fa طراحی کنترل کننده حداقل واریانس با استفاده از مدل VARX تخصصي Special پژوهشي Research paper 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. In most industrial applications, attaining minimum output variance certifies the efficiency of system and results in increasing productivity and decreasing energy consuming. Therefore, minimum variance index is considered as one of the main subjects in control engineering field. A minimum variance controller is an optimal controller that provides (theoretically) the minimum possible variance. Designing this controller, however, requires exact models of both the system and disturbance. Due to existence of interactions among loops, modeling MIMO systems is often complicated. Existence of disturbance is another reason for this complication. In this paper, in order to avoid the need for an analytical model of system, VARX model has been used to simultaneous identification of the plant and disturbance. Then, the estimated model is used for designing a minimum variance controller. In this method, operating data of inputs and outputs of the system are the only requirements for identification of the VARX model. The proposed method has been tested on an experimental benchmark such as a four-tank system which has a nonlinear behavior. The investigation results show that a minimum variance controller can be designed, based on an identified VARX model, for a MIMO system, without any need for an exact model of the system, while at the same time, capable of providing an acceptable minimum variance compared to that precisely obtained using the model-based “Interactor-Matrix” method. کنترل کننده حداقل واریانس, مدل VARX, مدل سازی سیستم و اغتشاش, روش سری های زمانی, سیستم 4 تانک Minimum variance controller, VARX model, Modeling plant and disturbance, Time series method, Quadruple-tank benchmark. 69 80 http://joc.kntu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-1-27&slc_lang=fa&sid=1 Yusef Alipouri یوسف علیپوری alipouri_yousef@elec.iust.ac.ir 1003194753284600173 1003194753284600173 No دانشگاه علم و صنعت ایران Javad Poshtan جواد پشتان jposhtan@iust.ac.ir 1003194753284600174 1003194753284600174 Yes دانشگاه علم و صنعت ایران