دانلود رایگان ترجمه مقاله کنترل دفع توزیع فعال و جزء به جز – الزویر ۲۰۱۶

elsevier1

دانلود رایگان مقاله انگلیسی کنترل دفع اختلال فعال جز به جز به همراه ترجمه فارسی

 

عنوان فارسی مقاله: کنترل دفع اختلال فعال جز به جز
عنوان انگلیسی مقاله: Fractional active disturbance rejection control
رشته های مرتبط: ریاضی، ریاضی کاربردی، تحقیق در عملیات و آنالیز عددی
فرمت مقالات رایگان مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF میباشند
کیفیت ترجمه کیفیت ترجمه این مقاله پایین میباشد 
نشریه الزویر – Elsevier
کد محصول f128

مقاله انگلیسی رایگان

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

ترجمه فارسی رایگان 

دانلود رایگان ترجمه مقاله
جستجوی ترجمه مقالات جستجوی ترجمه مقالات ریاضی

 

 

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

چکیده:
طرح کنترل دفع توزیع فعال و جزء به جزء (FADRC) جهت بهبود عملکرد سیستم‌های خطی با ترتیب جزء به جزء (FOS) پیشنهاد شده و بررسی جدی نشان می‌دهد که کنترل‌گر نیز قابل استفاده برای کنترل FOS خطی و نامتناسب می‌باشد. در FADRC، مشاهده‌گر سنتی و وسیع (ESO) به ترتیب ناچیز (FESO) با استفاده از آنالیز جزئی عمومیت بخشیده و تعقیب تمایزگر به اضافه‌ی بازخورد خطای غیرخطی به کمک کنترل اگر مشتق نسبی جایگزین می‌شود. جهت ساده‌سازی شرایط کنترل‌گر، روش پارامترسازی پهنای باند خطی انتخاب شده است. سپس، تأثیرات پهنای باند مشاهده‌گر W0 و کنترل‌گر W0 بر عملکرد سیستم تجزیه و تحلیل می‌شود. در نهایت، ثبات FADRC و مشخصات دامنه بسامد در مورد ورودی خطی و خروجی FOS مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج شبیه‌سازی توسط ADRC و FADRC بر روی FOS با یکدیگر مقایسه می‌شوند جهت ترسیم کارایی برنامه‌ی پیشنهاد شده.
واژگان کلیدی: کنترل رد توزیع فعال و جزئی (FADRC)، مشاهده‌گر وضعیت وسیع و جزئی (FESO)، کنترل‌گر مشتق نسبی و جزئی، سیستم دارای ترتیب خطی و جزئی.
مقدمه:
آنالیز جزئی، کلی‌سازی آنالیز معمولی با ترتیب عدد صحیح است. سیستم‌های توصیف شده توسط آنالیز دارای ترتیب جزئی به عنوان سیستم‌هایی با ترتیب جزئی شناخته می‌شوند (FOS). آنالیز جزئی ارائه‌گر روشی ترجیحی جهت توصیف اهداف طبیعی- پیچیده و پردازش‌های پویا مثل صداهای الکتریکی، سیستم بی‌نظم و مواد آلی دی الکتریک می‌باشد ]۶-۱[. در نتیجه، دانشمندان علاقه‌ی زیادی به شناسایی FOS]7و۸[ نشان می‌دهند. FOS خطی، نوع خاصی از FOS با مدل ساده و ترتیب‌های نسبی می‌باشد ]۱۰و۹[.
معمولا کنترل‌گران با اپراتور ترتیب جزئی برای FOS مناسب هستند (۱۲و۱۱). چهار نوع اصلی کنترل‌گرهای ترتیب جزئی وجود دارد که عبارتند از کنترل‌گر CRONE، TID (مشتق عدد صحیح)، کنترل‌گر PID با ترتیب جزئی و کنترل‌گر عامل جبرانی (۱۹-۱۳). با بررسی مقتضیات طرح کنترل‌گر جهانی- صنعتی مثل ساختار سالم، قابلیت تکرار، عدم وابستگی به مدل، تغییر آسان پارامتر و استحکام قوی، کنترل رد توزیع فعال (ADRC)، الگویی جایگزین را برای کنترل FOS فراهم می‌آورد (۲۲-۲۰). هدف مرکزی ADRC تلقی عدم قطعیت داخلی و خارجی به عنوان توزیع کلی و رد فعال آنها می‌باشد. ساختار متراکم، تغییر آسان و کافی عملکرد خوب، ADRC را در دنیای کنترل صنعتی رایج می‌سازد (۲۵-۲۳). ابتدا از ADRC جهت کنترل FOS در (۲۶) استفاده شد در جایی که ترتیب جزیی به عنوان قسمتی از توزیعات کلی تلقی شده و از مشاهده‌گر وضعیت وسیع (ESO) جهت برآورد و ردّ آن استفاده می‌شود.به علت نادیده گرفته شدن اطلاعات مدل موجود، به پهنای باند بالاتر مشاهده‌گر جهت برآورد وضعیت دقیق نیاز می‌باشد. در این مقاله، کنترل رد توزیع فعال و جزئی (FADRC) به عنوان راه حل کلی و قوی ADRC برای FOS پیشنهاد می‌شود. ESO به عنوان ترتیب جزئی بر طبق بالاترین ترتیب جزئی FOS مجددا طراحی شد. ترتیب تعریف شده‌ی جزئی بیان می‌کند که مشاهده‌گر نه تنها به برآورد دقیق توزیع کلی بلکه به برآورد وضعیت پویا با ترتیب جزئی نیز پرداخته و در نهایت منجر به کاهش پهنای باند می‌گردد. به علاوه، از کنترل‌گر PD با ترتیب جزئی جهت جایگزین‌سازی متمایزگر و اظهار خطای غیرخطی استفاده می‌شود. گرچه اساسا FADRC برای جبران شرایط FOS خطی طراحی می‌شود اما بررسی‌ها حاکی از اینست که FADRC نیز برای FOS خطیع مناسب است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که FADRC دارای الویت بارزتری به همراه پتانسیل برای کنترل FOS است.
به علت مشکل ایجاد شده توسط عدم قطعیت و خاصیت غیرخطی، مطالعات تئوریکی ADRC همچنان در راستای کاربردهای صنعتی باقی می‌ماند. تحقیق اخیر بر تلاقی دامنه‌ی زمان تمرکز دارد (۲۹-۲۷). بررسی ثبات اساسا برای FOS در (۳۰) مورد مطالعه قرار گرفته است. روش وسیع و معتبر ارائه شده توسط (۳۱) Patil ارائه‌گر مسیری ساده برای ساخت موقعیت FOS کلی بوده و جهت طراحی FADRC مورد استفاده قرار می‌گیرد. FOS به تریتب عدد صحیح ترجمه شده و در نتیجه، روش بررسی سیستم کلی عدد صحیح را می‌توان مستقیما انتخاب کرد.
ادامه‌ی این مقاله طبق زیر سازمان‌دهی می‌شود. در بخش ۲، معرفی FOS خطی مشاهده‌گر وضعیت دارای ترتیب جزئی با ابعاد کامل ترسیم می‌گردد. در بخش ۳، ساختار کلی FADRC و FESO و الگوریتم منطبق معرفی می‌شود. بخش ۴ ترسیم‌گر ثبات و مشخصات دامنه بسامد FADRC است. سپس، نتایج شبیه‌سازی ADRC و FADRC در بخش ۵ مقایسه می‌شوند. در نهایت، نتیجه‌گیری‌هایی در بخش ۱۶ ارائه می‌شود.

