طراحي، ساخت، كنترل و پياده سازي سيستم غيرخطي ناپايدار مكعب يك درجه آزادي با عملگر چرخ عكس العملي

در اين مقاله، به مدلسازي رياضي، ساخت، كنترل و پياده سازي سيستم ديناميكي مكعب يك درجه آزادي با عملگر چرخ عكس العملي، پرداخته شده است. نوآوري اين مقاله پياده سازي كنترل كننده تناسبي انتگرالي مشتقي روي سيستم تجربي مكعب يك درجه آزادي با چرخ عكس العملي است. ابتدا معادلات مربوط به سيستم بيان مي شوند، سپس سيستم در حوزه زمان و فركانس تحليل مي شود. پس از آن به طراحي كنترل كننده تناسبي انتگرالي مشتقي و پياده سازي آن روي سيستم ساخته شده پرداخته خواهد شد. پاسخ سيستم در شش مرحله به ازاي بهره هاي كنترلي مختلف مقايسه مي شود. بهره هاي بهترين پاسخ يعني بهره تناسبي 20، بهره انتگرالي 30 و بهره مشتقي 3 در پاسخ هاي تئوري سيستم داراي 1 درجه فراجهش و در پاسخ تجربي 7 درجه فراجهش است. خطاي ماندگار سيستم براي هر دو حالت تجربي و تئوري صفر است. زمان برخاست شبيه سازي تئوري 10 گام زماني، كه هر گام زماني برابر با 0.001 ثانيه، و پاسخ تجربي سيستم 10 گام زماني است. زمان نشست شبيه سازي نيز 180 گام زماني و پاسخ تجربي 100 گام زماني است. در مرحله بعد، پايداري كنترل طراحي شده با بهره هاي انتخابي از مرحله پيشين از طريق وارد كردن اغتشاش مورد آزمايش قرار گرفته است و سيستم بعد از يك فراجهش 4 درجه اي پايدار شده است. با تغيير زاويه صفحه زيرين فراجهش پاسخ 3 درجه خواهد بود ولي سيستم همچنان پايدار باقي مي ماند.نتايج كنترل نشان مي دهد كه سيستم ساخته شده به خوبي پايدار شده و پاسخ هاي زماني مناسب به دست آمده است.