دوره 15، شماره 2 - ( مجله کنترل، جلد 15، شماره 2، تابستان 1400 )
جلد 15 شماره 2,1400 صفحات 68-51 |
برگشت به فهرست نسخه ها
1- دانشکده مهندسی، گروه مهندسی برق، دانشگاه شهید چمران اهواز
چکیده: (9682 مشاهده)
در این مقاله یک سیستم سخت‌افزاری شامل بالگرد آزمایشگاهی دو ورودی–دو خروجی مدل TRMS به‌منظور بررسی و آزمایش الگوریتم‌های مختلف شناسایی و کنترل طراحی و ساخته شده است. ابتدا گام‌های لازم (نرم‌افزاری و سخت‌افزاری) برای طراحی، ساخت و راه اندازی این سیستم دو درجه آزادی بیان میشود. با استفاده از قوانین فیزیکی حاکم بر سیستم و تحلیل آن‌ها و همچنین با کمک روش معین سازی و برخی روش‌های کلاسیک شناسایی جهت تعیین پارامترها، این سیستم آزمایشگاهی شناسایی و مدل‌سازی شده است و یک دینامیک شدیداً غیرخطی با تداخل متقابل بسیار بالا برای این سیستم به دست می آید. در ادامه، با تبدیل سیستم دو ورودی-دو خروجی به دو زیرسیستم تک ورودی-تک خروجی دکوپله شده، برای هرکدام از زیرسیستم‌ها به‌طور مجزا، طراحی کنترل‌کننده PID انجام گرفته است. همچنین برای سیستم دو ورودی-دو خروجی با در نظر گرفتن تداخل متقابل، کنترل‌کننده PID با استفاده از روش حلقه بستن ترتیبی طراحی و پیاده‌سازی شده است. جهت اعتبارسنجی، نتایج عملی حاصل از پیاده‌سازی با نتایج شبیه‌سازی‌شده در نرم‌افزار Matlab مقایسه می شود. نتایج نشان‌دهنده معتبر بودن مدل استخراج‌شده و همچنین عملکرد مؤثر کنترل کننده میباشد.
نوع مطالعه: كاربردي |
موضوع مقاله:
تخصصي
دریافت: 1398/11/17 | پذیرش: 1399/7/8 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1399/7/29 | انتشار: 1400/4/13
دریافت: 1398/11/17 | پذیرش: 1399/7/8 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1399/7/29 | انتشار: 1400/4/13
فهرست منابع
1. [1] F. Instruments, "Twin Rotor MIMO System 33-007-PCI," ed: Crowborough, 2013.
2. [2] R. Rashad, A. El-Badawy, and A. Aboudonia, "Sliding mode disturbance observer-based control of a twin rotor MIMO system," ISA transactions, vol. 69, pp. 166-174, 2017. [DOI:10.1016/j.isatra.2017.04.013]
3. [3] A. Bayrak, F. Dogan, E. Tatlicioglu, and B. Ozdemirel, "Design of an experimental twin‐rotor multi‐input multi‐output system," Computer Applications in Engineering Education, vol. 23, no. 4, pp. 578-586, 2015. [DOI:10.1002/cae.21628]
4. [4] A. Rahideh and M. Shaheed, "Mathematical dynamic modelling of a twin-rotor multiple input-multiple output system," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering, vol. 221, no. 1, pp. 89-101, 2007. [DOI:10.1243/09596518JSCE292]
5. [5] P. Chalupa, J. Přikryl, and J. Novák, "Modelling of twin rotor MIMO system," Procedia Engineering, vol. 100, pp. 249-258, 2015. [DOI:10.1016/j.proeng.2015.01.365]
6. [6] A. Rahideh and M. H. Shaheed, "Dynamic modelling of a twin rotor MIMO system using grey box approach," in 2008 5th International Symposium on Mechatronics and Its Applications, 2008: IEEE, pp. 1-6. [DOI:10.1109/ISMA.2008.4648835]
7. [7] F. Aldebrez, I. M. Darus, and M. Tokhi, "Dynamic modelling of a twin rotor system in hovering position," in First International Symposium on Control, Communications and Signal Processing, 2004., 2004: IEEE, pp. 823-826.
8. [8] A. Tastemirov, A. Lecchini-Visintini, and R. M. Morales-Viviescas, "Complete dynamic model of the Twin Rotor MIMO System (TRMS) with experimental validation," Control Engineering Practice, vol. 66, pp. 89-98, 2017. [DOI:10.1016/j.conengprac.2017.06.009]
9. [9] م. ش. پ. ق. نیا "باز طراحی دیجیتالی سیستم کنترل یک هلیکوپتر آزمایشگاهی"، پایان نامه فارسی، سامانه گنج، دانشگاه آزاد اسلامی واحد سمنان، 1389.
