اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 38 |
| تعداد شمارهها | 1,408 |
| تعداد مقالات | 10,088 |
| تعداد مشاهده مقاله | 11,909,217 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 6,961,310 |
هدایت و کنترل مقاوم یکپارچه با در نظر گرفتن عیب عملگر بر اساس کنترل پیش بین تفاضلی | ||
| مکانیک هوافضا | ||
| مقاله 4، دوره 21، شماره 2 - شماره پیاپی 80، تیر 1404، صفحه 53-66 اصل مقاله (1.73 M) | ||
| نوع مقاله: گرایش دینامیک، ارتعاشات و کنترل | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.47176/MAJ.2025.1479 | ||
| نویسندگان | ||
| حسام حسن1؛ نعمت الله قهرمانی* 2؛ سعید نصرالهی3 | ||
| 1دانشجوی دکتری ، مجتمع برق و کامپیوتر، دانشگاه مالک اشتر ، تهران، ایران | ||
| 2استادیار ، مجتمع برق و کامپیوتر، دانشگاه مالک اشتر، تهران، ایران | ||
| 3دانشیار،مجتمع برق و کامپیوتر، دانشگاه مالک اشتر ، تهران، ایران | ||
| تاریخ دریافت: 12 فروردین 1404، تاریخ بازنگری: 01 خرداد 1404، تاریخ پذیرش: 10 خرداد 1404 | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله، مساله هدایت و کنترل مقاوم دوبعدی رهگیر و هدف که تحت تأثیر عیب عملگرِ رهگیر قرار دارد، به صورت یکپارچه فرمولبندی و شبیهسازی شدهاست. این مسئله با استفاده از الگوریتم کنترل پیشبین تفاضلی مقاوم حل میشود. برای مقاومسازی سیستم در برابر عیب عملگر، در یک رویکرد جدید تابع هزینهای تعریف شدهاست که علاوه بر خطای ردیابی و تغییرات سیگنال کنترل، نامعینیهای ماتریس ورودی سیستم هم در نظر گرفته شده و سپس در یک افق محدود بهینه میشود. با بهینهسازی این تابع هزینه، سیگنال کنترل مقاوم استخراج میشود. در بهینهسازی افق محدود، معادلات پیچیده دیفرانسیلی به یک سری معادلات جبری تبدیل شده و در نتیجه این روش در عین سادگی و قابل اجرا بودن، پیچیدهترین مسئله بهینهسازی را حل میکند. از آنجا که سیگنال کنترل به نامعینیهای مدل وابسته است، این روش در شرایطی که عملگر رهگیر دچار عیب شده و کارایی آن کاهش یابد، مقاومت سیستم حلقه بسته را افزایش میدهد و میتواند عیب عملگر را جبران کند. برای اثبات کارایی الگوریتم پیشنهادی، علاوه بر ارائه رویکرد تحلیلی، شبیهسازیهای عددی متعددی انجام شده و نتایج آن با چند روش دیگر مقایسه گردیده است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| هدایت و کنترل یکپارچه؛ عیب عملگرد؛ کنترل پیشبین مقاوم | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Robust integrated guidance and control considering actuator failure based on generalized incremental predictive control | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Husam Hasan1؛ Nemat Ollah Ghahremani2؛ Saeed Nasrollahi3 | ||
| 1PhD student,Faculty of Electrical & Computer Engineering. Malek-Ashtar University of Technology, Tehran, Iran | ||
| 2Assistant Professor,Faculty of Electrical & Computer Engineering, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran | ||
| 3Associate Professor,Faculty of Electrical & Computer Engineering. Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In this research, robust two-dimensional guidance and control between an interceptor and a target, influenced by the actuator fault of the interceptor, has been formulated and simulated as an integrated problem. This problem is solved using a robust generalized robust incremental predictive control algorithm. To enhance the system's robustness against actuator faults, a novel approach is employed in which a cost function is defined. This cost function considers not only the tracking error and control signal variations but also the uncertainties in the system's input matrix and then optimized over a finite time horizon. By optimizing this cost function, a robust control signal is derived. Optimizing the cost function over a finite horizon transforms complex differential equations into algebraic equations, making the method simple, executable, and capable of solving the most complex optimization problems. Since the control signal depends on the model uncertainties, this method increases the closed-loop system's resistance and compensates for actuator faults when the actuator's gain decreases due to a fault. Various numerical simulations have been conducted to demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm, and its performance has been compared with several other methods. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Integrated guidance control, Actuator fault, Robust Model predictive control | ||
| مراجع | ||
|
[1] Nasrollahi S, KHOOSHEHMEHRI A. A Model of Predictive Terminal Guidance Based on Whale Optimization Algorithm Considering the Aerodynamic Model of the Pursuer. Aerospace Mechanics. 2021; 17(1):37-50. (In Persian) Dor: https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.26455323.1400.17.1.4.5
