تحلیل پایداری روش پیش بین در کنترل شبکه ای با استفاده از تئوری سیستم های کلیدزن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گلپایگان*مهندسی مکانیک

2 دانشکده فنی و مهندسی گلپایگان

چکیده

در سیستم کنترل تحت شبکه، تأخیر زمانی و اتلاف داده می‌تواند باعث کاهش عملکرد و یا حتی ناپایداری سیستم شود. کنترل پیش‌بین یکی از روش‌های موثر در کاهش اثر تأخیر زمانی و اتلاف داده در سیستم‌های کنترل تحت شبکه است. در روش کنترل پیش‌بین ارائه شده، داده‌های کنترلی تا زمان مطلوب که پوشش دهنده تأخیر زمانی و همچنین اتلاف داده تصادفی در شبکه است، پیش‌بینی شده و تخمین متغیرهای حالت با استفاده از فیلتر کالمن انجام می‌شود. با ارسال یک بسته حاوی داده‌های کنترلی پیش‌بینی شده به عملگر و انتخاب داده کنترلی مناسب، می‌توان به عملکرد مطلوب کنترلی سیستم دست یافت. در این مقاله سیستم کنترل تحت شبکه را به عنوان یک سیستم کلیدزن با سیگنال کلید زنی دلخواه در نظر گرفته و بر اساس تئوری سیستم‌های کلیدزن، معیاری برای بررسی پایداری سیستم حلقه بسته همراه با تأخیر زمانی و اتلاف داده ارائه شده است. تأخیر زمانی و اتلاف داده به عنوان پارامترهای کلیدزن انتخاب شده و زیر مجموعه‌ای از سیستم‌های دینامیکی کلیدزن در فضای حالت گسسته ایجاد شده است. با ارائه تابع لیاپانوف برای کلیه زیرمجموعه‌ها و حل نامساوی‌های ماتریسی می‌توان پایداری سیستم را بررسی نمود. نتایج حاصل از شبیه‌سازی بیانگر اثر اتلاف داده در پایداری سیستم با در نظرگرفتن تأخیر زمانی در مسیرهای پیش‌خور و پس‌خور است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Stability analysis of predictive approachin networked control systems using theory of switching systems

نویسندگان [English]

  • Mostafa Nasiri 1
  • Reza Ferasat 2
2 Golpayegan university of technology
چکیده [English]

In the networked control system, time delay and data dropout can degrade the system performance or even cause instability. Predictive control is one of the effective methods to reduce the effect of time delay and data dropout in networked control systems. In the proposed predictive control method, the control data is predicted as long as it covers the time delay and data dropout in the network, and the estimation of state variables is performed using the Kalman filter. By sending a package containing the predicted control data to the actuator and selecting the appropriate control data, the desired control performance of the system can be achieved. In this paper, the networked control system is considered as a switching system with an arbitrary switching signal. A criterion for evaluating the stability of the closed-loop system with time delay and data dropout is presented based on the theory of switching systems. Time delay and data dropout are selected as switching parameters and a subset of switching dynamic systems is created in the discrete state space. By providing the Lyapunov function for all subsets and solving matrix inequalities, the stability of the system can be investigated. The simulation results show the effect of data dropout on the stability of the system by considering the time delay in the forward and feedback channels.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Networked Control System
  • Switching systems
  • Predict
  • Time Delay
  • Data Dropout