@article { author = {Bigdeli, Nooshin and Sanatizadeh, Mahsa}, title = {The Design of a Fractional-order Predictive Functional Controller for the Magnetic Levitation System}, journal = {Aerospace Mechanics}, volume = {16}, number = {4}, pages = {1-12}, year = {2020}, publisher = {Imam Hussein University}, issn = {2645-5323}, eissn = {2980-8103}, doi = {}, abstract = {Magnetic levitation systems (Maglev) are widely used in various industries. The open loop Maglev system is highly nonlinear and unstable. Therefore, designing a simple, but effective controller for such a system is a challenging issue. In this paper, a fractional order predictive functional controller (FPFC) is proposed for the control of the magnetic levitation system based on its linearized unstable model. At first, the unstable plant is decomposed into two stable models. Then, using these two stable models and employing fractional order cost function, the PFC controller is designed. Because of more degrees of freedom and its flexibility of fractional order calculus, the proposed fractional PFC would improve the performance of closed loop systems, noticeably. Robust stability of closed-loop systems has also been studied considering the uncertainties and model mismatches via the small gain theorem. Simulation results show good performance of the proposed controller in nominal and perturbed conditions. Based on provided simulations, via the proposed controller, overshoot has been omitted and performance indices have been improved more than 50% with respect to the first and second orderof freedom integer/fractional order PID controllers, designed for this system, in the literature.}, keywords = {Magnetic levitation system,unstable system,Predictive functional controller,Fractional order controller}, title_fa = {طراحی کنترل‌کننده پیش‌بین تابعی مرتبه‌کسری برای سیستم شناور مغناطیسی}, abstract_fa = { سیستم شناور مغناطیسی در سال­های اخیر به طور گسترده در صنایع مختلف مورد توجه قرار گرفته است. این سیستم به صورت حلقه­باز به شدت غیرخطی و ناپایدار است؛ از این رو مدل­سازی و طراحی کنترل­کننده برای چنین سیستمی مسئله­ای چالشی محسوب می­شود. در این مقاله با استفاده از مدل خطی شناور مغناطیسی کنترل­کننده­ی پیش­بین تابعی مرتبه­کسری برای آن طراحی شده است. ابتدا سیستم ناپایدار به دو سیستم پایدار تجزیه می­شود، سپس با استفاده از سیستم­های بدست آمده کنترل­کننده‫ی پیش­بین تابعی با تابع هزینه‫ی مرتبه­کسری طراحی می­شود. از آنجا که استفاده از حسابان مرتبه‫­کسری باعث افزایش درجه­ی آزادی در سیستم کنترلی می­شود، طراحی این کنترل­کننده سبب بهبود عملکرد سیستم حلقه­بسته می­گردد. همپنین بررسی پایداری مقاوم سیستم حلقه­بسته با در نظر گرفتن به نامعینی و خطای مدلسازی با استفاده از قضیه­ی بهره­کوچک صورت می­گیرد. نتایج شبیه­سازی، عملکرد مناسب کنترل­کننده در شرایط نامی و وجود نامعینی را نشان می­دهد. با توجه به نتایج، با استفاده از کنترل کننده پیشنهادی، بالازدگی حذف شده و معیارهایی مانند زمان صعود و زمان نشست بیش از 50%  نسبت به کنترل‫کننده‫های یک درجه و دو درجه آزادی تناسبی-مشتقی-انتگرالی مرتبه صحیح و مرتبه کسری مطرح شده در مراجع، بهبود یافته است.}, keywords_fa = {سیستم شناور مغناطیسی,سیستم ناپایدار,کنترل‌کننده‌ی پیش‌بین تابعی,کنترل‌کننده‌ی مرتبه‌کسری}, url = {https://maj.ihu.ac.ir/article_205531.html}, eprint = {https://maj.ihu.ac.ir/article_205531_6e39b31b03d7494477c2ff06d96e3323.pdf} }