دوره 13، شماره 3 - ( مجله کنترل، جلد 13، شماره 3، پاییز 1398 )
جلد 13 شماره 3,1398 صفحات 71-83 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Ramezani Moghadam A, Kebriaei H. Design and stability analysis of optimal controller and observer for Itô stochastic model of active vehicle suspension system. JoC. 2019; 13 (3) :71-83
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-541-fa.html
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-541-fa.html
رمضانی مقدم علیرضا، کبریایی حامد. طراحی و تحلیل پایداری رؤیتگر و کنترل‌کننده بهینه تصادفی برای سیستم تعلیق فعال مبتنی بر مدل نامعین ایتو. مجله کنترل. 1398; 13 (3) :71-83
1- دانشگاه تهران
چکیده: (823 مشاهده)
این مقاله به بررسی طراحی یک کنترل‌کننده خطی تصادفی برای مدل نامعین تعلیق خودرو می‌پردازد. برای سیستم یک چهارم خودرو که پارامترهای میرایی و سختی آن متاثر از اغتشاشات تصادفی است مدل تصادفی ایتو به دست آمده است. به‌منظور مقابله با عدم قطعیت مدل، قانون کنترلی بهینه تصادفی با استفاده از معادلات تصادفی همیلتون-جاکوبی-بلمن استخراج شده است. در ادامه با استفاده از لم ایتو و تعمیم تصادفی پایداری لیاپانوف، پایداری تصادفی سیستم حلقه بسته اثبات می‌شود. کنترل‌کننده تصادفی طراحی شده، برای فرم کلی سیستم‌های نامعین ایتو که در آن نویزهای سفید گوسی مستقل در چندین کانال روی پارامترهای سیستم تاثیر می‌گذارند، استخراج شده است که در ادامه بر روی مدل تصادفی تعلیق خودرو پیاده‌سازی می‌شود. همچنین در این مقاله نشان خواهیم داد قانون استقلال طراحی رؤیتگر از کنترل‌کننده برای چنین سیستم‌های نامعینی که نویز در پارامترها ضرب می‌شود برقرار نخواهد بود. در نتیجه تمهیدی جهت طراحی رؤیتگر خطی برای این سیستم‌ها با استفاده از معادلات سیستم افزونه به دست آمده است. در نهایت نتایج شبیه‌سازی‌های عددی جهت صحه گذاری بر کارآمدی روش ارائه شده آورده شده است.
واژه‌های کلیدی: معادلات تصادفی ایتو، عدم قطعیت ضرب‌شونده، سیستم تعلیق فعال، پایداری تصادفی، رؤیتگر حالت
فهرست منابع
1. [1] W. Sun, H. Gao, and O. Kaynak, "Finite Frequency H∞ Control for Vehicle Active Suspension Systems," IEEE Transactions on Control Systems Technology, vol. 19, pp. 416-422, 2011. [DOI:10.1109/TCST.2010.2042296]
2. [2] H. Du, K. Y. Sze, and J. Lam, "Semi-active H∞ control of vehicle suspension with magneto-rheological dampers," Journal of Sound and Vibration, vol. 283, pp. 981-996, 2005. [DOI:10.1016/j.jsv.2004.05.030]
3. [3] S. Chantranuwathana and H. Peng, "Force tracking control for active suspensions-theory and experiments," in Control Applications, 1999. Proceedings of the 1999 IEEE International Conference on, 1999, pp. 442-447.
4. [4] Y. M. Sam, J. H. Osman, and M. R. A. Ghani, "A class of proportional-integral sliding mode control with application to active suspension system," Systems & control letters, vol. 51, pp. 217-223, 2004. [DOI:10.1016/j.sysconle.2003.08.007]
5. [5] W. Sun, H. Pan, Y. Zhang, and H. Gao, "Multi-objective control for uncertain nonlinear active suspension systems," Mechatronics, vol. 24, pp. 318-327, 2014. [DOI:10.1016/j.mechatronics.2013.09.009]
6. [6] H. Li, X. Jing, H.-K. Lam, and P. Shi, "Fuzzy sampled-data control for uncertain vehicle suspension systems," IEEE Transactions on Cybernetics, vol. 44, pp. 1111-1126, 2014. [DOI:10.1109/TCYB.2013.2279534]
7. [7] M. S. Fallah, R. B. Bhat, and W. F. Xie, "Optimized Control of Semiactive Suspension Systems Using H $ _ infty $ Robust Control Theory and Current Signal Estimation," IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 17, pp. 767-778, 2012. [DOI:10.1109/TMECH.2011.2126590]
8. [8] Y. Huang, J. Na, X. Wu, X. Liu, and Y. Guo, "Adaptive control of nonlinear uncertain active suspension systems with prescribed performance," ISA transactions, vol. 54, pp. 145-155, 2015. [DOI:10.1016/j.isatra.2014.05.025]
9. [9] R. A. Ibrahim, Parametric random vibration: Courier Dover Publications, 2008.
10. [10] C. W. To, Nonlinear random vibration: Swets & Zeitlinger, 2000.
11. [11] V. Capasso and D. Bakstein, "An introduction to continuous-time stochastic processes," Birkhax user Boston, p. 1, 2005.
12. [12] J. L. Speyer and W. H. Chung, Stochastic processes, estimation, and control: SIAM, 2008. [DOI:10.1137/1.9780898718591]
13. [13] H. Schioler, M. Simonsen, and J. Leth, "Stochastic stability of systems with semi-Markovian switching," Automatica, vol. 50, pp. 2961-2964, 2014. [DOI:10.1016/j.automatica.2014.09.008]
14. [14] F. Li and Y. Liu, "Global stability and stabilization of more general stochastic nonlinear systems," Journal of Mathematical Analysis and Applications, vol. 413, pp. 841-855, 2014. [DOI:10.1016/j.jmaa.2013.12.021]
15. [15] Q. Wang and C. Wei, "Decentralized robust adaptive output feedback control of stochastic nonlinear interconnected systems with dynamic interactions," Automatica, vol. 54, pp. 124-134, 2015. [DOI:10.1016/j.automatica.2015.01.017]
16. [16] A. Mesbah, S. Streif, R. Findeisen, and R. D. Braatz, "Stochastic nonlinear model predictive control with probabilistic constraints," in American Control Conference (ACC), 2014, 2014, pp. 2413-2419. [DOI:10.1109/ACC.2014.6858851]
17. [17] J. Hu, Z. Wang, H. Gao, and L. K. Stergioulas, "Robust sliding mode control for discrete stochastic systems with mixed time delays, randomly occurring uncertainties, and randomly occurring nonlinearities," IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 59, pp. 3008-3015, 2012. [DOI:10.1109/TIE.2011.2168791]
18. [18] K. D. Rao and S. Kumar, "Modeling and simulation of quarter car semi active suspension system using LQR controller," in Proceedings of the 3rd International Conference on Frontiers of Intelligent Computing: Theory and Applications (FICTA) 2014, 2015, pp. 441-448. [DOI:10.1007/978-3-319-11933-5_48]
19. [19] J.-l. Yao, W.-k. Shi, J.-q. Zheng, and H.-p. Zhou, "Development of a sliding mode controller for semi-active vehicle suspensions," Journal of Vibration and Control, vol. 19, pp. 1152-1160, 2013. [DOI:10.1177/1077546312441045]
20. [20] A. Ulsoy, D. Hrovat, and T. Tseng, "Stability robustness of LQ and LQG active suspensions," Journal of dynamic systems, measurement, and control, vol. 116, pp. 123-131, 1994. [DOI:10.1115/1.2900666]
21. [21] H.-C. Sohn, K.-T. Hong, K.-S. Hong, and W.-S. Yoo, "An adaptive LQG control for semi-active suspension systems," International Journal of Vehicle Design, vol. 34, pp. 309-326, 2004. [DOI:10.1504/IJVD.2004.004060]
22. [22] B. Assadsangabi, M. Eghtesad, F. Daneshmand, and N. Vahdati, "Hybrid sliding mode control of semi-active suspension systems," Smart Materials and Structures, vol. 18, p. 125027, 2009. [DOI:10.1088/0964-1726/18/12/125027]
23. [23] M. A. R. Ramezaney, E. Fathi, and M. M. Ansarey, "Optimum synthesis of sensory layout in active suspension based on linear observer," in Electrical Engineering (ICEE), 2013 21st Iranian Conference on, 2013, pp. 1-6. [DOI:10.1109/IranianCEE.2013.6599616]
24. [24] L. Xiao and Y. Zhu, "Sliding-mode output feedback control for active suspension with nonlinear actuator dynamics," Journal of Vibration and Control, vol. 21, pp. 2721-2738, 2015. [DOI:10.1177/1077546313514760]
25. [25] J.-Q. Sun, Stochastic dynamics and control vol. 4: Elsevier, 2006. [DOI:10.1016/S1574-6917(06)04001-3]
26. [26] J. Yong and X. Y. Zhou, Stochastic controls: Hamiltonian systems and HJB equations vol. 43: Springer Science & Business Media, 1999.
27. [27] M. A. Rami and X. Y. Zhou, "Linear matrix inequalities, Riccati equations, and indefinite stochastic linear quadratic controls," IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 45, pp. 1131-1143, 2000. [DOI:10.1109/9.863597]
28. [28] X. Mao, Stochastic differential equations and applications: Elsevier, 2007. [DOI:10.1533/9780857099402]
29. [29] F. Lin, Robust control design: an optimal control approach vol. 18: John Wiley & Sons, 2007. [DOI:10.1002/9780470059579]
30. [30] E. Platen, "An introduction to numerical methods for stochastic differential equations," Acta numerica, vol. 8, pp. 197-246, 1999. [DOI:10.1017/S0962492900002920]
31. [31] J. C. Dixon, Suspension geometry and computation: Wiley Online Library, 2009. [DOI:10.1002/9780470682906]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
