بكارگيري كنترل تطبيقي مدل چندگانه براي تنظيم موقعيت آنتن سيستم ارتباط ماهواره با تاخير متغير با زمان در ورودي كنترل

Applying Multiple Model Adaptive Control to Adjustment of Satellite Antenna Position with time varying input delay

در اين مقاله، يك روش جديد براي كنترل موقعيت آنتن يك ماهواره با تاخير متغير با زمان در ورودي با استفاده از رويكرد كنترل كننده تطبيقي مدل چندگانه پيشنهاد ميگردد. انتخاب تخمينگر مناسب و آلگوريتم وزن دهي كنترل كننده ها با استفاده از خطاي تخمين تأخير، از ويژگي هاي كنترل كننده ارائه شده است. تاخير در ورودي سيستم باعث انحراف از عملكرد مطلوب شده و در صورتي كه تاخير ناشناخته و متغير با زمان باشد، احتمال ناپايداري سيستم تحت كنترل وجود دارد. در اين موارد مي بايست تاخير زماني را شناسايي و سيگنال كنترل براي مقابله با اثرات نامطلوب آن تنظيم شود. با فرض معلوم بودن مقدار بيشينه تاخير. تاخير سيستم به چندين محدوده كوچكتر تقسيم شده و براي هر محدوده يك كنترل كننده مناسب تناسبي انتگرالي جهت تضمين پايداري و بهبود رفتار سيستم حلقه بسته طراحي ميشود. در حالت بر خط با به كارگيري يك روش موثر و مناسب، تاخير زماني سيستم تخمين زده شده و سيگنال كنترل نهايي با استفاده از تركيب وزني كنترل كننده ها توليد و به سيستم اعمال مي شود. وزن سيگنالهاي كنترل تابعي از قدر مطلق خطاي بين زمان تأخير تخميني و متوسط زمان تأخير واقعي در هر باند مي باشد. كارآيي سيستم كنترل طراحي شده با استفاده از شبيه سازي متعدد مورد ارزيابي و تجزيه و تحليل قرار گرفته و نشان داده مي شود كه سيستم حلقه بسته تحت شرايط مختلف پايدار است. نتايج شبيه سازي، كارآيي مطلوب سيستم كنترل پيشنهادي نسبت به روش كنترل معمولي تناسبي انتگرالي را نشان مي دهد.

In this paper, a new Multiple Model Adaptive Control (MMAC) is proposed to control of the satellite antenna position with time varying input delay. Selecting of adequate delay estimation method and weighting algorithm using delay estimation error are features of proposed controller. Input delay can be effect on the performance of the closed loop system and if delay time is unknown and time varying, the closed loop system will probably be unstable. At these cases, delay time must be identified to adopt control signal. It is assumed that upper bound of the delay time is known. Delay time is divided into several small bounds and then an adequate PI controller is designed for each bound to guarantee closed loop system performance and stability. In the on-line mode, delay time is identified by adequate estimation algorithm and the control signal is constructed by a weighted sum of the designed controllers output. Control signals weights are a function of the absolute error between the estimated and the average delay time in each bound. Performance of the proposed method and stability of closed-loop system is assessed using several simulations of the system. Simulation results confirm the effectiveness of the proposed algorithm with respect to conventional PI controller.