تنظیم کنترلرهای صنعتی بر اساس رخداد با تضمین ساده بودن پایداری
چکیده
این مقاله با تنظیم کنترلرهایی سر و کار دارد که بر اساس رخداد می باشند. توسط تحمیل مناسب گسسته سازی کنترلر بروشی هماهنگ و قاعده آغازی رخداد، و از طریق تحلیلی که از شواهد و ذات کلیدزنی کنترلر رخدادی محقق می شود، از پایداری حلقه بسته سیستم مطمئن می شویم. اجرای چنین شرایط مناسبی در عمل ساده است و مواردی که شامل بدست آوردن قواعد تنظیمی استاندارد، درک پیوسته بودن زمان کنترلرها و اعمال آن ها به صورت مستقیم در گسسته سازی کنترلر است را امکان پذیر می سازد. این مقاله به ساختار کنترلر PI(D) اشاره دارد اما موارد اضافه ایی را نیز می توان بررسی نمود. در ادامه مثال های شبیه سازی شده و آزمایشات گزارش شده اند.
1. مقدمه
همانطور که در مقالاتی نظیر [2] و دیگر مقالت ذکر شده در اینجا نشان داده شده است، کنترل براساس رخداد توجهات زیادی را در سال های اخیر بدست آورده است. بصورت خلاصه، می توان کنترل براساس رخداد را به صورت ابزاری برای بدست آوردن معیارهای مورد نیاز، تصمیم گیری و / یا اعمال اقدامات «ضروری» نشان داد – برخلاف نرخ کنترلی ثابت رخدادهایی که بصورت دوره ایی آغاز می گردند. یک کاربرد کامل از کنترل براساس رخداد می تواند مزایای بسیاری داشته باشد، از قبیل کاهش ترافیک سیستم های شبکه ایی [23]، پوشش کمتر محرک و غیره. در اینجا روی استفاده از حسگر انتقالی تمرکز می کنیم، که بسیار مهم می باشد، برای مثال در حضور دستگاه های بی سیم مبتنی بر باتری.
10. نتیجه گیری و پیشنهادات برای کار آینده
مشکل تنظیم کنترلرهای صنعتی مبتنی بر رخداد در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته شده است. با توجه به نگرش اساسا برنامه گرا، یک راه حل کاربردی پیشنهاد شده که قانون گسسته سازی کنترلر و راه اندازی رخداد را به عهده دارد. با ایجاد شرایط محدودیت قبل، شرایط پایداری کافی بدست آمده بود و به لطف آزادی در انتخاب مکانیزم راه اندازی رخداد، کاربرد تحقق مبتنی بر رخداد در دیدگاه به حداقل رساندن انتقال بدست آمده بود. روش پیشنهادی اجازه می دهد تا از قوانین تنظیم زمان پیوسته کلاسیک (برای هنگامی که از نوع مبتنی بر مدل توسعه داده شده استفاده می شود) در حالت تحقق مبتنی بر رخداد استفاده شود. شبیه سازی مورد نمونه صحت این ایده را اثبات می کند، از طرفی این ایده در تجهیزات فیزیکی با نتایج رضایت بخشی آزمایش شده است. این موضوع، همراه با تسهیلات ممکن شرط پایداری را ممکن می سازد و برخی از زمینه های تحقیقاتی آینده را فراهم می کند. همچنین، ایجاد روابط نزدیکتر با تحقیقات دیگر مانند مطالعه دوره های حد ممکن را فراهم می کند. علاوه براین، آزمایش های بیشتری برای گسترش این ایده در ساختارهای کنترلی می تواند انجام شود. در نهایت، زمانی که این موضوع بررسی می شود، باید توجه داشت که دو روش اصلی در نظر گرفته شده است. روش اول '' قاعده انتراعی'' می باشد که در این مقاله انجام شده است. روش دوم مشخص کردن قانون راه اندازی و تحلیل اثر تحقق مبتنی بر رخداد و نتایج آن می باشد. بدون شک روش دوم می تواند منجر به محافظه کاری کمتری شود، اما در زمان مشابه روش قبلی بطور ذاتی جایگزین مکانیزم تولید رخداد می شود و این اثر توسط مثال هایی اثبات شده است، که در نتیجه باعث عملکرد کنترلی قابل قبولی شده است. با این وجود، روش جایگزینی با توجه به موارد ذکر شده می تواند موضوعی جالب برای تحقیقات آینده باشد.
Abstract
This manuscript deals with the tuning of event-based controllers. By suitably constraining in a coordinated manner the controller discretisation and the event triggering rule, stability of the closed loop system is ensured, through an analysis that evidences and exploits its switching nature as induced by the event-based controller realisation. Such a sufficient condition, simple to enforce in practice, allows to take standard tuning rules, conceived for continuous-time controllers, and apply them to event-based realisations in a straightforward manner. The manuscript refers to the PI(D) controller structure, but extensions can be envisaged. Both simulation examples and an experimental test are reported.
1. Introduction
Event-based control has been gaining much interest in the last years, as shown by works like [2] and the papers quoted therein. Summarising, one may view event-based control as a means to acquire measurements, take decisions and/or apply actions “only when needed”—opposite to fixed-rate control, where those events are triggered periodically. A thorough use of eventbased control can yield numerous benefits, including reduced traffic in networked systems [23], lower actuator wear, and so forth. In this work we focus on using the event-based paradigm to reduce the number of sensor transmissions, which is very important for example in the presence of battery-operated wireless devices.
10. Conclusions and future work
The problem of tuning event-based industrial controllers was here addressed. Taking an essentially application-oriented attitude, a functional solution was proposed that handles both the controller discretisation and the event triggering rule. By suitably constraining the former, a sufficient stability condition was derived, and thanks to the consequent freedom in selecting the event triggering mechanism, one was devised to exploit the event-based realisation in a view to minimising sensor transmissions. The proposed technique allows to use classical continuous-time tuning rules (for the moment ofthemodel-based type, but extensions will be addressed) in the case of an event-based realisation. Simulation examples prove the correctness of the idea, that was also tested on a physical equipment with satisfactory results. This matter,together with possible relaxations ofthe stability condition, provides some clues for future methodological research. Also, the establishments oftighter relationships with neighbouring research lines, like for example that concerning the study of possible limit cycles, will be an objective. In addition, further experimenting is envisioned, as is the extension of the idea to other types of eventbased control structures. Finally, when addressing the matter of this research, we have to notice that one could have taken basically two approaches. The first is the “rule-abstracted” one used herein. The second is to specify a triggering rule and to analyse the impact of the event-based realisation on its result. No doubt the latter could lead to a lower conservatism, but at the same time the former is inherently keen to accommodate for diverse event generation mechanisms, and as proven by the examples, results in any case in an acceptable control performance. Nevertheless, following the alternative route with respect to this work is another interesting subject for future research.
چکیده
1 مقدمه
2 فرضیه کلی
3 یک وضعیت ساده و مناسب پایداری
4 مثالی از یک کاربرد مقدماتی
5 یک قاعده راه اندازی
6 تنظیم کنترلر
7 مثال های شبیه سازی
1 7 مثال1
2 7 مثال2
3 7 مثال3
8 مثال آزمایشگاهی
9 مقدمات درستی و عملکرد
10 نتیجه گیری و پیشنهادات برای کار آینده
abstract
1. Introduction
2. General hypotheses
3. A simple sufficient stability condition
4. An introductory application example
5. A triggering rule
6. Tuning the controller
7. Simulation examples
7.1. Example 1
7.2. Example 2
7.3. Example 3
8. An experimental test
9. Preliminaries on robustness and performance
10. Conclusions and future work
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه