پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 41 |
| تعداد شماره‌ها | 1,173 |
| تعداد مقالات | 10,107 |
| تعداد مشاهده مقاله | 18,939,006 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 13,136,422 |
Hybrid Time Delay Petri Nets as a Mathematical Novel Tool to Model Dynamic System with Current Sample Time | ||
| Control and Optimization in Applied Mathematics | ||
| مقاله 3، دوره 3، شماره 1، مهر 2018، صفحه 45-64 اصل مقاله (1.58 M) | ||
| نوع مقاله: Research Article | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.30473/coam.2019.41925.1090 | ||
| نویسندگان | ||
| Alireza Ahangarani Farahani1؛ Abbas Dideban* 2 | ||
| 1Electrical and Computer Engineering Department, Semnan University, Semnan, Iran | ||
| 2Department of Electrical and Computer Engineering,Semnan university, Semnan, Iran | ||
| چکیده | ||
| The existing modeling methods using Petri Nets, have been successfully applied to model and analyze dynamic systems. However, these methods are not capable of modeling all dynamic systems such as systems with the current sample time signals, systems including various subsystems and multi-mode systems. This paper proposes Hybrid Time Delay Petri Nets (HTDPN) to solve the problem. In this approach, discrete and continuous Petri Nets are combined so that the continuous PNs part and the discrete PNs are responsible for past time samples and current sample time, respectively. To evaluate the performance of the proposed tool, it is employed to model a legless piezoelectric capsubot robot as a multi modes system and a $PID$ controller, in which the gains tuned by the Genetic Algorithm are designed for the resulting model by HTDPN. Results show that the proposed method is faster in terms of mathematical calculations which can reduce the simulation time and complexity of complicated systems. It would be observed that the proposed approach makes the $PID$ controller design simpler as well. In addition, a comparative study of capsubot has been performed. Simulation results show that the presented method is encouraging compared to the predictive control, which is used in the literature. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| Hybrid Petri Nets؛ Current sample time signals؛ Capsubot robot؛ Genetic algorithm | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| شبکه پتری زمان تأخیری هیبریدی به عنوان یک ابزار ریاضی جدید برای مدل‌سازی سیستم‌های دینامیکی با سیگنال زمان فعلی | ||
| نویسندگان [English] | ||
| علیرضا آهنگرانی فراهانی1؛ عباس دیدبان2 | ||
| 1دانشکده برق و کامپیوتر، دانشگاه سمنان، استان سمنان، ایران. | ||
| 2دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه سمنان | ||
| چکیده [English] | ||
| ابزار شبکه پتری یکی از روش‌هایی است که به خوبی جهت مدل‌سازی و آنالیز سیستم‌های دینامیکی استفاده می‌شود. هر چند، این ابزارهای رایج قادر به مدل‌سازی همه سیستم‌های دینامیکی همچون سیستم‌های با سیگنال زمان فعلی، سیستم‌های دارای چند مود و سیستم‌های دارای چند زیر سیستم نمی‌باشند. این مقاله ابزار ریاضی جدیدی به نام شبکه پتری زمان تأخیری هیبریدی برای رفع این مساله را ارائه می‌کند. در این مقاله برای حل این مشکل، از اصول شبکه‌های پتری پیوسته و گسسته و ترکیب آن‌ها بهره برده می‌شود، به‌طوریکه از بخش پتری پیوسته برای مدل‌سازی زمان‌های گذشته و بخش پتری پیوسته جهت مدل‌سازی استفاده می‌شود. برای ارزیابی ابزار معرفی شده، از آن جهت مدل‌سازی یک ربات کپسولی که از دسته سیستم‌های چند مودی است و یک کنترلر \lr{PID} همراه آن که بهره‌های کنترلی آن با روش ژنتیک الگوریتم تنظیم می‌شود، استفاده می‌شود. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که روش ارائه شده به واسطه روابط ریاضی حاکم بر آن، دارای محاسبات سریع‌تری نسبت به روش‌های فضای حالت و متداول است. همچنین به‌راحتی قابل مشاهده است که طراحی و آنالیز کنترل‌کننده \lr{PID} در این روش ساده‌تر شده‌است بعلاوه، یک مقایسه‌ای بین روش‌های استفاده شده برای ربات کپسولی صورت پذیرفته‌است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که روش ارائه شده در مقایسه با روش کنترل پیش‌بین نتایج بهتری دارند. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| شبکه پتری هیبریدی, سیگنال‌های زمان فعلی, ربات کپسولی, الگوریتم ژنتیک | ||
| مراجع | ||
|
bibitem{1} Wu N. Q., Zhou M. C., Li Z. W. (2015) ``Short-Term scheduling of crude-oil operations: Petri Net-based control-theoretic approach", IEEE Robotics and Automation Magazine, 22, 64-76.
