمین فرکانس

ارتقاء امنیت وب با وف بومی