Design of Supervisory Based Switching QFT Controllers for Improved Closed Loop Performance

توضیحات

ABSTRACT

In this paper, the problem of supervisory based switching Quantitative Feedback Theory (QFT) control is proposed for the control of highly uncertain plants. According to this strategy, the uncertainty region is  divided into smaller regions with a nominal model. It is assumed that a QFT controller exits for robust stability and performance of the individual uncertain sets. The proposed control architecture is made up by these local controllers, which commute among themselves in accordance with the decision of a high level decision maker called the supervisor. The supervisor makes the decision by comparing the candidate local model behavior with the one of the plant and selects the controller corresponding to the best fitted model. A hysteresis switching logic is used to slow down switching for stability reasons. It is shown that this strategy leads to improved closed loop performance, and can also handle the uncertainty sets that can not be tackled by a  single QFT robust controller. Simulation results are proposed to show the effectiveness of the proposed methodology.

 

INTRODUCTION

For a highly uncertain process, in which parametric uncertainties are very large, finding a single controller that can deal with the entire range of parameter variations may be impossible. To design a satisfactory control  system in the presence of large modelling uncertainties, noise, and disturbances, a hierarchical control  structure can be used. The control structure consists of a bank of candidate controllers supervised by a logic-based switching . In each fixed, predetermined region of uncertainty, the local controller can achieve the  desired performance. Switching is made between the local controllers to support all range of uncertainties. The overall control architecture consists of a bank of controllers (multi-controllers), and a supervisor. The supervisor is also composed of a bank of models (multiestimators), a monitoring signal generator, and a  switching logic. At each time instant, a high level decision maker, the so called supervisor, determines which controller should be placed in the feedback loop. In other words, when estimates of the plant is changed, a new controller may be selected, which is similar to the idea of adaptive control. But unlike the traditional adaptive control strategies, this adaptation takes place in a discrete fashion. As a result, the overall closed loop system can be viewed as a hybrid system.

 

چکیده

در این مقاله، مسئله سوئیچ مبتنی بر نظارت، نظارت انتقادی کمی (QFT) برای کنترل گیاهان بسیار نامنظم پیشنهاد شده است. با توجه به این استراتژی، نااطمینی منطقه به مناطق کوچک با مدل اسمی تقسیم می شود. فرض بر این است که یک کنترل کننده QFT برای پایداری قوی و عملکرد مجموعه های نامشخص فردی خروج می شود. معماری کنترل پیشنهادی توسط این کنترل کننده های محلی ساخته شده است که بر اساس تصمیم یک تصمیم گیرنده سطح بالا به نام سرپرست در میان خود حرکت می کنند. ناظر تصمیم گیری را با مقایسه رفتار مدل نامزد محلی با یکی از کارخانه انجام می دهد و کنترل کننده مربوط به بهترین مدل را انتخاب می کند. منطق سوئیچینگ hysteresis برای کاهش سرعت سوئیچینگ به دلایل ثبات استفاده می شود. نشان داده شده است که این استراتژی منجر به بهبود عملکرد حلقه بسته شده می شود و همچنین می تواند مجموعه های عدم قطعیت را حل کند که توسط یک کنترل کننده QFT تنها حل نمی شود. نتایج شبیه سازی برای نشان دادن اثربخشی روش پیشنهادی ارائه شده است.

 

مقدمه

برای یک فرایند بسیار نامطمئن که در آن عدم قطعیت پارامتری بسیار بزرگ است، یافتن یک کنترل کننده واحد که می تواند تمام دامنه تغییرات پارامتر را حل کند ممکن است غیرممکن باشد. برای طراحی یک سیستم کنترل رضایت بخش در حضور عدم قطعیت، سر و صدا و اختلالات مدل سازی بزرگ، می توان از ساختار کنترل سلسله مراتبی استفاده کرد. ساختار کنترل شامل یک بانک کنترل کننده های نامزدی تحت نظارت سوئیچینگ مبتنی بر منطق است. در هر منطقه ثابت و نا مشخص از عدم قطعیت، کنترل کننده محلی می تواند به عملکرد مورد نظر دست یابد. سوئیچینگ بین کنترل کننده های محلی برای حمایت از تمام دامنه های عدم قطعیت ساخته شده است. معماری کنترل کلی شامل یک بانک کنترل کننده ها (چند کنترل کننده) و یک ناظر است. سرپرست همچنین از یک بانک مدل (multistimators)، یک ژنراتور سیگنال نظارت و یک منطق سوئیچینگ تشکیل شده است. در هر لحظه، یک تصمیم گیرنده سطح بالا، ناظر به اصطلاح، تعیین می کند که کدام کنترل کننده باید در حلقه بازخورد قرار گیرد. به عبارت دیگر، هنگامی که برآوردهای گیاه تغییر می شود، یک کنترل کننده جدید انتخاب می شود که مشابه ایده کنترل تطبیقی ​​است. اما بر خلاف استراتژی های کنترل سازمانی سنتی، این سازگاری به صورت گسسته صورت می گیرد. در نتیجه، سیستم حلقه بسته به طور کلی می تواند به عنوان یک سیستم ترکیبی مشاهده شود.

 

Year: 2010

Publisher : Eighteenth International Energy Conference of Iran

By :  O. Namaki-Shoushtari ,A. Khaki Sedigh

File Information: English Language/ 6 Page / size: 791 KB

Download

سال :1389

ناشر : هجدهمین کنفرانس بین المللی برق ایران

کاری از : O. Namaki-Shoushtari، A. خاچی Sedigh

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 6صفحه / حجم : KB 791

لینک دانلود