مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی کنترل کننده پسگام مدلغزشی مرتبه کسری تطبیقی برای سیستم شناور مغناطیسی

نویسندگان
دانشگاه صنعتی همدان
چکیده
تکنولوژی شناور مغناطیسی بر پایه مدل دینامیکی ماگلو به طور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این مدل به شدت غیرخطی و ناپایدار است و با وجود اغتشاش و نویز اندازه گیری کنترل سیستم شناور مغناطیسی بسیار مشکل می شود. در این مقاله کنترل کننده پسگام مدلغزشی مرتبه کسری تطبیقی به منظور پایدار سازی، ردیابی مناسب و مقابله با اغتشاش و نویز اندازه گیری برای سیستم شناور مغناطیسی پیشنهاد می شود. الگوریتم پسگام که یک روش مبتنی بر تئوری پایداری لیاپانوف است با تئوری کنترل مدلغزشی برای ایجاد عملکرد مقاوم ترکیب می گردد و از حسابان مرتبه کسری در جهت افزایش درجه آزادی و همچنین مقاومت بیشتر کنترل کننده استفاده می-شود. پایداری کنترل کننده پیشنهادی با استفاده از تئوری پایداری لیاپانوف و تئوری پایداری لیاپانوف تعمیم یافته جدید برای سیستم های مرتبه کسری مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. شبیه سازی های عددی برای درک بهتر عملکرد سیستم شناورمغناطیسی تحت کنترل کننده پیشنهادی انجام می شود و عملکرد کنترل کننده پیشنهادی با کنترل کننده مدلغزشی ترمینال سریع تطبیقی مقایسه می گردد. نتایج شبیه سازی بیانگر موفقیت کنترل کننده پیشنهادی در ایجاد ردیابی مناسب و مقاومت بالا در مقابل اغتشاش و نویز می باشد
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Adaptive fractional order Backstepping sliding mode controller design for a magnetic levitation system

نویسندگان English

Hadi Delavari
Hamid Heydarinejad
Hamedan University of Technology
چکیده English

Magnetic levitation systems are widely used in various industries. These kind of systems are usually open-loop unstable and are described by highly nonlinear differential equations which present additional difficulties in controlling these systems in the presence of disturbance and sensor noise. We consider the stabilization and the tracking problems of a magnetic levitation system. In this paper an adaptive fractional order Backstepping sliding mode control schemes is proposed. Backstepping algorithm is based on the Lyapunov theory. The proposed controller in this paper is designed by a combination of a Backstepping algorithm, sliding mode control and fractional calculus to make more degree of freedom and robustness. The stability of the closed loop system is investigated by using the Lyapunov stability theorem and the new extension of Lyapunov stability theorem for fractional order systems. Simulations are performed to confirm the theoretical results of the proposed controller for the magnetic levitation system. The proposed controller is able to reject the sensor noise and disturbance with a chattering free control law. Finally the simulation results of the proposed controller are compared with the adaptive fast terminal sliding mode control.

کلیدواژه‌ها English

Magnetic levitation system (maglev)
Sliding mode control theorem
Backstepping algorithm
Fractional order control