10. [10] س. ناطق، "کنترل فازی هلیکوپتر آزمایشگاهی به کمک تئوری لیاپانوف نایکنوا" پایان نامه فارسی، سامانه گنج، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، 1392.
11. [11] P. Wen and T.-W. Lu, "Decoupling control of a twin rotor MIMO system using robust deadbeat control technique," IET Control Theory & Applications, vol. 2, no. 11, pp. 999-1007, 2008. [DOI:10.1049/iet-cta:20070335]
12. [12] J.-G. Juang, M.-T. Huang, and W.-K. Liu, "PID control using presearched genetic algorithms for a MIMO system," IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part C (Applications and Reviews), vol. 38, no. 5, pp. 716-727, 2008. [DOI:10.1109/TSMCC.2008.923890]
13. [13] E.-S. M. Ahmed and M. A.-E. Mohamed, "PID controller tuning scheme for twin rotor multi-input multi-output system based particle swarm optimization approach," Journal of Engineering Sciences, vol. 37, no. 4, pp. 955-967, 2009. [DOI:10.21608/jesaun.2009.127764]
14. [14] J.-G. Juang, W.-K. Liu, and R.-W. Lin, "A hybrid intelligent controller for a twin rotor MIMO system and its hardware implementation," ISA transactions, vol. 50, no. 4, pp. 609-619, 2011. [DOI:10.1016/j.isatra.2011.06.006]
15. [15] O. W. Abdulwahhab and N. H. Abbas, "A new method to tune a fractional-order PID controller for a twin rotor aerodynamic system," Arabian Journal for Science and Engineering, vol. 42, no. 12, pp. 5179-5189, 2017. [DOI:10.1007/s13369-017-2629-5]
16. [16] B. B. Alagoz, A. Ates, and C. Yeroglu, "Auto-tuning of PID controller according to fractional-order reference model approximation for DC rotor control," Mechatronics, vol. 23, no. 7, pp. 789-797, 2013. [DOI:10.1016/j.mechatronics.2013.05.001]
17. [17] D. Sain, S. K. Swain, A. Saha, S. K. Mishra, and S. Chakraborty, "Real-Time Performance Analysis of FOI-PD Controller for Twin Rotor MIMO System," IETE Technical Review, vol. 36, no. 6, pp. 547-567, 2019. [DOI:10.1080/02564602.2018.1528190]
18. [18] C.-W. Tao, J.-S. Taur, Y.-H. Chang, and C.-W. Chang, "A novel fuzzy-sliding and fuzzy-integral-sliding controller for the twin-rotor multi-input-multi-output system," IEEE Transactions on Fuzzy Systems, vol. 18, no. 5, pp. 893-905, 2010. [DOI:10.1109/TFUZZ.2010.2051447]
19. [19] S. Mondal and C. Mahanta, "Adaptive second-order sliding mode controller for a twin rotor multi-input-multi-output system," IET Control Theory & Applications, vol. 6, no. 14, pp. 2157-2167, 2012. [DOI:10.1049/iet-cta.2011.0478]
20. [20] J. K. Pradhan and A. Ghosh, "Design and implementation of decoupled compensation for a twin rotor multiple-input and multiple-output system," IET Control Theory & Applications, vol. 7, no. 2, pp. 282-289, 2013. [DOI:10.1049/iet-cta.2012.0162]
21. [21] C.-W. Tao, J.-S. Taur, and Y. Chen, "Design of a parallel distributed fuzzy LQR controller for the twin rotor multi-input multi-output system," Fuzzy Sets and Systems, vol. 161, no. 15, pp. 2081-2103, 2010. [DOI:10.1016/j.fss.2009.12.007]
22. [22] A. Rahideh and M. H. Shaheed, "Stable model predictive control for a nonlinear system," Journal of the Franklin Institute, vol. 348, no. 8, pp. 1983-2004, 2011. [DOI:10.1016/j.jfranklin.2011.05.015]
23. [23] ا. اوکینژاد، "طراحی کنترل کننده مدلغزشی ترمینال چندمتغیره هوشمند برای سیستم " Twin Roto، پایان نامه فارسی، سامانه گنج، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، 1395.
24. [24] ح. فردوسی، "مدل سازي و کنترل سيستم TRMSبا استفاده از منطق فازي و ANFIS ,"پایان نامه فارسی، سامانه گنج، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1389.
25. [25] خ. ص. علی، تحلیل و طراحی سیستم‌های کنترل چند متغیره. تهران: دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، 1394.
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |