Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1396
4
1
gregorian
2017
7
1
17
5
online
1
fulltext
fa
کنترل مد لغزشی ترمینال سریع بازگشت به عقب مرتبه کسری برای ژیروسکوپ سه محوره میکروالکترومکانیکی
Fractional Order Backstepping Fast Terminal Sliding Mode Control for Micro-Electro-Mechanical triaxial gyroscope
در این مقاله، یک کنترلکننده مد لغزشی ترمینال نوع سریع بازگشت به عقب مرتبه کسری برای کنترل یک ژیروسکوپ سه محوره میکروالکترومکانیکی دارای نامعینی پارامتری و اغتشاشات داخلی و خارجی، پیشنهاد شده است. برای جبران نامعینیها و همچنین اغتشاشات وارده به سیستم از ترکیب کنترلکنندههای غیرخطی مقاوم مد لغزشی و بازگشت به عقب استفاده میشود. در روش پیشنهادی، سطح لغزش به صورت مرتبه کسری انتخاب می شود. برای افزایش سرعت همگرایی حالتهای سیستم به نقاط تعادل و یا صفر شدن خطا، کنترلکننده مد لغزشی ترمینال سریع به کار گرفته میشود .پایداری کلی سیستم حلقه بسته با استفاده از قضیه پایداری لیاپانوف اثبات میشود. همچنین علاوه بر کنترل کننده پیشنهادی فوق، یک کنترلکننده مد لغزشی بازگشت به عقب مرتبه کسری برای سیستم ژیروسکوپ طراحی و پیاده سازی شده است. به منظور ارزیابی کارایی کنترلکنندههای طراحی شده، این کنترلکنندها با کنترلکنندههای مد لغزشی بازگشت به عقب و مد لغزشی ترمینال سریع بازگشت به عقب مقایسه شدهاند. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که کنترلکننده پیشنهادی دارای پاسخ گذرای سریعتر نسبت به دیگر کنترلکنندهها میباشد. از دیگر مزایای کنترلکننده پیشنهادی، سادگی طراحی و اجرا، افزایش پایداری سیستم و ردیابی قابل قبول نسبت به دیگر کنترلکننده میباشد. همچنین پدیده چترینگ در کنترلکنندههای طراحی شده مرتبه کسری، بر خلاف دو کنترلکننده دیگر به طور کامل حذف شده است.
In this paper, a fractional order backstepping type of fast terminal sliding mode controller is proposed for controlling a micro-electro-mechanical triaxial gyroscope with parameter uncertainty and internal and external disturbances. To compensate uncertainties and also incoming disturbances to the system used combination of sliding mode and backstepping robust nonlinear controllers. In the proposed approach, the sliding surface is selected in the form of fractional order. To increase the speed of convergence the system states to equilibrium points or the error to zero, the fast terminal sliding mode controller is used. The globally stability of the closed loop system will prove by Lyapunov stability theorem. Also in addition to the above proposal controller, a fractional order backstepping sliding mode controller designed and implemented for the gyroscope system. In order to evaluate the performance of designed controllers, these controllers compared with backstepping sliding mode controller and the backstepping fast terminal sliding mode controller. The results shown that the proposed controller has a faster transient response than the other controllers. Another advantage of the proposed controller is simplicity designed and implemented, increase system stability and acceptable tracking than the other controllers. Also unlike the other two controllers the chattering phenomenon completely removed in the fractional order designed controllers.
مد لغزشی,ترمینال سریع,بازگشت به عقب,مرتبه کسری,ژیروسکوپ سه محوره
Sliding mode,fast terminal,Backstepping,fractional order,triaxial gyroscope
385
393
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-19681-1&slc_lang=fa&sid=15
Sayed Bagher
Fazeli Asl
سید باقر
فاضلی اصل
100319475328460068371
100319475328460068371
No
Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
گروه برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
Seyyed Sajjad
Moosapour
سید سجاد
موسی پور
100319475328460068361
100319475328460068361
Yes
Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz, Iran
گروه برق، دانشکده مهندسی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران