طراحی تکهدفه و چندهدفه سیستمهای کنترل بهینه با استفاده از برنامهریزی ژنتیکی و مقایسه آن با حل تحلیلی معادله ریکاتی
نویسندگان
1 گروه دینامیک ارتعاشات و کنترل، دانشکده مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
2 گروه مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
3 گیلان*مهندسی مکانیک
doi
10.22060/mej.2019.16014.6258چکیده
بدست آوردن ساختار ریاضی سیگنال کنترلی که بتواند حالتهای سیستم را از حالت ابتدایی به حالت نهایی مطلوب برساند یکی از مهمترین مباحث در حوزه کنترل بهینه سیستمهای مدرن میباشد. بهطور معمول سیگنال کنترلی بهینه با حل یک شاخص تکهدفه که ترکیبی از تلاش کنترلی و شاخصهایی از حالتهای سیستم با استفاده از ضرایب وزنی میباشند، با استفاده از روشهای عددی مانند برنامهریزی دینامیکی و یا از روشهای تحلیلی عددی مانند هامیلتون-جاکوبی-بلمن و یا معادلات ریکاتی بدست میآید. از آنجایی که انتخاب ضرایب وزنی مناسب در روشهای متداول بهینهسازی مستلزم آزمون و خطا میباشد. در این مقاله با استفاده از برنامهریزی ژنتیکی و بدون استفاده از هرگونه روش تحلیلی، ضرایب وزنی حذف و معیارهای بهینگی شامل تلاش کنترلی و خطای مسیر متغیر حالت جداسازی میشوند و درنتیجه مسائل بهینهسازی تکهدفه به چندهدفه ارتقا مییابند. درواقع با استفاده از برنامهریزی ژنتیکی در این مقاله و با کمک پردازش موازی علاوه بر اینکه میتوان به فرم تحلیلی حل معادلات ریکاتی در مسائل تکهدفه بهعنوان سیگنال کنترلی بهینه دست یافت، در بهینهسازی چندهدفه امکان مصالحه توابع هدف با توجه به نمودارهای پارتو بدست آمده، توسط طراح امکانپذیر خواهد بود.
