برنامه درسی

بخش اول: آزمایش های طراحی شده در نرم افزار MATLAB

بخش دوم: کار با ماژول های مختلف سیستم های کنترل خطی

بخش سوم: شناسایی و طراحی کنترل کننده برای سیستم کوره

بخش چهارم: شناسایی و طراحی کنترل کننده برای سرووموتور

بخش اول: آزمایش های طراحی شده در نرم افزار MATLAB

بخش دوم: کار با ماژول های مختلف سیستم های کنترل خطی

بخش سوم: شناسایی و طراحی کنترل کننده برای سیستم کوره

بخش چهارم: شناسایی و طراحی کنترل کننده برای سرووموتور

• علی خاکی صدیق، تحلیل و طراحی سیستم‌های کنترل چندمتغیره، انتشارات دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، 1390.

• S. Skogestad, I. Postlethwaite, “Multivariable Feedback Control: Analysis and Design”, New York: Wiley, 2nd Edition, 2005.

• J. M. Maciejowski, “Multivariable feedback design”, Electronic Systems Engineering Series, Wokingham, England: Addison-Wesley, 1989.

• R. V. Patel, N. Munro, “Multivariable system theory and design”, Pergamon Press Reprint, 1982.

• J. J. d'Azzo, C. D. Houpis, “Linear control system analysis and design: conventional and modern”, McGraw-Hill Higher Education, 1995.

• L. Magni, R. Scattolini, “Advanced and multivariable control”, Società Editrice Esculapio, 2023.

• آشنایی با سیستم‌های کنترل چندمتغیره

• نمایش سیستم‌های چندمتغیره
  • توصیف ماتریس سیستم،
  • توصیف کسر- ماتریسی.

• قطب‌ها و صفرها در سیستم‌های چندمتغیره
  • قطب‌های سیستم‌های چندمتغیره
  • صورت اسمیث- مک میلان
  • نوع سیستم‌های چندمتغیره
  • انواع صفر‌ها در سیستم‌های چندمتغیره
  • جهت‌های صفر انتقال در سیستم‌های چندمتغیره
  • جایابی صفرهای انتقال

• تحلیل سیستم‌های کنترل چندمتغیره در حوزه فضای حالت
  • کنترل‌پذیری و رویت‌پذیری،
  • نظریه تحقق در سیستم‌های چندمتغیره،
  • کاهش مرتبه سیستم‌های دینامیکی.

• پایداری، عملکرد و نامعینی در سیستم‌های چندمتغیره
  • مقاهیم پایه و تعاریف مهم پایداری،
  • معیار پایداری نایکوئیست تعمیم یافته،
  • محدودیت‌های عملکردی سیستم‌های چندمتغیره در حوزه زمان و فرکانس،
  • نامعینی در سیستم‌های چندمتغیره.

• طراحی کنترل‌کننده برای سیستم‌های چندمتغیره
  • دکوپله‌سازی سیستم‌های چندمتغیره با فیدبک حالت،
  • پیکربندی کنترل و آرایه بهره نسبی در طراحی غیرمتمرکز،
  • طراحی کنترل‌کننده چندمتغیره به روش حلقه بستن ترتیبی،
  • طراحی پیش‌جبران‌ساز و سیستم‌های چندمتغیره غلبه قطری،
  • کنترل PI سیستم‌های چندمتغیره.

• E. F. Camacho, C. Bordons Alba, Model predictive control, Springer science & business media, 2013.
• J. A. Rossiter, Model-based predictive control: a practical approach, CRC press, 2017.
• L. Wang, Model predictive control system design and implementation using MATLAB®. Springer Science & Business Media, 2009.
• J. B. Rawlings, D. Q. Mayne, M. Diehl, Model predictive control: theory, computation, and design, Nob Hill Publishing, 2017.

• سیستم‌های تاخیردار، اهمیت جبران تاخیر و اسمیث پردیکتورها،
• یادآوری از بحث‌های کنترل دیجیتال،
• مقدمه‌ای بر کنترل مبتنی بر پیش‌بینی مدل،
• کنترل پیش‌بین یک مرحله به جلو،
• کنترل ماتریس دینامیکی،
• کنترل پیش‌بین تعمیم یافته،
• کنترل پیش‌بین در حوزه فضای حالت،
• کنترل پیش‌بین برای سیستم‌های چندمتغیره،
• کنترل پیش‌بین تابعی،
• کنترل پیش‌بین مقید،
• بحث‌های پیشرفته کنترل پیش‌بین.

• E. F. Camacho, C. Bordons Alba, Model predictive control, Springer science & business media, 2013.
• J. A. Rossiter, Model-based predictive control: a practical approach, CRC press, 2017.
• L. Wang, Model predictive control system design and implementation using MATLAB®. Springer Science & Business Media, 2009.
• J. B. Rawlings, D. Q. Mayne, M. Diehl, Model predictive control: theory, computation, and design, Nob Hill Publishing, 2017.

• سیستم‌های تاخیردار، اهمیت جبران تاخیر و اسمیث پردیکتورها،
• یادآوری از بحث‌های کنترل دیجیتال،
• مقدمه‌ای بر کنترل مبتنی بر پیش‌بینی مدل،
• کنترل پیش‌بین یک مرحله به جلو،
• کنترل ماتریس دینامیکی،
• کنترل پیش‌بین تعمیم یافته،
• کنترل پیش‌بین در حوزه فضای حالت،
• کنترل پیش‌بین برای سیستم‌های چندمتغیره،
• کنترل پیش‌بین تابعی،
• کنترل پیش‌بین مقید،
• بحث‌های پیشرفته کنترل پیش‌بین.

