OTHERS_CITABLE کنترل غیر مبتنی بر مدل برای یک ربات چرخ‌دار به همراه یک دنبال‌رو ربات متحرک چرخ‌دار به همراه یک دنبال‌رو یک سیستم رباتیکی چند بخشی است که از یک کشنده به همراه یک دنبال رو تشکیل می‌شود. تعقیب مسیرهای حرکت زمانی یکی از مسائل مطرح در زمینه‌ی ربات‌های متحرک چرخ‌دار است که در این مقاله به آن می‌پردازیم. در ابتدا معادلات سینماتیکی ربات متحرک استخراج می‌گردد. سپس، مسیرهای حرکت زمانی مرجع تولید می‌گردد. در ادامه یک کنترل غیر مبتنی بر مدل بر اساس روش ترانهاده‌ی ژاکوبیِ بهبود یافته برای ربات طراحی می‌گردد. قانون کنترلی پیشنهاد شده، ربات متحرک چرخ‌دار را به صورت مجانبی حول مسیرهای حرکت زمانی مرجع پایدار می‌سازد. در پایان نتایج تجربیِ پیاده‌سازیِ روش طراحی شده بر روی یک مدل آزمایشگاهی و مقایسه نتایج با کنترل مدل- مبنا ارائه می‌گردد. نتایج بدست آمده کارایی روش پیشنهاد شده را نشان می‌دهد. http://joc.kntu.ac.ir/article-1-108-fa.pdf 2014-06-20 1 10 ربات متحرک چرخ‌دار سیستم‌های غیر هولونومیک تعقیب مسیرهای حرکت زمانی روش ترانهاده‌ی ژاکوبیِ بهبود یافته. Non-Model-Based Control Law for a Wheeled Robot Towing a Trailer Tractor-trailer wheeled robot (TTWR) is a modular robotic system that consists of a tractor module towing a trailer. Trajectory tracking is one of the challenging problems focused in the context of wheeled mobile robots (WMRs) that has been discussed in this paper. First, kinematic equations of TTWR are obtained. Then, reference trajectories for tracking problem are produced. Subsequently, a non-model-based control based on Modified Transpose Jacobian (MTJ) method is designed for the TTWR. The proposed controller steer the TTWR asymptotically follow reference trajectories. Finally, experimental results for implementation of the designed controller on an experimental setup in comparison with model-based algorithm are presented. Obtained results show the effectiveness of the proposed controller http://joc.kntu.ac.ir/article-1-108-en.pdf 2014-06-20 1 10 Wheeled mobile robot Nonholonomic systems Trajectory Tracking Modified Transpose Jacobian Ali Keymasi keymasi@gmail.com 1 AUTHOR Seyed Ali Akbar Moosavian moosavian@kntu.ac.ir 2 AUTHOR
OTHERS_CITABLE پایدارسازی سیستم های همگن سوئیچ شونده با استفاده از تابع لیاپانوف مشترک در این مقاله روشی جدید برای پایدارسازی و طراحی قانون کلیدزنی پایدارساز برای سیستم های همگن سوئیچ شونده به عنوان دسته ای از سیستم های غیرخطی سوئیچ شونده معرفی شده است. سیستم سوئیچ شونده مورد نظر دارای تعداد مشخصی زیرسیستم است که همگی همگن از درجه دلخواه با ضرایب گسترش یکسان هستند. در این روش هیچ محدودیتی در رابطه با بعد سیستم، درجه همگنی و ضرایب گسترش وجود ندارد. روش ارائه شده مبتنی بر وجود تابع لیاپانوف مشترک همگن برای زیرسیستم ها است و براساس آن قانون کلیدزنی پایدارساز همگن مشخص می گردد. در این روش یک سیستم ترکیبی از زیرسیستم ها ساخته می شود و در قضیه ای نشان داده شده که پایداری سیستم ترکیبی، پایداری سیستم سوئیچ شونده به همراه قانون کلیدزنی معرفی شده را نتیجه می دهد. همچنین تابع لیاپانوف سیستم ترکیبی، به عنوان تابع لیاپانوف مشترک برای سیستم سوئیچ شونده معرفی شده است. http://joc.kntu.ac.ir/article-1-109-fa.pdf 2014-06-20 11 20 پایداری تابع لیاپانوف مشترک سیستم غیرخطی سوئیچ شونده سیستم همگن قانون کلیدزنی پایدارساز Stabilization of Switched Homogeneous Systems using Common Lyapunov Function In this paper, a new method is introduced to study the stabilization and design of stabilizing switching law for switched homogeneous systems as a class of switched nonlinear systems. The considered switched system has a number of homogeneous subsystems with desired degree and similar dilation coefficients. In this method, there is not any limitation about system dimension, homogeneous degree and dilation coefficients. The proposed method is based on existence of homogeneous common Lyapunov function for subsystems and using that, the stabilizing switching law is