عنوان مقاله :
طراحي رويتگر حالت تعميم‌يافته فازي-تطبيقي براي سيستم‌هاي غيرخطي اَفاين با اغتشاش خارجي
عنوان به زبان ديگر :
Designing an Adaptive Fuzzy Extended State Observer for Nonlinear Affine Systems with External Disturbance
پديد آورندگان :
دل‌پسند، مهتاب دانشگاه علم و صنعت ايران - دانشكده مهندسي برق، تهران، ايران , فرخي، محمد دانشگاه علم و صنعت ايران - دانشكده مهندسي برق، تهران، ايران
كليدواژه :
رويتگر فازي-تطبيقي , خطاي تخمين رويتگر , پايداري لياپانوف , آونگ وارون
چكيده فارسي :
در اين مقاله، هدف طراحي رويتگر تعميم‌يافته فازي-تطبيقي براي تخمين همزمان حالت‌ها و اغتشاش خارجي در سيستم‌هاي غيرخطي افاينِ تك‌ورودي-تك‌خروجي است. دراين رابطه، بهره‌هاي رويتگر به‌صورت متغير با زمان درنظر گرفته شده و با استفاده از قانون تطبيق، تنظيم شده است. مدل‌سازيِ سيستم نيز توسط سيستم فازيِ تاكاگي-سوگنو انجام شده است كه بر خلاف روش ممداني، تحليل دقيق‌تر و جامع‌تري را در اختيار قرارمي‌دهد. رويتگر فازي-تطبيقي پيشنهادي كه تابعي از خطاي تخمين است، به‌منظور كاهش محدوديت‌ها از جمله وابستگي به پهناي باند رويتگر و بهبود عملكرد سيستم نسبت به روش‌هاي كلاسيك، در حضور اغتشاش خارجي متغير با زمان طراحي شده است. همچنين، ضمن تضمين پايداري روش پيشنهادي با استفاده از نظريه پايداري لياپانوف، همگرايي خطاي تخمين نيز مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است. عملكرد روش پيشنهادي در كنترل آونگ وارون شبيه‌سازي شده است. نتايج شبيه‌سازي در مقايسه با رويتگر فازي، نشان از عملكرد بسيار بهتر آن در پاسخ‌هاي گذرا و حالت ماندگار و همچنين دامنه سيگنال ورودي و مقاوم بودن روش پيشنهادي در حضور اغتشاش خارجي، نويز اندازه‌گيري، و تغيير ناگهاني پارامترهاي سيستم دارد.
چكيده لاتين :
In this paper, an adaptive fuzzy extended state observer is proposed to estimate the states and external disturbances simultaneously for Single-Input-Single-Output nonlinear affine systems. The observer gains are time-varying and adjusted using an adaptive law. The Takagi-Sugeno fuzzy system is used for modeling that, unlike Mamdani methods, provides a more precise and comprehensive analysis. The proposed adaptive fuzzy observer is designed to relax the limitations of the extended state observers and improve system performance as compared to the classical methods in presence of time-varying disturbances. Moreover, the stability of the proposed method and the convergence of the estimation error are analyzed using the Lyapunov stability Theory. The performance of the proposed method is shown in simulations of control of the inverted pendulum. The simulation results, as compared to the non-adaptive fuzzy observer, show better performance in terms of transient and steady-state responses, control input amplitude, and robustness in presence of measurement noise and external disturbances.
عنوان نشريه :
مكانيك هوافضا
