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
1394
11
1
gregorian
2016
2
1
15
12
online
1
fulltext
fa
کنترلکنندهی مد لغزشی مرتبه دوم تطبیقی برای سیستم های نامعین غیرخطی دو ورودی-دو خروجی و کاربرد در هلیکوپتر دو درجه آزادی
Adaptive Second Order Sliding Mode Controller for Two-input Two output Uncertain Nonlinear Systems and Application to a 2-DOF Helicopter Model
در این مقاله، کنترلکننده مد لغزشی مرتبه دوم تطبیقی با سطح لغزشی انتگرالی،کل برای سیستمهای نامعین غیرخطی دو ورودی – دو خروجی طراحی شده و مقاوم بودن سیستم در حضور عدم قطعیتها و اختلالات خارجی کراندار تضمین شده است. هدف طراحی کنترلکنندهای است که با وجود اثر کوپلینگ در سیستم، پایداری و ردیابی مسیر مطلوب را تضمین نماید. به منظور حصول این هدف، مدل سیستم به دو زیرسیستم تقسیم میشود و اثر کوپلینگ موجود بین دو زیر سیستم به عنوان نامعینی مدل در نظر گرفته شده است. روش مد لغزشی با سطح لغزشی تناسبی انتگرالی به کار برده شده در مقایسه با مد لغزشی کلاسیک دارای مزایای بسیاری است و برای سیستمهایی که آفست یا خطای حالت ماندگار زیادی دارند کارایی بهتری از خود نشان میدهد. برای جلوگیری از پدیده چترینگ، روش مد لغزشی مرتبه دوم پیشنهاد شده است. با استفاده از بهره سوئیچینگ تطبیقی، روش جدیدی ارائه شده که برخلاف روشهای دیگر در این روش به کران بالای نامعینیها و عدم قطعیتهای سیستم نیازی نیست و در عین حال بهره سوئیچینگ مطابق با شرایط سیستم، افزایش و کاهش مییابد. خاصیت مقاوم بودن سیستم در برابر نامعینیها و اختلالات خارجی اعمال شده به سیستم و پایداری سیستم با دو مرحله استفاده از تابع لیاپانف تضمین میگردد. درنهایت روش پیشنهادی جهت کنترل زاویه سمت و ارتفاع هلیکوپتر آزمایشگاهی با دو درجه آزادی اعمال میشود. نتایج شبیهسازی عملکرد مناسب الگوریتم طراحی شده را با وجود اختلالات خارجی و نامعینیهای مدل نشان میدهد.
In this paper, the adaptive second order sliding mode (SOSM) controller is designed for two input - two output (TITO) uncertain nonlinear systems and the robustness properties are ensured in the presence of uncertainties and bounded external disturbances. The objective is to design a controller that ensure stability and path tracking despite the effects of coupling. To this end, the system model is divided into two subsystems, and the coupling effects between such subsystems are considered as uncertainties. The sliding mode approach with PI sliding surface is used to remove the offset and converge the steady state error to zero. To avoid chattering phenomenon, Second order sliding mode method is proposed. Using adaptive switching gain, a new method is presented which unlike other methods, does not require the upper bound of the system uncertainties in the design procedure. Robustness properties against system uncertainties and external disturbances is shown by the Lyapunov stability theorem. Finally, the proposed method is used to control azimuth and elevation angle of as a laboratory helicopter with two degrees of freedom. Simulation results show performance of the algorithm in the presence of perturbations.
کنترل غیرخطی,مد لغزشی مرتبه دوم,سیستمهای دو ورودی – دو خروجی,هلیکوپتر آزمایشگاهی,سیستمهای مکاترونیک
nonlinear Control,SOSM,TITO Systems,Laboratory helicopter,Mechatronic systems
189
199
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-8784&slc_lang=fa&sid=15
Kazem
Zare
کاظم
زارع
100319475328460059756
100319475328460059756
No
دانشگاه اصفهان
Hamid Reza
Koofigar
حمیدرضا
کوفیگر
100319475328460059757
100319475328460059757
Yes
دانشگاه اصفهان