specified. In this method, a combined system of subsystems is introduced and in a theorem it is shown that the stability of combined system results in the stability of switched system with defined switching law. Thus the Lyapunov function of combined system is introduced as common Lyapunov function for switched system http://joc.kntu.ac.ir/article-1-109-en.pdf 2014-06-20 11 20 stability common Lyapunov function switched nonlinear system homogeneous system stabilizing switching law khatereh Sokhanvar Mahani kh.sokhanvar@stu-mail.um.ac.ir 1 AUTHOR Ali Karimpour karimpor@um.ac.ir 2 AUTHOR Naser Pariz n-pariz@um.ac.ir 3 AUTHOR
OTHERS_CITABLE شناسایی خطای اندازه‌گیری سنسور در سیستم یاتاقان مغناطیسی فعال با استفاده از مشاهده‌گر تناسبی انتگرالی در این تحقیق شناسایی خطای اندازه‌گیری سنسورهای جابجایی سنج غیرتماسی در یک مدل آزمایشگاهی یاتاقان مغناطیسی فعال انجام گرفته است. در ابتدا معادلات دینامیکی یک یاتاقان مغناطیسی به همراه تقویت کننده‌های قدرت استخراج شده و پارامترهای مدل آزمایشگاهی شناسایی شده‌اند. سپس به منظور پایدار سازی سیستم از کنترلگر LQR به همراه مشاهده‌گر تناسبی استفاده شده است. نتایج تجربی نشان می‌دهد که استفاده از مشاهده‌گر تناسبی رایج سبب تقویت خطای اندازه‌گیری و انحراف سیستم از مرکز یاتاقان خواهد شد. بنابراین برای شناسایی خطای اندازه‌گیری از یک مشاهده‌گر تناسبی انتگرالی استفاده شده و روش ارائه شده روی مدل آزمایشگاهی یاتاقان مغناطیسی پیاده سازی شده است. نتایج تجربی نشان می‌دهد که مشاهده‌گر تناسبی انتگرالی به خوبی قادر به شناسایی خطای اندازه‌گیری سنسور و حذف اثر آن بر پاسخ سیستم است. http://joc.kntu.ac.ir/article-1-110-fa.pdf 2014-06-20 21 32 خطای اندازه‌گیری سنسور مشاهده‌گر تناسبی انتگرالی یاتاقان مغناطیسی Identification of Sensor Runout in Active Magnetic Bearing System The identification of sensor runout in non-contact proximity sensors of an active magnetic bearing test rig is presented in this paper. First, the dynamic equations of the magnetic bearing together with the power amplifiers are derived and parameters of the experimental test rig are identified. Then, to stabilize the system, the LQR controller and a proportional observer are utilized. Experimental results show that the conventional proportional observer amplifies the sensor runout and deviates the system from origin. Therefore, a proportional integral observer is used to identify the sensor runout and implemented on the laboratory model of the active magnetic bearing. The experimental results show that the proportional integral observer can effectively identify the sensor runout and eliminate its effect on the system response. http://joc.kntu.ac.ir/article-1-110-en.pdf 2014-06-20 21 32 Sensor runout Proportional integral observer Magnetic Bearing Seyed Mahdi Darbandi s_m_darbandi@mech.sharif.edu 1 AUTHOR Mahdi Behzad m_behzad@sharif.edu 2 AUTHOR Hamid Mehdigholi mehdi@sharif.edu 3 AUTHOR Hassan Salarieh salarieh@sharif.edu 4 AUTHOR
OTHERS_CITABLE مدل سازی کوره قوس الکتریکی بر مبنای نظریه آشوب به منظور کنترل پارامترهای کیفیت توان کوره های قوس الکتریکی یکی از بزرگترین بارهای متمرکز درشبکه قدرت و از مهمترین منابع تولید هارمونیک، فلیکر ولتاژ و نامتعادلی به شمار می روند. در این مقاله، براساس نظریه آشوب، در ابتدا یک مدل توصیف کننده رفتار کوره قوس الکتریکی AC از لحاظ پارامترهای کیفیت توان ارائه می گردد. در این راستا حالت استاتیک قوس الکتریکی با استفاده از یک تابع هذلولی- نمایی مدل گردیده و نوسانات موجود در آن بوسیله یک مدل آشوبی توصیف می گردد. در این خصوص انتخاب مناسب پارامترهای مدل آشوبی به منظور تطبیق سیگنال آشوبی حاصل با نوسانات ولتاژ قوس الکتریکی از منظر پارامترهای کیفیت توان موضوع مهمی به شمار می رود. بدین منظور، ازالگوریتم بهینه سازی رقابت استعماری والگوریتم ژنتیک با تابع هزینه مشتمل بر انحراف هارمونیک های ولتاژ و جریان استفاده گردیده، تا مناسب ترین برازش از حیث هامونیک حاصل گردد. داده های مورد استفاده در این