عنوان کامل پروژه:

پروژه آموزش مدلسازی HYSDEL و جعبه ابزار MPT، طراحی کنترل‌کننده‌ی پیشبین مدل برای یک هواپیما با استفاده از نرم افزار MATLAB و به همراه فیلم آموزشی نرم افزار MATLAB

اصولاً با توجه به ظهور سیستمهای Embedded این نیاز احساس می‌شود که چهارچوبی برای مدلسازی سیستمهای آمیخته با منطق و یا سیستمهای سوییچ‌شونده در نرم افزار MATLAB ایجاد شود. و در طراحی کنترل کننده تأثیرات دینامیکهای پیوسته و گسسته بر هم بررسی شود. نظریه ی سیستمهای هیبرید که تلفیقی از علم کامپیوتر و کنترل است دینامیکهای پیوسته و گسسته را در کنار یکدیگر بررسی میکند و چهارچوب مناسبی برای طراحی کنترل کننده ی هیبرید ایجاد می‌کند.

سیستم های مورد استفاده در هواپیما ها اغلب شامل دینامیک‌های پیچیده غیرخطی و دینامیک‌های گسسته هستند که طراحی کنترل کننده برای این سیستم ها را بیش از پیش مشکل می‌کند. به عنوان مثال علاوه بر دینامیک غیرخطی، دارای ورودی‌های کنترلی است که محدودیت های خاصی برای استفاده از آن ها داریم. در نظر نگرفتن این محدودیت ها در فرآیند طراحی کنترل کننده در نرم افزار متلب ( MATLAB )، می تواند موجب ایجاد اشباع در ورودی کنترلی و در نتیجه ناپایداری سیستم گردد. یکی از روش‌هایی که در طراحی کنترل کننده‌های کلاسیک بسیار مورد استفاده قرار می گیرد روش anti-windup است که با وجود مزایا، معایب بسیاری نیز دارد. در کنار این روش به نسبت قدیمی، استفاده از کنترل‌کننده‌های MPC می‌تواند یک راه حل بهینه با در نظر گرفتن تمام قیود و محدودیت های سیستم ارائه دهد. در این پروژه در نرم افزار MATLAB به علت اهمیت موضوع و رویکرد جهانی مراکز تحقیقاتی فعال در زمینه‌ی کنترل، مانند آزمایشگاه کنترل اتوماتیک دانشگاه Ethz به این موضوعات، در این پروژه به آموزش جامع و کاملی از زبان مدلسازی HYSDEL و همچنین جعبه ابزار MPT می پردازیم و قابلیت های آن ها را در مدلسازی و طراحی کنترل کننده خصوصاً برای سیستم های هیبرید و سیستم هایی که دارای محدودیت هستند، مورد بررسی قرار می‌دهیم. در راستای پیشبرد اهداف این پروژه مثال‌های کاربردی فراوانی در حوزه‌های مختلف آورده شده است. نتایج نشان از عملکرد مطلوب کنترل کننده می‌دهد. علاوه بر این در انتها، با توجه به اینکه جعبه ابزار MPT این امکان را دارد که از کنترل‌کننده نهایی طراحی شده یک نمونه ی Explicit بسازد، در این پروژه برای هواپیما مدل شده یک کنترل کننده‌ی EXPLICIT MPC در نرم افزار MATLAB نیز ساخته شده است، که امکان استفاده در کاربردهای واقعی و زمان واقعی را دارد.

توانمندیهای کُد:

1- امکان مدلسازی تمامی سیستم‌هایی که به صورت DHA بیان می‌شوند توسط HYSDEL

2- بستری مناسب جهت مدلسازی سیستمهایی با دینامیک آمیخته با منطق و Embedded System

3- طراحی کنترل کننده‌ی هایبرید با قابلیت صدور فرمانهای پیوسته و گسسته

4- استخراج کد Explicit MPC و کد C متناظر با آن برای کاربردهای Real-time