در بسیاری از کاربردهای صنعتی رسیدن به حداقل واریانس در خروجی تضمین کننده کارایی سیستم و موجب بهره وری بالا و کاهش مصرف انرژی است. از این رو، موضوع حداقل واریانس موضوعی مهم در مهندسی کنترل محسوب می شود. از نظر تئوری کنترل حداقل واریانس کنترل بهینه ای است که می تواند حداقل واریانس ممکن را تضمین کند. با این وجود، استفاده از این کنترل کننده با محدودیت-هایی همراه است که مهمترین این محدودیت ها، نیاز کنترل کننده به مدلی دقیق از سیستم و اغتشاش است. مدل سازی سیستم های چند ورودی - چند خروجی (MIMO) به علت وجود وابستگی بین حلقه ها به سادگی نوع تک ورودی- تک خروجی (SISO) نیست. از طرف دیگر وجود اغتشاشات بر این پیچیدگی می افزاید. در این مقاله از مدل VARX (Vector ARX) برای شناسایی همزمان سیستم و اغتشاش استفاده شده است. سپس مدل بدست آمده اساس کار طراحی کنترل کننده حداقل واریانس قرار گرفته است. استفاده از مدل شناسایی شده VARX (با استفاده از داده های معمول از کار سیستم) برای طراحی کنترل کننده، روش پیشنهادی را برای کاربردهای صنعتی مناسب می-سازد. روش پیشنهاد شده بر روی سیستم آزمایشگاهی 4 تانک، که سیستمی غیرخطی است، به صورت عملی امتحان شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهند که با استفاده از این نوع مدل می‌توان کنترل کننده حداقل واریانسی برای سیستم MIMO طراحی کرد که به مدل دقیق از سیستم نیاز نداشته باشد و با این وجود، دقت آن در رسیدن به حداقل واریانس در مقایسه با روش دقیق اما پیچیده و مبتنی بر مدل ماتریس اینترکتو، قابل قبول باشد. به علاوه، دقت روش پیشنهادی (مبتنی بر VARX) در رسیدن به حداقل واریانس، نسبت به روش مشابه تحلیل سری زمانی چند متغیره (مبتنی بر VAR) نیز برتری دارد.

واژه‌های کلیدی: کنترل کننده حداقل واریانس، مدل VARX، مدل سازی سیستم و اغتشاش، روش سری های زمانی، سیستم 4 تانک

متن کامل [PDF 810 kb]   (2751 دریافت)