شماره ركورد
26180
شماره راهنما
ELE3 91
عنوان
كنترل غيرمتمركز دسته¬اي از سيستم¬هاي شبكه شده با كاربرد در يك ريزشبكه
مقطع تحصيلي
دكتري
رشته تحصيلي
مهندسي برق - كنترل
دانشكده
فني و مهندسي
تاريخ دفاع
1405/06/30
صفحه شمار
109 ص .
استاد راهنما
حميدرضا كوفي گر
كليدواژه فارسي
سامانه هاي متصل به هم , اغتشاشات , رؤيتگر اغتشاش , كنترل كننده غيرمتمركز مبتني بر پسيويتي , رؤيتگر حالت توسعه يافته , ريزشبكه DC
چكيده فارسي
كنترل سامانههاي متصلبههم در حضور عدم قطعيتهاي ساختاري، اغتشاشات و محدوديتهاي تبادل اطلاعات، يكي از چالشهاي اساسي در نظريه و كاربرد كنترل به شمار ميرود. در چنين سامانه¬هايي، رويكردهاي متمركز به دليل پيچيدگي محاسباتي، نياز به اطلاعات سراسري و حساسيت به عدم قطعيتها، كارايي و قابليت پيادهسازي محدودي دارند. از اينرو، توسعه چارچوبهاي كنترلي غيرمتمركز كه مبتني بر اطلاعات محلي بوده و در عين حال از پايداري و عملكرد قابل اطمينان برخوردار باشند، ضروري است. در اين رساله، يك روش كنترلي غيرمتمركز مبتني بر رؤيتگر اغتشاش با همگرايي در زمان ثابت براي سامانه-هاي متصل¬به¬هم ارائه ميشود كه قادر است اغتشاشات تجميعي شامل عدم قطعيتهاي مدل و اثرات اتصالات ميان زيرسامانهها را تنها با استفاده از اندازهگيريهاي محلي تخمين بزند. سپس با استفاده از اين تخمينها، يك كنترلكننده مد لغزشي با همگرايي در زمان ثابت طراحي ميشود كه بدون نياز به تبادل اطلاعات سراسري، پايداري حلقه بسته و رديابي مقاوم را تضمين ميكند. برخلاف بسياري از روشهاي موجود كه تنها همگرايي مجانبي يا زمان متناهي وابسته به شرايط اوليه را تضمين ميكنند، روش پيشنهادي همگرايي در زمان ثابت و مستقل از شرايط اوليه را فراهم كرده و با در نظر گرفتن مستقيم ديناميك غير خطي و اثرات برهمكنش، تنظيم دقيق ولتاژ و جبران مؤثر اغتشاشات و عدم قطعيتهاي پارامتري را تضمين ميكند. رويكرد پيشنهادي روي يك ريزشبكه DC شامل چندين مبدل بوست و بارهاي محلي مورد شبيهسازي و ارزيابي قرار گرفته است. در ادامه، با توجه به ماهيت تصادفي منابع تجديدپذير، يك چارچوب كنترلي غيرمتمركز مبتني بر پسيويتي براي سامانههاي غير خطي متصلبههم ارائه ميشود. در اين راستا، يك رؤيتگر حالت توسعهيافته مبتني بر فيلتر كالمن–بوسي توسعهيافته طراحي شده است كه امكان تخمين همزمان حالتهاي غير قابل اندازهگيري و عدم قطعيتهاي ديناميكي را با استفاده از اطلاعات محلي و اطلاعات ولتاژ واحدهاي همسايه مرتبط فراهم ميكند. سپس يك كنترلكننده غيرمتمركز مبتني بر پسيويتي طراحي ميشود كه بدون نياز به اطلاعات سراسري شبكه، پايداري و تنظيم خروجيها را تضمين ميكند. به منظور ارزيابي عملكرد عملي، روش پيشنهادي در ريزشبكههاي DC مبتني بر مبدلهاي بوست، تحت شرايط مختلف شامل قطع ارتباطات مخابراتي بين واحدها، تغيير ساختار مداري، عدم قطعيتهاي پارامتري و وروديهاي تصادفي ناشي از منابع تجديدپذير مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج شبيهسازي نشان ميدهند كه چارچوب پيشنهادي با وجود تبادل محدود اطلاعات همسايگي در لايه رؤيتگر، از دقت مناسب در تخمين، تنظيم مطلوب ولتاژ و پايداري سامانه برخوردار بوده و بدون نياز به اطلاعات سراسري يا مدل دقيق سامانه، قابليت كاربرد در سامانههاي متصلبههم با ابعاد بزرگتر را نيز داراست.
كليدواژه لاتين
Interconnected nonlinear systems , decentralized control , fixed-time control , disturbance observer , terminal sliding mode control , passivity-based control , stochastic , DC microgrids
عنوان لاتين
Decentralized Control of a Class of Networked Systems with Applications to DC Microgrids
گروه آموزشي
مهندسي برق
چكيده لاتين
Interconnected nonlinear systems are frequently subject to structural uncertainties, external disturbances, stochastic inputs, and limited information exchange, making the design of reliable decentralized controllers a challenging problem. Centralized control strategies often become impractical because of their high computational complexity, dependence on global measurements, and limited scalability. Consequently, the development of decentralized control frameworks relying only on local information has attracted considerable attention.
This dissertation presents two complementary decentralized control frameworks for interconnected nonlinear systems. First, a decentralized fixed-time disturbance-observer-based control strategy is proposed. A fixed-time disturbance observer is developed to estimate lumped disturbances, including model uncertainties and subsystem interactions, using only local output measurements. Based on the estimated disturbances, a decentralized fixed-time terminal sliding mode controller is designed to guarantee robust output regulation and closed-loop stability without requiring global information exchange. Unlike conventional approaches that provide only asymptotic or initial-condition-dependent finite-time convergence, the proposed method guarantees fixed-time convergence independent of the initial conditions while effectively compensating for uncertainties and disturbances.
The second contribution focuses on decentralized voltage regulation of DC microgrids with stochastic renewable energy sources. An Extended Kalman–Bucy Filter (EKBF)-based extended-state observer is developed to estimate unmeasured states together with unknown system dynamics using only local measurements. Based on these estimates, a decentralized passivity-based controller is designed to achieve stable voltage regulation without requiring communication among distributed generation units or exact knowledge of the overall network dynamics. The proposed controller preserves the decentralized architecture while explicitly accounting for stochastic renewable-source variations through state estimation.
The effectiveness of the proposed methods is demonstrated through simulation studies on DC microgrids composed of boost-converter-based distributed generation units under parameter uncertainties, load variations, subsystem interactions, and stochastic renewable-energy inputs. The simulation results verify accurate state estimation, effective disturbance rejection, robust voltage regulation, and scalable decentralized operation without requiring global system information or centralized coordination.
تعداد فصل ها
5
فهرست مطالب pdf
171191
نويسنده