بخشی از مقاله انگلیسی:

Abstract

A fractional active disturbance rejection control (FADRC) scheme is proposed to improve the performance of commensurate linear fractional order systems (FOS) and the robust analysis shows that the controller is also applicable to incommensurate linear FOS control. In FADRC, the traditional extended states observer (ESO) is generalized to a fractional order extended states observer (FESO) by using the fractional calculus, and the tracking differentiator plus nonlinear state error feedback are replaced by a fractional proportional-derivative controller. To simplify controller tuning, the linear bandwidth-parameterization method has been adopted. The impacts of the observer bandwidth ωo and controller bandwidth ωc on system performance are then analyzed. Finally, the FADRC stability and frequency-domain characteristics for linear single-input single-output FOS are analyzed. Simulation results by FADRC and ADRC on typical FOS are compared to demonstrate the superiority and effectiveness of the proposed scheme.

۱٫ Introduction

Fractional calculus is the generalization of ordinary integer order calculus. Systems described by fractional order calculus are known as fractional order systems (FOS). Fractional calculus provides a preferable method to describe complicated natural objects and dynamical processes such as electrical noises, chaotic system, and organic dielectric materials [1–۶]. As a consequence, scientists show more and more interests in identification of FOS [7,8]. Commensurate linear FOS is a special kind of FOS, with a simple model and proportional orders [9,10]. Controllers with fractional order operator are naturally suitable for the FOS [11,12]. There are mainly four kinds of fractional order controllers, which are CRONE (Contrôle Robuste d’Order Non Entier) controller, TID (Tilt Integral Derivative) controller, fractional order PID controller, and fractional order lead-lag compensator [13–۱۹]. Considering the industrial universal controller design requirements, such as compact structure, repeatability, model independence, easy parameter turning and strong robustness, active disturbance rejection control (ADRC) provides an alternative paradigm for FOS control [20–۲۲]. The central objective of ADRC is to treat the internal and external uncertainties as the total disturbance and to reject them actively. Compact frame, effortless turning and sufficiently good performance make ADRC popular in the world of industrial control [23–۲۵]. ADRC was firstly used to control FOS in [26], where fractional order is regarded as a part of the total disturbances, and an extended state observer (ESO) is used to estimate and reject it. Because the known or available model information is neglected and underused, it would require higher observer bandwidth for accurate state estimation. In this paper, a distinct fractional active disturbance rejection control (FADRC) is proposed as a generalized and enhanced ADRC solution for the FOS. ESO is redesigned as a fractional one according to the highest fractional order of FOS. The modified fractional extended states observer (FESO) not only accurately estimates the total disturbance but also the fractional order dynamic states, leading to a reduced observer bandwidth. In addition, a fractional order PD controller is used to replace the tracking differentiator and the nonlinear state error feedback. Although FADRC is designed for commensurate linear FOS originally, the robustness analyses demonstrate that FADRC is also appropriate for incommensurate linear FOS. Simulation results show that FADRC has more inherent superiority and potential for FOS control. Due to the difficulty brought by the nonlinearity and uncertainty, theoretical studies of ADRC are still lagging behind its industrial applications. Recent research focuses on time domain convergence, frequency response and describing function in analyzing nonlinearity [27–۲۹]. Stability analysis has been substantially studied for FOS in [30]. An extended root locus method by Patil [31] provides a simple way to construct root locus of general FOS and is employed for FADRC analysis and design. The FOS is translated into its integer order counterpart and then analysis method of general integer system can be directly adopted. The rest of this paper is organized as follows. In Section 2, an introduction of commensurate linear FOS and fractional order state observer with full-dimensionality are presented. In Section 3, the framework of FESO and FADRC and the corresponding algorithm are introduced. Section 4 presents the stability and frequency-domain characteristics of FADRC. Simulation results of FADRC and ADRC are then compared in Section 5. Finally, conclusions are given in Section 6.

 

 

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *