پایان نامه ارشد رایگان درباره محدودیت ها، منابع محدود، دوره های زمانی

دانلود پایان نامه ارشد

شود:

تابع برداري پیوسته و شرایط لیپشیتزرا براورده میآند:

پروسه مارآوف با حالت محدود و احتمالگذرا:

آه: سرعتگذار است آه در آن پروسهها وآوف از حالت نابجاست و تغییر می آند. براي مطالعه پایداري تصادفی، تمام مسیرهاي نمونه باید به طور همزمان بررسی شوند. براي یک تابع لیپاپانوف انتخاب

شده اثبات اینکه به ازاي تمام مسیرهاي نمونه صدق میآند، مشکل است.

٣٤

پس امید ریاضی مشتق زمانی باید جایگزین شود و باید غیرمثبت باشد. مشتق زمانی میانگین به صورت زیر تعریف میشود.

می تواند به صورت مشتق زمانی میانگین تابع تصادفی

در تمام تحقیق هاي ممکن فرایند
تصادفی
از نقطه
در زمان
ترجمه می شود . اگر

تابع توزیع شرایط براي حل

باشد انگاه می شود :

چونفرایند مارآوف حالت محدود است . مشتق زمانی میانگین به صوریت زیر محاسبه می شود :

براي محاسبه مشتق زمانی میانگین لازم نیست آه از (٣.٥) انتگرال بگیریم ، آافیست آه فقط خصوصیات احتمالی فرایند فرایند Y(t) را بدانیم . معادله (٣.٦) همچنین به عنوان عملگر آوچک ضعیف شناخته شده و با نشان می دهند . شرایط زیر براي پایداري سیستمهاي تصادفی بیان شده اند :

تئوري ٣ . ١ : پایداري در احتمال : حل تعادلپایدار در احتمال است اگر

براي تمام x در مجموعه باز رابطه زیر برقرار باشد:

تئوري ٣ . ٢ : پایداري جانبی در احتمال :

نقطه تعادل
پایدار جانبی است اگر
براي تمام .

تئوري ٣ . ٣ : پایداري نمایی احتمال :

نقطه تعادل
پایدار نمایی جانبی
است اگر
براي تمام
و براي برخی
.

٣٥

٤-٢ تنزل مطلوب عملکرد Graceful Performance Degradation

مقدمه

در هر طراحی FTCS ، یکی از مسائل مهم قابل بررسی این است که آیا عملکرد اصلی سیستم به طور کامل به دست می آید یا درجاتی از ضایع شدن عملکرد بعد از رخ دادن خطا ، قابل قب ول اس ت ؟ نتیج ه چیس ت اگ ر خراب شدن عملکرد در بررسی ها در نظر گرفته نشود و چگون ه چن ین ض ایع ش دن عملک ردی را در پروس ه طراحی در نظر بگیریم ؟ چنین مسائل مهمی به خوبی مطالعه نشده اند . در عمل ، در حالت خطاهای سنوری ، عملکرد اصلی سیستم ممکن است قابل دسترسی باشد اگر سگنال های درس ت خروج ی سیس تم از س نورهای افزودة فیزیکی یا از تخمین گرهای کالمن / مشاهده گر براساس افزونگی تحلیلی ، قابل دسترسی باشد .
به هر حال ، وقتی یک خطای عملگر رخ م ی ده د ، درجة افزونگ ی کنت رل سیس تم و قابلی ت ه ای دردس ترس

عملگر به طور مشخصی می تواند کاهش یابد . اگر هدف طراحی هنوز نگهداری عملکرد اصلی سیستم اس ت ، ممکن است عملگرهای باقیمان ده را ب ه ک ار زی ادتر افرات ی از وظیف ه نرم ال مجب ور کن د ت ا نق ایص ناش ی از خطا را جبران کند . این مسئله در عمل به خاطر محدودیتهای فیزیکی عملگرها بس یار ن امطلوب اس ت . پیام د چنین طراحی FTCS ممکن است منجر به اشباع عملگر شود یا هنوز بدتر از آن ، آسیب های بع دی را ایج اد کن د . بن ابراین مص الحه ب ین عملک رد قاب ل دس تیابی و قابلی ت در دس ترس عملگ ر بای د ب ه دق ت در تم ام طراحی های FTCS بررسی شود . این موقعیت(موضوع) اغلب به عنوان خرابی مطلوب در عملگر ش ناخته می شود .