[3] Panchal B,Mate N, TaloleS. Continuous-time predictive control-based integrated guidance and control. Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2017;40(7):1579-95. DOI https://doi.org/10.2514/1.G002661 [4] He S, WangW,WangJ. Three-dimensional multivariable integrated guidance and control design for maneuvering targets interception. Journal of the Franklin Institute.2016;353(16):4330-50. DOI https://doi.org/10.1016/j.jfranklin.2016.08.008 [5] Soori MM, Sadati SH. Guidance and Control of a Two-dimensional Model of a Surface-to-Air Missile Using Proportional, Integral, Derivative and Optimal Fuzzy Control. Aerospace Mechanics DOI 2023 .https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.26455323.1402.19.4.2.3 [6] Wang W, Liu J, Lin S, Geng B, Shi Z. Command filtered integrated estimation guidance and control for strapdown missiles with circular field of view.Defence Technology. 2024;35:211-21. DOI https://doi.org/10.1016/j.dt.2024.02.001 [7] Chitsaz A, Naghash A, Saberi FF. Integrated guidance and control design by active disturbance rejection method for high-velocity target interceptor with DCS thruster. Scientific Reports. 2024 ;14(1):1298. DOI https://doi.org/10.1038/s41598-024-52008-4 [8] Ashrafifar A, Jegarkandi MF. Adaptive fin failures tolerant integrated guidance and control based on backstepping sliding mode.Transactions of the Institute of Measurement and Control. 2020;42(10):1823-33 DOI .https://doi.org/10.1177/0142331219897430 [9] Wang W, Xiong S, Wang S, Song S, Lai C. Three dimensional impact angle constrained integrated guidance and control for missiles with input saturation and actuator failure. Aerospace Science and Technology. 2016;53:169-87. DOI https://doi.org/10.1016/j.ast.2016.03.015 [10] Fei L, Kaihong Y, Haibo J, editors. Adaptive integrated guidance and control with actuator failures based on backstepping and input-to-state stability. Proceedings of 2014 IEEE Chinese Guidance, Navigation and Control Conference; 2014: IEEE. DOI https://doi.org/10.1109/CGNCC.2014.7007218 [11] Li Z, Tian B, Zhang X. RLV integrated guidance and control based on adaptive high-order sliding mode. Nonlinear Dynamics.2023;111(17):16133-44. DOI https://doi.org/10.1007/s11071-023-08721-2 [12] Luo Y, Song J, Zhao M, Li W, Wei M. Integrated Guidance and Control for Hypersonic Vehicle With Disturbance and Measurement Noise Suppression. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems. 2024 DO https://doi.org/10.1109/TAES.2024.3412070 [13] Esfahani N, Khorasani K. A distributed model predictive control (MPC) fault reconfiguration strategy for formation flying satellites. International Journal of control. 2016;89(5):960-83. DOI https://doi.org/10.1080/00207179.2015.1110753 [14] Geng K,Chulin NA, Wang Z. Fault-tolerant model predictive control algorithm for path tracking of autonomous vehicle. Sensors. 2020;20(15):4245. DOI https://doi.org/10.3390/s20154245 [15] Jain T,Yamé JJ. Fault-tolerant economic model predictive control for wind turbines. IEEE transactions on sustainable energy. 2018;10(4):1696-704. DOI https://doi.org/10.1109/TSTE.2018.2869480 [16] Ghanbarpour K, Bayat F, Jalilvand A. An MPC-based fault tolerant control of wind turbines in the presence of simultaneous sensor and actuator faults. Computers and Electrical Engineering. 2025;122:109931. DOI https://doi.org/10.1016/j.compeleceng.2024.109931 [17] Keller R, Ding SX, Müller M, Stolten D. Fault-tolerant model predictive control of a direct methanol-fuel cell system with actuator faults. Control engineering practice. 2017;66:99-115. DOI https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2017.06.008 [18] Rotondo D, Pazera M,Witczak M. Integrated fault estimation and fault-tolerant control for constrained LPV systems subject to bounded disturbances. Journal of Process Control. 2025;145:103343. DOI https://doi.org/10.1016/j.jprocont.2024.103343 [19] Sheikhbahaei R, Alasty A, Vossoughi G. Robust fault tolerant explicit model predictive control. Automatica. 2018;97:248-53. DOI https://doi.org/10.1016/j.automatica.2018.08.013 [20] Hill E,Newton A,Gadsden SA,Biglarbegian M. Tube-based robust model predictive control for fault tolerance. Mechatronics. 2023;95:103051. DOI https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2023.103051 [21] JungW,Bang H.Fault and failure tolerant model predictive control of quadrotor UAV. International Journal of Aeronautical and Space Sciences. 2021;22:663-75.DOI https://doi.org/10.1007/s42405-020-00331-1 [22] Ghahramani NO,Towhidkhah F. Constrained incremental predictive controller design for a flexible joint robot. ISA transactions. 2009;48(3):321-6. DOI https://doi.org/10.1016/j.isatra.2009.01.010 [23] Fathi Jegarkandi M,Ashrafifar A,Mohsenipour R. Adaptive integrated guidance and fault tolerant control using backstepping and sliding mode. International Journal of Aerospace Engineering. 2015;2015(1):253478. DOI https://doi.org/10.1155/2015/253478 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 275 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 69 |
||