Model-Order Reduction of Class of Nonlinear Systems with Application to Electrical Circuits. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (Ms Thesis) MS_Thesis_Saeed_S_Ba_Rayyan.pdf - Accepted Version Download (1MB) | Preview

Arabic Abstract

في هذه الأطروحة تمت دراسة موضوع تصغير الانظمة لفئة من النظم الغير خطية. من خلال دراستنا قمنا باستنباط طريقتين لتصغير الأنظمة الغير خطية بناء على إسقاط متحولات الحالة للنظام الأصلي للحصول على الأنظمة المصغرة. يتم ذلك عن طريق الحصول على مصفوفة الإسقاط من خلال التمثيل الخطي للأنظمة الغير خطية. ان تصغير الأنظمة الغير خطية في مجمل الدراسات السابقة يقوم على فكرة الاسقاط للنظام التقريبي لها وليس للنظام الأصلي. ومن أجل التغلب على هذه المشكلة، نقترح تطبيق الإسقاط مباشرة على النظام الغير خطي الأصلي. أما الاستنباط الآخر هو بناء مصفوفة الإسقاط باستخدام خوارزمية Particle Swarm Optimization ، حيث تكون قيمة الملائمة fitness value هو الفرق بين مخرجات النموذج الأصلي والنموذج المصغر. القضية الرئيسية في تصغير النظم هو المحافظة على استقراريه الأنظمة، حيث تم اثبات ان الأنظمة المصغرة اللي يتم الحصول عليها باستخدام هذه النماذج مستقرة. في هذه الأطروحة، تم اختبار الطرق المقترحة لاثنين من الدوائر الكهربائية غير الخطية. كما لوحظ من نتائج الاختبارات انها ذات دقة فائقة بالمقارنة مع ثلاثة خوارزميات سابقة.

English Abstract

The objective of this thesis is the development of model-order reduction (MOR) techniques for class of nonlinear systems. The reduced order system can take the role of the original system, if the difference between its output and the output of the original system for the same input stay within the acceptable error tolerance for a given period of time. In particular, two MOR methods will be developed, both of the method based on the projection technique, where the states of the original system are projected using a projection matrix ``$V$''. In the developed approaches, the MOR procedures are applied directly to the original states of the nonlinear system. In first method, the projection matrix ``$V$'' is obtained from the transformation matrix of the linearized system. The other development is constructing the projection matrix ``$V$'' using the Particle Swarm Optimization ``PSO'', where the fitness value is the difference between the reduced system output and the output of the complete (high order) system. The main issue of the MOR, stability preservation, is studied. This property proof that the reduced system obtained using the developed approaches is stable. Moreover, the PSO-based MOR method is tested for two nonlinear electrical circuits. As observed from the results of the numerical tests, the developed approach provide a superior accuracy results comparing with three existing MOR algorithms.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Engineering Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	ibrir, salim
Committee Members:	Al-Baiyat, Samir and Bakhashwain, Jamil
Depositing User:	SAEED BA RAYYAN (g201206220)
Date Deposited:	22 Feb 2017 05:02
Last Modified:	31 Dec 2020 07:11
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140278