روش کنترل فازی – خطی سازی فیدبک حالت تقریبی برای سیستم های غیر خطی

اخیرا کنترل بهینه سیستم های غیرخطی به شدت مورد توجه پژوهشگران علوم مختلف، به ویژه علوم مهندسی، قرار گرفته است. در این پژوهش، ترکیبی از روش "کنترل خطی سازی فیدبک حالت تقریبی" (Approximate feedback linearization method) با منطق فازی (Fuzzy logic) (روش فازی – خطی سازی فیدبک حالت تقریبی) بر پایه یک الگوریتم بهینه سازی تکاملی، به نام "الگوریتم رقابت استعماری"، جهت کنترل یک سیستم دینامیکی دو درجه آزادی و غیرخطی، به نام سیستم توپ و میله، استفاده شد. وجه تمایز روش کنترل فازی- خطی سازی فیدبک حالت تقریبی با روش کلاسیک خطی سازی فیدبک حالت تقریبی در قابلیت تغییر مقادیر عددی ضرایب متناسب با نقطه کارکرد سیستم است؛ به این ترتیب که این شیوه کنترلی می تواند ضرایب را متناسب با تغییرات حالات سیستم تغییر دهد. در این پژوهش، سعی شد با تعریف یک تابع هزینه مناسب، پارامترهای موجود در ضرایب قانون کنترلی، که به صورت فازی در نظر گرفته شده بودند، با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری، به گونه ای انتخاب شوند که سیستم با فراجهش کمتر و همچنین در زمان کمتر پایدار شده، ضمن اینکه گشتاور کمتری جهت پایداری سیستم مصرف شود. در شبیه سازی های رایانه ای، بهبود چشمگیر نتایج (کاهش ۸۵% مجموع سطوح زیر نمودارها به ازای یک شرط اولیه تصادفی) نسبت به روش کنترل خطی سازی فیدبک حالت تقریبی با انتخاب ضرایب به روش جایدهی قطب (pole placement) مشاهده گشت. در خاتمه، مقایسه ای بین هر دوروش، درصورت انتخاب ضرایب با الگوریتم مذکور انجام شد.

Keywords:

سیستم توپ و میله , الگوریتم رقابت استعماری , روش کنترل خطی سازی فیدبک حالت تقریبی , منطق فازی , کنترل غیرخطی