bibitem{2} Hazza M. H. F. A., Taha A. H., Adesta E. Y. T., Albakri A. (2015) ``Modelling and analysing deadlock in flexible manufacturing system using untimed Petri Net", 4th International Conference on Advanced Computer Science Applications and Technologies (ACSAT), Kuala Lumpur, 261-265. bibitem{3} Lennartson B., Basile F., Miremadi S., Fei Z., Hosseini M. N. (2014) ``Supervisory control for state-vector transition models-A unified approach", IEEE Transaction on Automation Science and Engineering, 11, 33–47. bibitem{4} Ahanarani Farahani A., Dideban A., Najafgholi E. (2016) ``Modeling continuous systems by Petri Nets using speed control arcs", The 4th International Conference on Control, Instrumentation, and Automation, Iran, 75-80. bibitem{5} Taleb M., Leclercq E., Lefebvre D. (2014) ``Limitation of flow variation of timed continuous Petri Nets via model predictive control", American Control Conference (ACC) Portland Oregon USA, 4919-4924. bibitem{6} Demongodin I., Giua A. (2014) ``Dynamics and steady state analysis of controlled generalized batches Petri Nets", Nonlinear Analysis: Hybrid Systems, 12, 33–49. bibitem{7} Milinkovic S., Markovic M., Veskovic S., Ivic M., Pavlovic N. (2013) ``A fuzzy Petri Net model to estimate train delays", Simulation Modelling Practice and Theory, 33, 144–157. bibitem{8} Wang Y., Ding D. (2015) ``Revealing the structure and function of P. pastoris metabolic network using Petri Nets", 14th International Symposium on Distributed Computing and Applications for Business Engineering and Science, 360-363.
bibitem{9} Chen C., Yang Y., Zhang X. (2017) ``Application study on knowledge representation of emergency scenario using hybrid Petri Net", 3rd International Conference on Information Management, 332-336.
bibitem{10} Ahangarani Farahani A., Dideban A. (2015) ``Output feedback controller design and modeling of dynamics systems using Petri Nets", 3rd Nation and First International Conference in applied research on Electrical, Mechanical and Mechatronics Engineering Iran, 1-6.
bibitem{11} Ahangarani Farahani A., Dideban A. (2016) ``Continuous-time delay-Petri Nets as a new tool to design state space controller", Information Technology and Control, 45, 401-412.
bibitem{12} Dideban A., Ahangarani Farahani A., Razavi M. (2015) ``Modeling continuous systems using modified Petri Nets model", Modeling and Simulation in Electrical and Electronics Engineering (MSEEE), 1, 75-79.
bibitem{13} Dideban A., Sabouri Rad M. (2014) ``Electrical circuit modelling with Petri Nets by using of control arcs", Journal of Modeling in Engineering, 11, 39-47. . bibitem{14} Pettersson S., Lennarston B. (1995) ``Hybrid modelling focused on hybrid Petri Nets", 2nd European Workshop on Real-Time and Hybrid Systems, 303-309.
bibitem{15} Bibi Z., Ahmad J., Paracha R. Z., Siddiqa A. (2017) ``Modeling and analysis of the signaling crosstalk of PI3K, AMPK and MAPK with timed hybrid Petri Nets approach", 17th International Conference on Computational Science & Its Applications (ICCSA), 1-7.
bibitem{16} Lu X., Zhou M. C., Ammari A. C., Ji J. (2016) ``Hybrid Petri Nets for modeling and analysis of microgrid systems", IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, 3, 349-356. bibitem{17} Nivznansk'a M., Kuvcera E., Haffner O., Koz'{a}kov'a A. (2016) ``Modeling of hybrid systems by hybrid Petri Nets using open modelica and PNlib", Proceedings of the 28th International Conference Cybernetics and Informatics Slovakia, 1-6. bibitem{18} Fraca E., J'{u}lvez J., Silva M. (2016) ``Hybrid and hybrid adaptive Petri Nets: on the computation of a reachability graph", Nonlinear Analysis: Hybrid Systems, 16, 24–39. bibitem{19} Ogata K. H., (1987) "Discrete-time control systems", Prentice Hall, 2nd Edition. bibitem{20} Ibrahim D. (2006) ``Microcontroller based applied digital control", John Wiley & Sons Inc., English. bibitem{21} Mahmoudzadeh S., Mojallali H. (2013) ``An optimized PID for legless capsubots using modified imperialist competitive algorithm", First RSI/ISM International Conference on Robotics and Mechatronics (ICRoM), Iran, 194-199. bibitem{22} Farahani A. A., Suratgar A. A., Talebi H. A. (2012) ``Optimal controller design of Legless piezo capsubot movement", International Journal of Advanced Robotic Systems, 9, 1-7. bibitem{23} Liu Y., Yu H., Yang T. C. (2008) ``Analysis and control of a capsubot", Proceedings of the Word Congress Korea, 756-761. bibitem{24} Behmardi Kalantari S., Farahani A. A., Doustmohammadi A., Menhaj M. B., Suratgar A. A., Talebi H. A. (2011) ``Hybrid model predictive control of legless piezo capsubot", 2nd International Conference on Control, Instrumentation and Automation (ICCIA), Iran, 941-945. bibitem{25} Pareek S., Kishani M., Gupta R. (2014) ``Optimal tuning of PID controller using genetic algorithm and swarm techniques", International Journal of Electronic and Electrical Engineering, 7, 189-194. bibitem{26} Dorf R. C., Bishop R. H. (2011) ``Modern control system" Prentice Hall, 9th Edition. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 500 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 384 |
||