دانلود ترجمه مقاله طرح جبرانسازی هدررفت برای کنترل سیستم دینامیک فازی T-S

1. مقدمه 2. توصیف مدل و فرمولاسیون مسئله 3. نتایج اصلی 4. تعمیم ها 5. مثالهای شبیه سازی 6. نتیجه گیری

چکیده – این مقاله مسئله کنترل فیدبک حالت H∞ را برای سیستم های غیرخطی شبکه شده تحت لینک های ارتباطاتی غیرمطمئن که دچار افت و گم شدن بسته هستند را مورد ملاحظه قرار می دهد. در ین مقاله، سیستم غیرخطی بوسیله یک مدل فازی تاکاگی-سوگنو (T-S) توصیف می شود. هدر رفت بسته در هر دوی کانال های «حسگر به کنترلر» (S/C) و کنترلر به بوبین (C/A) که بوسیله فرآیندهای برنولی مدل سازی می شوند، مورد ملاحظه قرار می گیرند. یک طرح جبرانسازی جدید برای برآورد بسته های گم شده پیشنهاد می شود و یک کنترلر فیدبک حالت تکه ای بگونه ای طراحی می شود که سیستم کنترل حلقه بسته حاصله از نظر احتمالاتی با عملکرد H∞ تضمین شده، پایدار باشد. سپس نتایج تا حالتی تعمیم داده می شوند که هر دوی تاخیرهای ناشی از شبکه و هدررفت بسته ها در لینک های ارتباطاتی وجود داشته باشد. در آخر، تعدادی مثال عددی برای نشان دادن روند روش های پیشنهادی و عملکرد بهینه H∞ در مقایسه با روش های موجود، ارائه می شوند. مقدمه: در دهه های اخیر، تلاش های بسیاری به سیستم های کنترل فازی برپایه مدل، اختصاص داده شد [1-5]. بخصوص اینکه، مدل های فازی تاکاگی-سوگنو (T-S) [16] به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته اند. این مدل، یک سیستم غیرخطی را بوسیله گروهی از سیستم های خطی محلی که با چندین قانون «اگر-آنگاه» مخلوط می شوند را توصیف می کند [7، 8]. بنابراین، مدل های فازی T-S مبنایی برای تحلیل پایداری سیستماتیک و سنتز سیستم های کنترل غیرخطی با بکار گیری نظریه کنترل متداول، فراهم می کند. در مرحله اولیه پژوهش در مورد سیستم های کنترل فازی T-S، تعدادی تحلیل پایداری پایه و نتایج طراحی کنترلر پیشنهاد می شوند [9-11]. ایده اصلی مربوط به این روش ها، طراحی یک کنترلر فیدبک برای هر مدل محلی و ساختن یک کنترلر سراسری از کنترلرهای محلی برای تضمین عملکرد حلقه بسته می باشد. اما، ضابطه پایداری عمدتاً براساس توابع لیاپونوف درجه دوم معمول است که اثبات شده است هنگام سروکار داشتن با سیستم های غیرخطی بسیار پیچیده، محافظه کار است [12]. تعدادی روش کمتر محافظه کار سپس پیشنهاد شدند که براساس توابع لیاپونوف درجه دوم تکه ای یا فازی بودند [13، 14]. توابع لیاپونوف تکه ای درجه دوم بوسیله چندین تابع لیاپونوف در مناطق مختلف طبق روش افراز به سیستم کنترل شده، ارائه و داده می شوند. توجه داشته باشید که توابع لیاپونوف درجه دوم مشترک حالت خاصی از توابع لیاپونوف درجه دوم تکه ای هستند هنگامی که تابع لیاپونوف یکسانی در مناطق مختلف بکار گرفته می شوند. تابع لیاپونوف کمتر محافظه کارانه معمول دیگر استفاده شده در کنترل فازی T-S، تابع لیاپونوف درجه دوم فازی است که بوسیله چندین تابع لیاپونوف محلی از طریق تابع عضویت یکسان با سیستم کنترل شده، گروه بندی می شود. واضح است که توابع لیاپونوف فازی توابع لیاپونوف معمول را کاهش می دهند هنگامی که توابع لیاپونوف محلی یکسانی انتخاب شوند.

This paper considers the problem of H∞ state feedback control for networked nonlinear systems under unreliable communication links with packet dropouts. The nonlinear plant in this paper is described by a Takagi–Sugeno (T–S) fuzzy model. The packet dropouts in both sensor-to-controller (S/C) and controller-to-actuator (C/A) channels are considered, which are modeled by Bernoulli processes. A new compensation scheme for the estimation of missing packets is proposed, and a piecewise state feedback controller is designed so that the resulting closed-loop control system is stochastically stable with guaranteed H∞ performance. Then the results are extended to the case when both network-induced delays and packet dropouts exist in communication links. Finally, some numerical examples are given to illustrate the procedure of the proposed approaches and the optimal H∞ performance in comparison to the existing approaches. Introduction: In recent decades, great effort has been devoted to model-based fuzzy control systems [1-5]. In particular, Takagi—Sugeno (T—S) fuzzy models [6] have been widely studied. This model describes a nonlinear system by a group of local linear systems, which are blended by several IF-THEN rules [7,8]. Therefore, T—S fuzzy models provide a basis for systematic stability analysis and synthesis of nonlinear control systems by applying conventional control theory. At the early stage of the research on T—S fuzzy control systems, some basic stability analysis and controller design results are proposed [9-11]. The basic idea of these methods is to design a feedback controller for each local model and construct a global controller from the local controllers to guarantee the closed-loop performance. However, the stability criterion is mostly based on common quadratic Lyapunov functions, which is proved to be conservative when dealing with highly complex nonlinear systems [12]. Some less conservative methods are then proposed, which are based on piecewise or fuzzy quadratic Lyapunov functions [13,14]. Piecewise quadratic Lyapunov functions are represented by several Lyapunov functions in different regions according to the partition method to the controlled plant. It is noted that common quadratic Lyapunov functions are a special case of piecewise quadratic Lyapunov functions when the same Lyapunov function is utilized in different regions. Another typical less conservative Lyapunov function used in T—S fuzzy control is the fuzzy quadratic Lyapunov function, which is grouped by several local Lyapunov functions via the same membership function as the controlled plant. Obviously, fuzzy Lyapunov functions will reduce to common Lyapunov functions when the same local Lyapunov functions are selected.