كنترل پيش‌بين هيبريدي سيستم سه مخزن غيرخطي مبتني بر مدل تكه‌اي آفين به فرم بسته پيشنهادي

در اين مقاله يك كنترل‌كننده پيش‌بين مبتني بر مدل هيبريد پيشنهادي جهت كنترل ارتفاع سيال در سيستم سه مخزن داراي ديناميك‌هاي غيرخطي كه مود عملكردي آن وابسته به مقدار لحظه‌اي حالت‌هاي سيستم است، طراحي شده است. استفاده از مدل هيبريد غيرخطي در كنترل پيش‌بين منجر به يك مساله برنامه‌نويسي صحيح تركيبي غيرخطي مي‌شود كه حل آن بسيار پيچيده و زمان‌بر است. يكي از روش‌هاي حل اين مساله، تقريب معادلات غيرخطي با عبارت خطي و يا تكه‌اي آفين مي‌باشد. تقريب خطي اغلب خطاي زيادي در محاسبه حالت‌ها و مودهاي عملكردي سيستم داشته و تقريب تكه‌اي آفين خطاي كمتر از تقريب خطي ايجاد مي‌كند اما بار محاسباتي آن بسيار بيشتر است. در اين پژوهش با هدف كاهش حجم محاسبات، يك فرم بسته براي معادلات تكه‌اي آفين سيستم سه مخزن در هر يك از مودها بدست آورده شده است. سيستم بدست آمده يك سيستم تكه‌اي آفين است كه هر مود با يك عبارت تكه‌اي آفين توصيف مي‌شود. كنترل پيش‌بين اين سيستم يك مساله برنامه‌نويسي صحيح تركيبي خطي است كه توسط حل‌گر‌هاي متداول قابل حل مي‌باشد. به منظور ارزيابي عملكرد كنترل پيش‌بين طراحي شده و امكان استفاده از آن به صورت برخط، دنباله ورودي بهينه كنترل با استفاده از حل‌گر تجاري MOSEK در محيطMPT محاسبه و در هر زمان نمونه برداري فقط اولين عضو دنباله به سيستم سه مخزن با ديناميك‌هاي دقيق در Simulink/Stateflow اعمال شده است. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه كنترل‌كننده پيشنهادي رديابي را به درستي انجام داده است و قيود روي حالت‌هاي سيستم نيز برآورده شده است.