مقاله داده های واقعی جمع آوری شده از یک کوره قوس الکتریکی مجتمع فولاد مبارکه اصفهان می باشد. اعتبار مدل آشوبی ارائه شده با اندازه گیری میزان فلیکر ولتاژ از روی داده های واقعی و مدل پیشنهادی ارزیابی می گردد. در مرحله دوم، ایده استفاده از کنترل کننده های آشوبی برای کنترل پارامترهای کیفیت توان دنبال می گردد. در این راستا سیستم کنترل الکترودهای کوره قوس الکتریکی در نظر گرفته شده و با استفاده از داده های واقعی رابطه ایی بین جریان و طول قوس الکتریکی برازش می گردد. سپس با ارائه دو کنترل کننده آشوبی به روش تطبیقی و تاخیر دار به کنترل الکترودهای کوره قوس الکتریکی و در نهایت کنترل جریان شبکه توان پرداخته می شود. در ادامه به منظور بررسی عملکرد روش پیشنهاد شده، ضمن ارائه نتایج شبیه سازی، اثرات این دو کنترل کننده را در کاهش هارمونیک ها و فلیکر ولتاژهای کوره قوس الکتریکی، قبل و بعد از اعمال کنترل کننده آشوبی محاسبه و با یکدیگر مقایسه می نماییم. http://joc.kntu.ac.ir/article-1-111-fa.pdf 2014-06-20 33 42 کوره قوس الکتریکی نظریه آشوب هارمونیک ها فلیکر ولتاژ کنترل کننده های آشوب Modeling of the Electric Arc Furnaces using Chaos Theory and Control of Power Quality Parameters Chaos-Based modeling of Electric Arc Furnaces (EAF)in order to control the power quality parameters is the purpose of this paper. Electric arc furnaces represent one of the major sources of perturbations for the feeding system. For modeling the electric arc furnace, at first, the arc is modeling using current-voltage characteristic of time-domain, then the random characteristic has been taken into account by modulating the arc voltage by a chaotic attractor. This paper deals with the problem of the arc modeling using three well-known chaotic attractors (Rössler, Chua, and Lorenz) attractors. A new tuning procedure is carried out to determine the most adequate parameters of the attractors to model the arc furnace by imperialist competitive algorithm (ICA). Finally two methods (time delay feedback controller (TDFC), adaptive controller) for controlling electrode in electric arc furnaces are proposed. Then, the power quality indices before and after applying controller are compared to show the effectiveness of the proposed idea. http://joc.kntu.ac.ir/article-1-111-en.pdf 2014-06-20 33 42 Electric Arc Furnaces Chaos Theory Voltage Flicker Harmonics Control of Chaos Mohammad Ataei Ataei@eng.ui.ac.ir 1 AUTHOR Hajar Ghotb hajarghotb@yahoo.com 2 AUTHOR Ghazanfar Shahgholian shahgholian@iaun.ac.ir 3 AUTHOR Arash Kiyoumarsi 4 AUTHOR
OTHERS_CITABLE طراحی بهینه‌ی چندهدفه‌ی ربات کابلی 6-درجه آزادی با استفاده از معیارهای سینماتیکی در این مقاله با استفاده از معیارهای متنوع سینماتیکی و بهره گیری از الگوریتم های بهینه سازی تکاملی، به طراحی بهینه چند هدفه ربات های کابلی با 6 درجه آزادی پرداخته شده است. در همین راستا، تعیین فضای کاری ربات‌های کابلی به عنوان یکی از مهمترین چالش‌های طراحی ربات‌های کابلی فضایی در این مقاله مورد بحث و بررسی قرار گرفته و از میان تعریف‌های متعدد، فضای کاری کنترل پذیر به عنوان یکی از جامع‌ترین تعاریف فضای کاری ربات‌های کابلی انتخاب شده است. در این فضای کاری به ازای همه نیرو‌ها و گشتاور‌های وارده بر مجری نهایی‏، کابل‌ها در حالت کششی باقی می‌مانند. به منظور سنجش مهارت ربات‏، از معیار عدد وضعیت عمومی به عنوان شاخصی مؤثر در بررسی میزان دوری از تکینگی‏ استفاده شده است. همچنین بدترین حساسیت سینماتیکی به عنوان دقت قابل ارائه به کاربر در این مقاله معرفی شد. با بهره گیری از روش‌های بهینه سازی چند هدفه‌ای مانند الگوریتم ژنتیک، جبهه بهینگی پرتو به گونه ای برای پارامترهای طراحی ربات کابلی بدست می آید که تمامی توابع هدف طراحی ربات، به طور همزمان بهینه شوند. http://joc.kntu.ac.ir/article-1-112-fa.pdf 2014-06-20 43 56 ربات کابلی طراحی بهینه چند هدفه حساسیت سینماتیکی عدد وضعیت فضای کاری کنترل پذیر Multi-Objective Optimization of 6-Degree-of-Freedom Cable-Driven Parallel Robot Using Kinematic Indices This paper investigates the