FRACTIONAL ORDER CONTROL FOR MULTI-AGENT SYSTEM. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF PhD DISSERTATION.pdf Restricted to Repository staff only until 29 December 2023. Download (36MB)

Arabic Abstract

حساب التفاضل والتكامل الجزئي (FOC) هو مجال الرياضيات الذي يستخدم رتب كسرية عند التعامل مع التفاضل والتكامل. بسبب نقص الطرق التي يمكنها حل المعادلات التفاضلية الكسرية ، كان استخدام حساب التفاضل والتكامل الكسري غائبًا تقريبًا. في الوقت الحاضر ، يمكن للعديد من الطرق حل المعادلات التفاضلية الكسرية ويمكن تطبيق حساب التفاضل والتكامل الكسري في مجالات مختلفة من التطبيقات. كطريقة فعالة لتطوير أداء أنظمة التحكم ، تم استخدام حساب التفاضل والتكامل الكسري في تقنيات التحكم التقليدية المختلفة. في هذا العمل ، سيتم استخدام حساب التفاضل والتكامل الكسري لتطوير هيكل تحكم وهو هيكل التحكم في الوضع المنزلق مع أداء أفضل ومتانة أكبر. علاوة على ذلك ، سيتم ضبط الرتب الجزئية التي يتم تضمينها في وحدة التحكم باستخدام الخوارزمية الجينية (GA) للحصول على أداء أفضل. يتم تطبيق نظام التحكم في وضع الانزلاق الجزئي (FSMC) المقترح على مركبة جوية بدون طيار (UAV) ثم تتم مقارنته مع نظام التحكم في الوضع الانزلاقي ذي الترتيب الصحيح (ISMC). أخيرًا ، يتم استخدام تقنية التحكم الجزئي المقترحة لتحقيق الاستقرار في نظام متعدد العوامل لمجموعة من المركبات الجوية بدون طيار التي تتنقل في مخطط تشكيل القائد والتابع. أثبتت نتائج المحاكاة كفاءة نظام التحكم الجزئي المقترح لكل من الحالات الفردية والمتعددة.

English Abstract

Fractional order calculus (FOC) is the mathematics field that uses an arbitrary order operation when dealing with differentiation and integration. Because of the lack of the methods that can solve fractional differential equations, the use of fractional calculus was almost absent. Nowadays, a lot of methods can solve the fractional differential equations and fractional calculus can be applied in different fields of applications. As an effective method to develop the performance of control systems, fractional calculus has been used in different traditional control techniques. In this work, fractional calculus will be used to develop a control structure namely a sliding mode control structure with better performance and more robustness. Moreover, the fractional orders that are involved in the controller will be tuned using the genetic algorithm (GA) to obtain better performance. The proposed fractional sliding mode control (FSMC) system is applied on an unmanned aerial vehicle (UAV) and then it is compared with a conventional integer order sliding mode control (ISMC). Finally, the proposed fractional control technique is used to stabilize a multi-agent system of a group of quadrotors that are navigating in a leader-follower formation scheme. Simulation results have proved the efficiency of the proposed fractional control system for both the single and multi-agent cases.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Systems Engineering Aerospace
Department:	College of Engineering and Physics > Control and Instrumentation Engineering
Committee Advisor:	Saif, A.-W.A.
Committee Co-Advisor:	El-Ferik, S
Committee Members:	Duffuaa, S. O. and Abido, M.A. and Derbal, Nabil
Depositing User:	AL-ABSARI NAJIB MOHAMMED HASAN (g201105410)
Date Deposited:	01 Jan 2023 06:49
Last Modified:	01 Jan 2023 06:49
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142286