هدایت و کنترل مقاوم یکپارچه با در نظر گرفتن عیب عملگر بر اساس کنترل پیش بین تفاضلی

نوع مقاله : گرایش دینامیک، ارتعاشات و کنترل

نویسندگان

1 مجتمع برق و کامپیوتر ، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

2 دانشگاه مالک اشتر

چکیده

در این مقاله، مساله هدایت و کنترل مقاوم دو‌بعدی رهگیر و هدف که تحت ‌تأثیر عیب عملگرِ رهگیر قرار دارد، به صورت یکپارچه فرمول‌بندی و شبیه‌سازی شده‌است. این مسئله با استفاده از الگوریتم کنترل پیش‌بین تفاضلی مقاوم حل می‌شود. برای مقاوم‌سازی سیستم در برابر عیب عملگر، در یک رویکرد جدید تابع هزینه‌ای تعریف شده‌است که علاوه بر خطای ردیابی و تغییرات سیگنال کنترل، نامعینی‌های ماتریس ورودی سیستم هم در نظر گرفته شده و سپس در یک افق محدود بهینه می‌شود. با بهینه‌سازی این تابع هزینه، سیگنال کنترل مقاوم استخراج می‌شود. در بهینه‌سازی افق محدود، معادلات پیچیده دیفرانسیلی به یک سری معادلات جبری تبدیل شده و در نتیجه این روش در عین سادگی و قابل اجرا بودن، پیچیده‌ترین مسئله بهینه‌سازی را حل می‌کند. از آنجا که سیگنال کنترل به نامعینی‌های مدل وابسته است، این روش در شرایطی که عملگر رهگیر دچار عیب شده و کارایی آن کاهش یابد، مقاومت سیستم حلقه بسته را افزایش می‌دهد و می‌تواند عیب عملگر را جبران کند. برای اثبات کارایی الگوریتم پیشنهادی، علاوه بر ارائه رویکرد تحلیلی، شبیه‌سازی‌های عددی متعددی انجام شده و نتایج آن با چند روش دیگر مقایسه گردیده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Robust integrated guidance and control considering actuator failure based on generalized incremental predictive control

نویسندگان [English]

  • Husam Hasan 1
  • Nemat Ollah Ghahremani 2
  • Saeed Nasrollahi 1
1 Faculty of Electrical & Computer Engineering, Malek-Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
2 Malek Ashtar University
چکیده [English]

In this research, robust two-dimensional guidance and control between an interceptor and a target, influenced by the actuator fault of the interceptor, has been formulated and simulated as an integrated problem. This problem is solved using a robust generalized robust incremental predictive control algorithm. To enhance the system's robustness against actuator faults, a novel approach is employed in which a cost function is defined. This cost function considers not only the tracking error and control signal variations but also the uncertainties in the system's input matrix and then optimized over a finite time horizon. By optimizing this cost function, a robust control signal is derived. Optimizing the cost function over a finite horizon transforms complex differential equations into algebraic equations, making the method simple, executable, and capable of solving the most complex optimization problems. Since the control signal depends on the model uncertainties, this method increases the closed-loop system's resistance and compensates for actuator faults when the actuator's gain decreases due to a fault. Various numerical simulations have been conducted to demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm, and its performance has been compared with several other methods.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Integrated guidance control
  • Actuator fault
  • Robust Model predictive control

Smiley face


مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 01 اسفند 1403
  • تاریخ دریافت: 12 آذر 1403
  • تاریخ بازنگری: 20 بهمن 1403
  • تاریخ پذیرش: 01 اسفند 1403
  • تاریخ انتشار: 01 اسفند 1403