سامانه ‏های غیرخطی در مهندسی برق

سامانه ‏های غیرخطی در مهندسی برق

سنکرون‌سازی سیستم‌های آشوبناک غیرکانونیکال نامعلوم با استفاده از کنترل مود لغزشی تطبیقی-فازی مقاوم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی برق
2 دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران
3 گروه کنترل، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
این مقاله به طراحی و پیاده‌سازی یک کنترل‌کننده‌ی مود لغزشی تطبیقی–فازی مقاوم به‌منظور سنکرون‌سازی سیستم‌های آشوبناک غیرکانونیکال می‌پردازد. برخلاف بسیاری از رویکردهای سنتی موجود در ادبیات، در این پژوهش دینامیک سیستم‌ها به‌طور کامل نامعلوم فرض شده و هیچ‌گونه محدودیتی برای کران عدم‌قطعیت‌ها، اغتشاشات خارجی و پارامترهای ناشناخته در نظر گرفته نمی‌شود. راهبرد کنترلی پیشنهادی با بهره‌گیری از شبکه‌های استنتاج عصبی–فازی تطبیقی(ANFIS) در گام نخست به تقریب و شناسایی برخط مدل سیستم آشوبناک می‌پردازد و سپس با طراحی قوانین کنترلی مبتنی بر مود لغزشی، سنکرون‌سازی دقیق و پایدار بین سیستم‌های مرجع و پاسخ را تضمین می‌نماید. به‌منظور تحلیل رفتار دینامیکی سیستم کل‌بسته، پایداری مجانبی و همگرایی خطای سنکرون‌سازی به‌صورت ریاضی و دقیق با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف اثبات شده است. شبیه‌سازی‌های عددی انجام‌شده بر روی سیستم‌های آشوبناک لورنز و چن، نشان‌دهنده‌ی عملکرد مطلوب، دقت بالا و مقاومت قابل‌توجه روش پیشنهادی در مواجهه با اغتشاشات خارجی و عدم‌قطعیت‌های نامحدود می‌باشد که کارایی این روش را برای کاربردهای عملی تأیید می‌کند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

