مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

کنترل دقیق موقعیت سیستم های مکانیکی با اصطکاک بر اساس مدل دینامیکی لوگره

نویسندگان
دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
وجود اصطکاک در اکثر سیستم های کنترلی مکانیکی یک مسأله اجتناب ناپذیر است. اصطکاک بر رفتار دینامیکی سیستم های کنترلی تأثیر منفی داشته و لازم است در روند طراحی کنترلر، در نظر گرفته شود. به طور خاص، برای سیستم های حرکتی با کارآیی بالا، اصطکاک می تواند به شدت بر عملکرد سیستم تأثیر گذاشته و باعث ایجاد خطای ماندگار زیاد، افزایش زمان نشست و ایجاد سیکل های حدی شود. در این مقاله، راه کاری برمبنای روش مد لغزشی فازی تطبیقی برای کنترل موقعیت سیستم های مکانیکی با اصطکاک ارائه شده است. برای طراحی رؤیت گر اصطکاک، از مدل دینامیکی لوگره که یک مدل مرتبه یک است، استفاده شده است. بر خلاف کارهای پیشین، اصطکاک می تواند با ضریب بهره متفاوت نسبت به ورودی کنترلی به سیستم اعمال شود. یک الگوریتم تطبیقی برای تخمین نسبت نامعلوم بین بهره های ورودی کنترلی و اصطکاک، به کار گرفته شده است. همچنین، وجود عدم قطعیت در پارامترهای مدل اصطکاک در نظر گرفته شده و ورودی کنترلی مناسب برای غلبه بر این نامعینی ها طراحی شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Precise position control of mechanical systems with friction based on dynamic LuGre mode

چکیده English

Friction is an inevitable issue in most of mechanical servo systems. Friction has a counter-effect on the dynamic performance of servo mechanisms and needs to be considered in the design process. Particularly, in high-performance motion systems, friction can severely deteriorate performance and can cause tracking errors, longer settling time and limit cycles. In this paper, a new method is presented based on the adaptive fuzzy sliding mode control strategy for position control of mechanical systems. The first order dynamic LuGre model is used for the design of friction observer. Unlike previous papers, the control input and friction are applied to the system with non-equal gains. An adaptive law is employed for the estimation of the ratio between the gains of input and friction terms. Various uncertainties on parameters of friction also are considered and an appropriate control strategy is designed to tackle these uncertainties.

کلیدواژه‌ها English

Dynamic LuGre model
friction observer
Sliding mode control
adaptive fuzzy control