روش ه ای طراح ی ب رای رس یدن ب ه graceful performance degradation براس اس مف اهیم command management , model – following ، بررسی شده است . ب ه ه ر ح ال ، اس تراتژی ه ای سیستماتیک و بهین ه طراح ی ب رای جل وگیری از اش باع عملگ ر در ط ول دورة گ ذرای پیکربن دی مج دد هن وز

جای تحقیقات آینده را دارد .

طراحی کنترل مقاوم خطا با بررسی تنزل عملکرد (١)

در این بخ ش ، ی ک طراح ی مجتم ع ب رای سیس تم ه ای کنت رل مق اوم خط ا (FTCS) ب ا در نظرگ رفتن تن زل عملک رد ارائ ه ش ده اس ت . اه داف طراح ی مانن د خصوص یات ان دازه گی ری ه ای عملک رد و بررس ی تن زل مطل وب عملک رد بررس ی م ی ش وند . س ه دوره از FTCS و عملک رد مربوط ه ب ه هری ک ارائ ه م ی ش ود . راهنم ا ب رای انتخ اب م دل ه ای مرج ع ب رای ه دف تعی ین خصوص یات طراح ی بح ث م ی ش ود ، ی ک روش طراح ی تطبیق ی تعقی ب م دل ب ا ی ک فرآین د تش خیص خط ا و عی ب ی ابی (FDD) متص ل اس ت ت ا ب ه عملک رد مطل وب برس د . کنت رل کنن ده فی دبک پیکربن دی مج دد ب ه ص ورت اتوماتی ک ب ا روش جای ابی س اختار وی ژ[ طراحی می شود و کنترل کننده های پیش س وی پیکربن دی مج دد ب ا اس تفاده از روش تعقی ب م دل ( model – ( follouing طراح ی م ی ش وند . اه داف طراح ی و روش مجتم ع ارائ ه ش ده ب ا ی ک مث ال هواپیم ا تحقی ق و ارزیابی شده است .

معرفی

س ؤال مه م در طراح ی FTCS ، چگ ونگی طراح ی کنت رل کنن ده ب ا پیکربن دی مج دد اس ت ب ه گون ه ای ک ه عملکرد سیستم را کاملاً تحت پوشش قرار دهد ی ا اگ ر طراح ی مج دد مح دودتر قاب ل قب ول باش د ، آن را انج ام دهد . یک تنزل عملکرد می تواند در طراحی برحسب منابع محدود و ق درت عملگ ر بع د از رخ داد خط ا ، در نظر گرفته شود . روش تعقیب مدل روشی طبیعی برای رسیدن به اهداف مطلوب طراحی با تحلیل ساده تن زل عملکرد است . این نوع از پیکربندی مجدد کنترل به طور گسترده در سیس تم ه ای کنت رل تطبیق ی مرج ع م دل

٣٦

استفاده می شود . هدف طراح ی روش ه ای تعقی ب م دل مجب ور ک ردن مس یرهای حال ت و ی ا خروج ی سیس تم پیکربندی مجدد یافته نزدیک سیگنال های مدل مرجع تا حد امکان می باشد .
با شامل کردن خصوصیات دینامیکی مطلوب به م دل مرج ع ، کنت رل کنن ده م ی توان د ط وری س اخته ش ود ک ه اهداف طراحی و عملکرد تا حد امکان به دس ت آی د . متأس فانه ، ی ک روش سیس تماتیک وج ود ن دارد ک ه م دل های مرجع را طوری طراحی کند که نیازهای تنزل عملکرد در حضور خطاه ا را ب ه حس اب بی اورد . ع لاوه بر این ، تمام روش های تعقیب مدل موجود فرض می کنن د متغیره ای حال ت و م دل post-fault از سیس تم و طرح کامل FDD موجود است . به عبارت دیگر ، قانون کنترل پیکربندی مجدد در یک ش رایط ای ده آل ب دون در نظ ر گ رفتن عک س العم ل FDD طراح ی م ی ش ود . ب ه ط ور کل ی ، ی ک ترکی ب س ادة ذهن ی از FDD و