[1]  Sparrow C., “The Lorenz attractor: Bifurcations, Chaos and Strange Attractors” ed: Springer-Verlag, New York, 1982.
[2]         Yu H., “Research on Three Sliding Mode Synchronization Approaches for a Class of Improved Fractional-Order Hyperchaotic Financial Systems” Engineering Letters. 2026 Mar 1;34(3):881.
[3]         Ghamari S., “Aziz A, Habibi D. A Novel Hybrid Robust Transfer Learning‐Based Adaptive Fractional‐Order Super‐Twisting Sliding Mode Controller Enhanced for Speed Regulation of Brushless DC Motor” IET Control Theory & Applications. 2026 Jan;20(1):e70129.
[4]         Sravanthi G., “Rosalina KM, Reddy TR. Fuzzy logic sliding mode controller based solar PV fed UPQC for improvement of dynamic performance and power quality enhancement in distribution power system” Scientific Reports. 2026 Mar 12;16(1):13319.
[5]         Y.-N. Li, L. Chen, Z.-S. Cai, and X.-z. Zhao, “Experimental study of chaos synchronization in the Belousov–Zhabotinsky chemical system” Chaos, Solitons & Fractals, 2004, vol. 22, pp. 767-771.
[6]         K. J. Y. D. K. HUANG and R. HAI, “An encryption approach to digital communication by using spatiotemporal chaos synchronization” Acta Physica Sinica, 2001, vol. 10, p. 006.
[7]         A. Kiani-B, K. Fallahi, N. Pariz, and H. Leung, “A chaotic secure communication scheme using fractional chaotic systems based on an extended fractional Kalman filter” Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2009, vol. 14, pp. 863-879.
[8]         X.-L. An, J.-N. Yu, Y.-Z. Li, Y.-D. Chu, J.-G. Zhang, and X.-F. Li, “Design of a new multistage chaos synchronized system for secure communications and study on noise perturbation” Mathematical and Computer Modelling, 2011, vol. 54, pp. 7-18.
[9]         L. M. Pecora and T. L. Carroll, “Synchronization in chaotic systems” Physical review letters, 1990, vol. 64, p. 821.
[10]       S. Vaidyanathan, S. Sampath, and A. T. Azar, “Global chaos synchronisation of identical chaotic systems via novel sliding mode control method and its application to Zhu system” International Journal of Modelling, Identification and Control, 2015, vol. 23, pp. 92-100.
[11]       V. Sundarapandian, “Adaptive control and synchronization design for the Lu-Xiao chaotic system” in Computer Networks & Communications (NetCom), ed: Springer, 2013, pp. 319-327.
[12]       A. Boulkroune, S. Hamel, A. T. Azar, and S. Vaidyanathan, “Fuzzy Control-Based Function Synchronization of Unknown Chaotic Systems with Dead-Zone Input” in Advances in Chaos Theory and Intelligent Control, ed: Springer, 2016, pp. 699-718.
[13]       M. Rafikov and J. M. Balthazar, “On control and synchronization in chaotic and hyperchaotic systems via linear feedback control” Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2008, vol. 13, pp. 1246-1255.
[14]       M. P. Aghababa and B. Hashtarkhani, “A new adaptive observer design for a class of nonautonomous complex chaotic systems” Complexity, 2015, vol. 21, pp. 145-153.
[15]       M. Faieghi and D. Baleanu, “Sampled-data nonlinear observer design for chaos synchronization: a Lyapunov-based approach” Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2014, vol. 19, pp. 2444-2453.
[16]       A. Senouci and A. Boukabou, “Predictive control and synchronization of chaotic and hyperchaotic systems based on a T–S fuzzy model” Mathematics and Computers in Simulation, 2014, vol. 105, pp. 62-78.
[17]       I. U. Vadim, “Survey paper variable structure systems with sliding modes” IEEE Transactions on Automatic control, 1977, vol. 22, pp. 212-222.
[18]       Y. Xia and Y. Jia, “Robust sliding mode control for uncertain time-delay systems: an LMI approach” in Proceedings of the American control conference, 2002, pp. 53-58.
[19]       Y. Niu, D. W. Ho, and J. Lam, “Robust integral sliding mode control for uncertain stochastic systems with time-varying delay” Automatica, 2005, vol. 41, pp. 873-880.
[20]       J.-C. Juang and C.-M. Lee, “Design of sliding mode controllers with bounded L 2 gain performance: an LMI approach” International Journal of Control, 2005, vol. 78, pp. 647-661.
[21]       H. Delavari, R. Ghaderi, A. Ranjbar, and S. Momani, “Fuzzy fractional order sliding mode controller for nonlinear systems” Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2010, vol. 15, pp. 963-978.
[22]       H.-T. Yau, “Design of adaptive sliding mode controller for chaos synchronization with uncertainties” Chaos, Solitons & Fractals, 2004, vol. 22, pp. 341-347.
[23]       J.-J. Yan, Y.-S. Yang, T.-Y. Chiang, and C.-Y. Chen, “Robust synchronization of unified chaotic systems via sliding mode control” Chaos, Solitons & Fractals, 2007, vol. 34, pp. 947-954.
[24]       H. Wang, Z.-z. Han, Q.-y. Xie, and W. Zhang, “Sliding mode control for chaotic systems based on LMI” Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2009, vol. 14, pp. 1410-1417.
[25]       H.-T. Yau and C.-L. Chen, “Chattering-free fuzzy sliding-mode control strategy for uncertain chaotic systems” Chaos, Solitons & Fractals, 2006, vol. 30, pp. 709-718.
[26]       S. Vaidyanathan and S. Sampath, “Global chaos synchronization of hyperchaotic Lorenz systems by sliding mode control” in Advances in Digital Image Processing and Information Technology, ed: Springer, pp. 156-164, 2011.
[27]       M. Sugeno, “On stability of fuzzy systems expressed by fuzzy rules with singleton consequents” IEEE Transactions on Fuzzy systems, 1999, vol. 7, pp. 201-224.
[28]       T. Takagi and M. Sugeno, “Fuzzy identification of systems and its applications to modeling and control” IEEE transactions on systems, man, and cybernetics, 1985, pp. 116-132.
[29]       M. C. Teixeira and S. H. Zak, “Stabilizing controller design for uncertain nonlinear systems using fuzzy models” IEEE Transactions on fuzzy systems, 1999, vol. 7, pp. 133-142.
[30]       A. Abraham, “Adaptation of fuzzy inference system using neural learning” in Fuzzy systems engineering, ed: Springer, 2005, pp. 53-83.
[31]       J.-S. Jang, “ANFIS: adaptive-network-based fuzzy inference system” IEEE transactions on systems, man, and cybernetics, 1993, vol. 23, pp. 665-685.
[32]       J. L. Castro, “Fuzzy logic controllers are universal approximators” IEEE transactions on systems, man, and cybernetics, 1995, vol. 25, pp. 629-635.
[33]       G. Chen and T. Ueta, “Yet another chaotic attractor” International Journal of Bifurcation and chaos, 1999, vol. 9, pp. 1465-1466.

  • تاریخ دریافت 08 بهمن 1404
  • تاریخ بازنگری 27 مرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 09 شهریور 1405
  • تاریخ اولین انتشار 01 مهر 1405
  • تاریخ انتشار 01 مهر 1405