multi objective optimization of 6-degree of freedom cable-driven parallel robots by using the evolutionary optimization algorithm. In this regard, the determination of cable-driven parallel robots workspace is reviewed as the most important challenge in the design of space cable-driven parallel robots and among various definitions, controllable workspace is selected as a general definition of the cable-driven parallel robots workspace, in which the robot cables remain in tension for any applied forces and wrenches to the end-effector. In order to evaluate the dexterity of the under study robot, the condition number index is used as an effective criterion to measure the distance from singularity. Moreover, the worst kinematic sensitivity is introduced as a presentable accuracy index. Furthermore, by taking the advantages of multi-objective optimization methods such as the non-sorting genetic algorithm, the optimal pareto front for the design parameters of the robot is obtained such that simultaneously, all of the robot design’s objectives are satisfied. http://joc.kntu.ac.ir/article-1-112-en.pdf 2014-06-20 43 56 Planar cable robot Multi-objective optimization Kinematic sensitivity Condition number Controllable workspace.‎ Seyed Ahmad Khalilpour khalilpour@ee.kntu.ac.ir 1 AUTHOR Hamid Reza Taghirad taghirad@kntu.ac.ir 2 AUTHOR Mahdi Tale Masouleh m.t.masouleh@ut.ac.ir 3 AUTHOR Mahdi Aliyari Shoorehdeli aliyari@eetd.kntu.ac.ir 4 AUTHOR
OTHERS_CITABLE سنکرون‌سازی دو شمول‌ دیفرانسیلی لور با وجود پارامترهای نامعلوم و غیرخطی‌ساز شعاعی در مسیر ورودی‌های کنترلی در این مقاله، مسئله سنکرون‌سازی دو شمول دیفرانسیلی لور با در نظر گرفتن سه فرض عملی مهم مورد بررسی قرار می‌گیرد. در این راستا، از تئوری پایداری لیاپانوف برای طراحی ورودی‌های کنترلی به منظور سنکرون‌سازی شمول‌های لور پیرو و مرجع استفاده می‌شود. به عنوان فرض اول، بخش معادله دیفرانسیلی شمول‌های لور به صورت یک مجموعه‌ی محدب در نظر گرفته می‌شود که این نکته می‌تواند بخشی از عدم‌قطعیت‌های سیستم دینامیکی توصیف شده با شمول لور را پوشش دهد. ناشناخته بودن پارامترهای شمول دیفرانسیلی لور، فرض دوم این مقاله را تشکیل می‌دهد. با توجه به فرض سوم، عملگرهای غیرخطی‌ساز شعاعی در مسیر اعمال ورودی‌های کنترلی به شمول‌های لور در نظر گرفته می‌شوند. در واقع این فرض آخر، تا حدودی محدویت‌های پیاده‌سازی عملی را به علت وجود عملگرها نشان می‌دهد و چنانچه این موضوع در حین فرآیند طراحی، نادیده انگاشته شود، مشکلاتی را به وجود خواهد آورد. برای ارزیابی کارایی و موثر بودن ورودی‌های کنترلی پیشنهادی، دو شبیه‌سازی کامپیوتری شامل سنکرون‌سازی دو شمول دیفرانسیلی لور و یک مثال عملی آن ارائه شده است. http://joc.kntu.ac.ir/article-1-113-fa.pdf 2014-06-20 57 69 شمول دیفرانسیلی لور غیرخطی‌ساز شعاعی شمول‌های لور مرجع و پیرو سنکرون‌سازی Synchronization of Two Lur’e Differential Inclusions with Sector Input Nonlinearity and Unknown Parameters This paper deals with the synchronization of two Lur’e differential inclusions containing sector nonlinearity. Lyapunov stability theorem is employed to design the control inputs. The controllers are designed considering three important practical features in physical systems. First, differential equation part of the Lur’e differential inclusion is assumed to be convex. Second, it is presumed that parameters of the Lur’e differential inclusion are not completely known. Third, sector nonlinearities are considered on control inputs applied to the Lur’e differential inclusions. To assess performance and effectiveness of the proposed controllers a numerical example and a rotor dynamic system are simulated. http://joc.kntu.ac.ir/article-1-113-en.pdf 2014-06-20 57 69 Lur\'e differential inclusion Sector nonlinearity Master and slave Lur\'e systems Synchronization. Ali Abooee Aliabooee@ee.sharif.edu 1 AUTHOR Mohammad Haeri Haeri@sina.sharif.edu 2 AUTHOR