مقدمه اي بر کنترل پيش بين دانشگاه صنعتي اميركبير دانشكده مهندسي پزشكي مقدمه اي بر کنترل پيش بين جلسه اول استاد درس دكتر فرزاد توحيدخواه مهر 1389 کنترل پيش بين-دکتر توحيدخواه 2

سرفصل ها

بخش اول-كليات مروري بر كنترل كلاسيك معرفي روشهاي مبتني بر مدل اصول كنترل پيش‌بين

بخش دوم- كنترل پيش‌بين خطي روش "Model Algorithmic Control" روش "Dynamic Matrix Control" روش "Generalized Predictive Control” مدلهای فضای حالت

مباحث پیشرفته در كنترل پيش‌بين بخش سوم مباحث پیشرفته در كنترل پيش‌بين

كنترل پیش بین غيرخطي

كنترل پيش‌بين و مقاوم بودن كنترل پیش بین غيرخطي كنترل پيش‌بين و پايداري كنترل پيش بين عصبي كنترل پيش‌بين فازي

كنترل پيش‌بين در سیستمهای گسترده كنترل پیش بین در سیستمهای وقایع گسسته

بخش چهارم- كاربردهاي كنترل پيش‌بين در كنترل حركات انسان در كنترل فشار خون در هدايت و ناوبري

منابع

منابع دیگر: Model Predictive Control: Apratical approach, منابع دیگر: Model Predictive Control: Apratical approach, Rossiter, CRC press, 2003. Model Predictive Control in Process Industry E.F. Camacho & C. Bordons, Adv. in Industrial Control, Springer–Verlag, 1995. Predictive Control with Constraints, J. M. Maciejowsk, Prentice Hall, 2002. Adaptive Predictive Control: From Concepts to Plant Optimization, J.M Martin Sanches, Prentice Hall, 1996. Nonlinear, Model Predictive Control, Editors F. Allgower, Alex Zheng,Birhhanser-Verlag, 2000.

كنترل كلاسيك بر خلاف كنترل مدرن مبتني بر روشهاي فركانسي است نه روشهاي زماني در روش زماني محاسبات بالاست و چون در قديم ابزاري مانند كامپيوتر نبوده اين روش كنترلي پيشرفت نكرده است (تا دهه‌هاي اخير ) کنترل پيش بين-دکتر توحيدخواه 15

تولد كاربردي (و نه تئوري) كنترل مدرن، همزمان با تولد كامپيوتر است. کنترل پيشبين يک روش زماني است. کنترل پيشبين وابستگي محاسباتي به كامپيوتر دارد. کنترل پيش بين-دکتر توحيدخواه

يكي از مشكلات plantها اين است كه اولاً هميشه معكوس ندارند ثانياً هميشه قابل ساخت نيست. معكوس دارد ولي قابل ساخت نيست. مثلاً در درسهاي متعددي در كنترل بحث بر سر تقريب زدن تابع معکوس است. کنترل پيش بين-دکتر توحيدخواه 17

مدل معکوس Plant Control Signal Output Reference G(s) G-1(s) Controller کنترل پيش بين-دکتر توحيدخواه

مشكلات کنترل بسياري اوقات سيستمهاي تحت کنترل معكوس ندارند در صورت معکوس پذير بودن، اين معکوس هميشه قابل ساخت نيست در درسهاي متعددي در كنترل بحث بر سر تقريب زدن اين معکوس است کنترل پيش بين-دکتر توحيدخواه

براي داشتن جبران كننده ايده‌آل چند فرض وجود دارد: بايد مدل دقيقي از سيستم باشد ولي مي‌دانيم در عالم واقعيت هيچ مدلي دقيق نيست حتي اگر معكوس كامل هم بگذريم خروجي مي‌تواند از اغتشاش تأثير بپذيرد چه بايد کرد؟ از فيدبك استفاده مي‌كنيم! در فيدبك ما خروجي را چك مي‌كنيم كه آيا چيزي را كه مي‌خواهيم هست يا نه. علت مهم نيست. در فيدبك خطا محاسبه مي‌شود: اما خطاي گذشته و نهايتاً حال. راجع به آينده حرفي ندارد کنترل پيش بين-دکتر توحيدخواه

مشكلات استفاده از فيدبک اينجا درمان داريم نه پيش بيني اشكال اول اشكال دوم بهره پايين مي‌آيد اشكال سوم ناپايدار كردن سيستم کنترل پيش بين-دکتر توحيدخواه

محدوديتهاي روشهاي كلاسيك براي استفاده کارا از روشهاي کلاسيک بايد: سيستم خطي باشد (خيلي‌ها نيستند) سيستم غير متغير با زمان (خيلي‌ها نيستند) مينيمم فاز بايد باشيم (خيلي‌ها نيستند) تأخير نداشته باشيم (اغلب داريم) محدوديت فيزيكي نداشته باشيم (اغلب داريم) ناميمنيم فاز يعني صفر سمت راست. سبب آندرشوت ميشود. PID گول مي‌خورد و فرمان اشتباه مي‌دهد. راه حل كنترل در اينجا چيست؟ پيش‌بيني کنترل پيش بين-دکتر توحيدخواه