کنت رل کنن ده پیکربن دی مج دد نم ی توان د ی ک FTCS عملی اتی را تض مین کن د . پ س ، مطل وبتر ای ن اس ت ک ه روش ه ای جدی دی جه ت ترکی ب ط رح FDD و کنت رل پیکربن دی مج دد در ی ک م دل ذات ی ب ا بررس ی سیستماتیک تنزل عملکرد و بدون اطلاعات اولیه از مدل سیستم post-fault طراحی شود . به طور ای ده آل ، در هر مرحله از پیکربندی مجدد کنترل کننده ، طرح FDD باید اطلاعات از حالت و پارامتر سیس تم post – fault را در real – time با دقت ممکن تهیه کند و کنترل کننده با پیکربندی مجدد باید بتواند پاسخ های م دل های مرجع را با بررسی تنزل عملکرد و محدودیت های فیزیکی سیستم در حضور خطاها ، هماهنگ کند .

نکات مهمی که در این بخش بررسی می شود:
– طراحی مجتمع FDD و RC با بررسی تنزل عملکرد
– اهداف طراحی . خصوصیات و اندازه گیری های FTCS با بررسی تنزل عملکرد قابل قبول
– راهنمایی انتخاب مدل های مرجع برای رسیدن به خصوصیات طراحی
– روش مجتمع سیستم های کنترل با پیکربندی مجدد تعقیب مدل برای اه داف طراح ی ب ا بررس ی سیس تماتیک تنزل عملکرد !

اهداف طراحی و تنزل عملکرد FTCS اهداف طراحی FTCS
برای طراحی یک سیستم کنترل باید دو بحث اصلی بررسی شود . اولی تصمیم گی ری اینک ه مهمت رین اه داف سیس تم کنت رل چیس ت . دوم ی چگ ونگی طراح ی و س اخت کنت رل کنن ده ای ک ه ب ه ای ن اه داف برس د . اه داف طراحی معمولاً برحسب مجموعه ای از خصوصیات داده می ش ود ک ه رفتاره ای مطل وب را ب ر حس ب پاس خ مطلوب سیستم ب ه ی ک ن وع خ اص از ورودی فرم ان ، تش ریح م ی کن د . خصوص یات طراح ی سیس تم کنت رل عموماً برحسب ٣ هدف زیر است :

(١) تضمین پایداری ( ٢) تولید پاسخ گذاری مطلوب و (٣ ) کاهش خطای حالت ماندگار پایداری یک نیاز اساسی در هر سیستم کنترلی اس ت . سیس تم بای د پای داری اش را در ه ر حال ت وج ود و ع دم
وجود خطاها حفظ کند . پاسخ حالت ماندگار ، توانایی سیستم کنت رل را در ردی ابی ی ک ورودی ، توض یح م ی دهد . علاوه ب ر پای داری و پاس خ حال ت مان دگار ، پاس خ گ ذرا نی ز مه م اس ت . ب ه ط ر خلاص ه ، ه دف اص لی طراحی سیستم کنترل ساختن یک کنترل کننده مناسب جهت پاسخ رضایت بخش حالت مان دگار و گ ذرا اس ت . سایر محدودیت های مهم ممکن است شامل : پهنای باند سیستم ، غیرخطی گری ها ، محدودیت قدرت ، اندازه ، وزن و هزینه باشد . در طراحی FTCS ، اهداف نباید فقط شامل خصوصیات عملکرد نرمال سیس تم باش د . بلکه برای سیستم تحت خطا نیز شرایط را در نظر بگیرد . لازم به ذکر اس ت ک ه تأکی د ب ر عملک رد سیس تم ب ه طور مشخص می تواند در این حالات عملکرد ، متفاوت باشد . در طول عملکرد نرمال ، تأکید بیش تری روی کیفیت رفتار سیستم می ش ود. در حض ور خطاه ا ، مق اوم ب ودن سیس تم و اینک ه چگون ه ب ا تن زل عملک رد قاب ل قبول و با یک منابع محدود شده ای ، باقی می مانده ، از نکات مهم خواهد بود .

