Triggering mechanisms in control systems design. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Thesis_SE_AzharMemon.pdf Download (3MB) | Preview

Arabic Abstract

تعتبر نظم التحكم الشبكية احدى أنواع نظم تحكم التغذية العكسية والتي يتم فيها استخدام شبكة الاتصالات للتواصل عبر أحد المسارات (الحاكم-المشعر) أو (الحاكم-المحفز). وتتبنى الاطروحة نظم التحكم الشبكية اللاسلكية حيث تتواجد عروات تحكمية متعددة تشارك في شبكة اتصالات عامة تتداول بروتوكول من نوع لتغلق عروة التغذية العكسية.IEEE802.15.4 ويعتبر الهدف الرئيسي للأطروحة هو تعظيم استخدام حيز الاتصالات وتكلفة التحكم وموارد الحوسبة واستهلاك الطاقة مع عدم الاخلال بأداء نظم التحكم. وفى هذا الصدد تم استنباط هيكل هرمي لتصميم الحاكمات من خلال مبدأي "الحدث المحفز" و "المحفز الذاتي" ومستخدما كل من النظم الخطية ذات المعيار المربع والنظم الخطية ذات الأداء المتعاظم وذلك بالإضافة الى الاستخدام الأمثل لطاقة البروتوكول. كما يتناول البحث تأثيرات التأخير نتيجة عمليات الحوسبة وتداول المعلومات. وقد تم استخدام الرياضيات العالية في توصيف عملية الحاكمات مع اجراء تعديلات جذريه في البروتوكول. وقد أظهرت نتائج أساليب المحاكاة والتجربة الحو سبية مدى كفاءة طرائق الحاكمة المستنبطة بالمقارنة بطرائق التحكم المبينة على مخططات التحفيز المترددة. وعلى وجه الخصوص تبين النتائج مدى التفوق الساحق لتصميم الحاكمات من خلال مبدأ "المحفز الذاتي". ونتيجة للفوائد الباهرة فان العمرالافتراضى لقدرة البروتوكول ازدادت بنسبة ملحوظة.

English Abstract

A networked control system (NCS) is a type of feedback control system where at least one of the sensor-controller or controller-actuator links is based on a communication network. The work presented in this thesis considers wireless NCS with multiple control loops sharing a common communication network based on IEEE 802.15.4 protocol to close the feedback loop. The main objective is to optimize the control cost, communication bandwidth, computational resources, and energy consumption without compromising the control performance In this spirit, a hierarchical framework is presented in the context of event- and self-triggered linear quadratic (ET/ST LQ) and ST H∞ controllers, and to enhance the energy efficiency in IEEE 802.15.4 protocol, some modifications are proposed. In addition to this, communication and computational delays are considered. The results demonstrate satisfactory performance against the conventional periodic triggering scheme, and the ST LQ controller is shown to outperform the existing controller in the literature. In the context of ST H∞ controller, the scheme gives satisfactory control performance while being computationally efficient as compared with the results in the literature. In addition to this, due to the modifications introduced in the said protocol, significant battery power is saved.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Systems
Department:	College of Computing and Mathematics > lndustrial and Systems Engineering
Committee Advisor:	Mahmoud, Magdi S.
Committee Members:	Al-Sunni, Fouad M. and Abido, Mohammed Ali Y. and Cheded, Lahouari and Al-Hadhrami, Luai
Depositing User:	AZHAR MEHM MEMON (g201107150)
Date Deposited:	28 Jan 2016 07:09
Last Modified:	01 Nov 2019 16:32
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139835