• تحلیل و طراحی سیستم‌های کنترل خطی، تالیف دکتر علی خاکی صدیق، انتشارات دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، 1393.

• مهندسی کنترل نوین، کاتسوهیکو اوگاتا، ترجمه دکتر پرویز جبه‌دار مارالانی و دکتر علی خاکی صدیق، ویرایش پنجم، انتشارات جاودان خرد، 1390.

• طراحی کنترل‌کننده‌های خطی، تالیف دکتر محمدعلی معصوم‌نیا، موسسه انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شریف، 1394.

• K. Ogata, Modern Control Engineering, 5^th Edition, Prentice-Hall, 2011.

• R.C. Dorf, R.H. Bishop, Modern Control Systems, 13^th Edition, Addison-Wesley, 2018.

• N.S. Nise, Control Systems Engineering, John Wiley & Sons, 7^th Edition, 2014.

• B.C. Kuo, F. Golnaraghi, Automatic Control Systems, 10^th Wiley, 2017.

• J.J. Dazzo, C.H. Houpis, S.N. Sheldon, Linear Control System Analysis and Design, 5^th Edition, CRC Press, 2003.

• آشنایی کلی با سیستم‌های کنترلی
• نمایش ریاضی سیستم‌های کنترلی:
  • یادآوری تبدیل لاپلاس،
  • نمایش تابع تبدیل سیستم‌های خطی،
  • دیاگرام‌های بلوکی،
  • نمودارهای گذر سیگنال،
  • مدل‌سازی سیستم‌ها،
  • توصیف فضای حالت سیستم‌های کنترل و رابطه بین توصیف فضای حالت و تابع تبدیل.
• تحلیل عملکرد گذرا و ماندگار سیستم‌های کنترل:
  • ورودی‌های استاندارد برای تحلیل عملکرد سیستم‌های کنترل،
  • بررسی عملکرد گذرای سیستم‌های مرتبه اول،
  • بررسی عملکرد گذرای سیستم‌های مرتبه دوم،
  • اثرات اضافه کردن قطب و صفر به سیستم،
  • کاهش مرتبه سیستم.
• تحلیل خطای حالت ماندگار سیستم‌های کنترل:
  • نوع سیستم،
  • خطای حالت ماندگار.
• تحلیل پایداری در سیستم‌های کنترل
• مکان هندسی ریشه‌ها
• طراحی کنترل‌کننده (جبران‌سازی) با استفاده از مکان هندسی ریشه‌ها:
  • انواع جبران‌سازها و مشخصه‌های آن‌ها،
  • طراحی جبران‌سازها با استفاده از مکان هندسی ریشه‌ها.
• تحلیل پاسخ فرکانسی سیستم‌های کنترل:
  • نمودارهای بودی،
  • شناسایی تابع تبدیل سیستم‌ها با استفاده از نمودارهای بودی،
  • نمودار نایکوئیست،
  • نایکوئیست معکوس،
  • معیار پایداری نایکوئیست،
  • حاشیه فاز و بهره،
  • نمودار نیکولز،
  • مشخصه‌های عملکردی سیستم بر اساس پاسخ فرکانسی.
• طراحی کنترل‌کننده‌ها در حوزه فرکانس

• K. J. Astrom, B Wittenmark, Adaptive Control, 2th Edition, Wessly, 2008.

• G. C. Goodwin and K. S. Sin, Adaptive Filtering, Prediction and Control, Prentice-Hall, 2014.

• P. Ioannou, B. Fidan, Adaptive Control Tutorial, SIAM Advances in Design and Control, 2006.

• E. F. Camacho, C. Bordons, Model Predictive Control, Springer, 2013.

• آشنایی کلی با سیستم‌های کنترل تطبیقی

• شناسایی برخط سیستم‌های دینامیکی

• رگولاتورهای خودتنظیم جایاب قطب

• رگولاتورهای خودتنظیم حداقل واریانس

• رگولاتورهای خودتنظیم پیش‌بین

• سیستم‌های کنترل تطبیقی مدل مرجع

• کنترل‌کننده‌های خودتنظیم PID

• آشنایی با کنترل‌کننده‌های غیرخطی تطبیقی

• اصول کنترل مدرن، دکتر علی خاکی صدیق، انتشارات دانشگاه تهران، 1399.
• مقدمه‌ای بر کنترل مدرن، دکتر حمیدرضا تقی راد، انتشارات دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، 1396.
• تحلیل و طراحی سیستم‌های کنترل پیشرفته، دکتر محمدجواد خسروجردی و دکتر نادر صفری شاد، انتشارات دانشگاه صنعتی سهند، 1389.
• C. T. Chen, Linear System Theory and Design, Oxford University Press, 1984.
• T. Kailath, Linear Systems, Prentice Hall, 1980.
• R. C. Dorf and R. H. Bishop, Modern Control Systems, Addison-Wesley, 1995.
• P. Bélanger, Control engineering: a modern approach, Saunders College Pub., 1995.
• K. Ogata, Modern Control Engineering, 5th Edition, Prentice-Hall, 2011.

سرفصل‌های درس:

• آشنایی کلی درس
• مروری بر جبرخطی و پیش‌نیازهای ریاضی اصول کنترل مدرن
• نمایش فضای حالت سیستم‌های خطی
• کنترل‌پذیری و رویت‌پذیری
• نظریه تحقق
• تحلیل پایداری
• طراحی فیدبک حالت
• طراحی رویت‌گر