٣٧

خصوصیات عملکرد و اندازه گیری ها در FTCS

برای ارزیابی عملکرد FTCS ، خصوصاً در حضور خطاها ، خصوصیات عملکردی خاص و ان دازه گی ری ها باید تعیین شود . این اندازه گیری ها باید به درستی رفتار سیستم را تحت شرایط عملکردی مختلف منعکس کنند و می توانند در حوزة زم ان ، فرک انی ی ا ه ر دو باش ند . آنه ا بای د رفت ار سیس تم را در ط ول ه ر دو دورة
گذرا و حالت ماندگار نشان دهند .

• سه دورة زمانی در FTCS

در FTCS ، خطاه ا معم ولاً تغییرات ی در س اختار ، عملک رد و پارامتره ای سیس تم ایج اد م ی کنن د . خصوصیات سیستم قب ل از خط ا ، در ط ول خط ا و بع د از خط ا ممک ن اس ت متف اوت باش د . بن ابراین ، رفت ار سیستم در طول سه دوره زمانی باید مشخص شود :

(١) قبل از خطا ( pre – fault) ، (٢ ) در طول خط ا و (٣) بع د از خط ا . ( post – fault) (ش کل

(١) ) .

در این شکل ، tF زمانی که خطا رخ می دهد ، tC ثابت زمانی است برای زمانی که گذراهای ناش ی از خط ا و پیکربن دی مج دد سیس تم کنت رل ، تم ام ش ده و سیس تم وارد دورة post – fault م ی ش ود . tD و tR زم ان تشخیص خطا و زمان پیکربندی مجدد خطا است .

• خصوصیات عملکرد در دوره های زمانی مختلف
به خاطر خصوصیات مختلف در سه دورة فوق ، عملکرد FTCS نیز باید به صورت مختلف ارزیابی شود .
سیستم در دوره های pre – fault و post – fault به صورت خطی تغییر ناپذیر با زم ان اس ت . بن ابراین ، اندازه گیری های عملکردی مختلف ی ب رای سیس تم ه ای کنترل ی کل ی در ه ر دو ح وزة زم انی و فرکانس ی م ی

تواند استفاده شود .

به هر حال ، دینامیک های سیستم از tF ب ه tC پیچی ده ت ر اس ت . ب ه دلی ل تغیی رات ناش ی از خط ا و تغیی رات ایج اد ش ده توس ط FDD و پروس ه پیکربن دی مج دد ، گ ذراهای خاص ی معرف ی میش وند . از ش کل ١ واض ح

است که قبل از اینکه پروسه پیکربندی مجدد در tR فعال شود ، سیستم ناپای دار ش ده و پاس خ واگ را م ی ش ود .

اگ ر ه یچ عم ل خاص ی اعم ال نش ود ، واگرای ی ش دیدتر میش ود و بع د از اینک ه کنت رل کنن ده پیکربن دی مج دد مناسب به کار افتاد ، پایداری و عملکرد دین امیکی مطل وب سیس تم ب ا برخ ی گ ذراها بدس ت م ی آی د . ب ه ط ور

کلی دو نوع گذرا وج ود دارد : گ ذرهایی ک ه مستقیماً ناش ی از رخ داد خطاس ت ( از tF ت ا ( tR ، و گ ذراهای

ناشی از پیکربندی مجدد سیستم کنترل ( از tR تا . ( tC اول ی در کنت رل م ا نیس ت ، ول ی دوم ی در ارتب اط ب ا

طراحی FDD و مکانیسم پیکربندی مجدد مناسب می باشد .

عملکرد در طول این دوره به شدت خطاها و چگونگی فعالس ازی پیکربن دی مج دد کنت رل ، بس تگی دارد . در این دوره ، اندازه گیری های بر اساس حوزة زمانی ، باید استفاده شود چون ارزیابی ه ر دو خطاه ا و پروس ه

پیکربندی مجدد متغیر ب

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه ارشد رایگان درباره مارآوفی، خطاهاي، اجزاي Next Entries پایان نامه ارشد رایگان درباره ارزیابی عملکرد، مشاهده پذیر، محدودیت ها