استفاده از حاشیه‌های بهره و فاز برای طراحی کنترل‌کننده‌های مقاوم به وسیله تئوری بازخورد کمی

Abstract

مدلسازی عدم‌قطعیت در قالب بهره و فاز اضافی و محاسبه حاشیه‌های مقاومت بر اساس آن‌ها یکی از روش‌های متداول طراحی مقاوم سیستم‌های کنترلی و مقایسه مقاومت آن‌هاست. از طرفی یک روش‌ مرسوم کنترل مقاوم در حوزه‌ی فرکانس، تئوری بازخورد کمی است که به علت مدلسازی عدم‌قطعیت در قالب نامعینی پارامتری با محدوده‌ی مشخص، با چالش‌هایی از جمله عدم امکان مقایسه‌ی کنترل‌کننده‌ها و طراحی غیر خودکار همراه است. همچنین شرایط سیستم به ازای مقادیر نامعینی پارامتری خارج از بازه طراحی مشخص نیست. در این پژوهش با استفاده از مدلسازی عدم‌قطعیت در قالب بهره و فاز در روش تئوری بازخورد کمی این مشکلات مرتفع شده است. به این منظور حاشیه‌ای ترکیبی، متشکل از بهره و فاز، معرفی شده که با استفاده از نمودار نیکولز اصلاح‌شده و نامعادلات مرتبط با معیارهای تئوری بازخورد کمی، محاسبه می‌شود. کنترل موقعیت یک موتور جریان مستقیم به عنوان نمونه‌ی مطالعاتی انتخاب شده و برای آن کنترل‌کننده‌ی تناسبی-مشتق‌گیر بهینه و مقاومی طراحی شده است. بررسی نتایج به دو شیوه عددی و تجربی صورت پذیرفته است. نتایج نشان می‌دهد روش پیشنهادی توانسته است به خوبی نواقص روش تئوری بازخورد کمی را رفع نماید. کنترل‌کننده‌ی طراحی شده در این حالت نسبت به کنترل‌کننده‌ طراحی شده به روش مرسوم تئوری بازخورد کمی نتایج مطلوب‌تری داشته و حتی به ازای مقادیر نامعینی پارامتری بالاتر از محدوده‌ی طراحی، توانسته است عملکرد خود را به نحو بهتری حفظ نماید.