Điều khiển trượt động dựa vào hàm chuyển mạch động và giới hạn trên hệ thống giảm xóc – vật – lò xo
252 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.78.2022.39-48Từ khóa:
Điều khiển trượt động; Giới hạn trên; Hàm chuyển mạch động; Hệ giảm xóc – vật – lò xo; MATLAB/SimulinkTóm tắt
Nghiên cứu này đề xuất bộ điều khiển trượt động dựa vào hàm chuyển mạch động và giới hạn trên cho hệ thống giảm xóc – vật – lò xo với nhiễu. Đạo hàm ngõ vào điều khiển của bộ điều khiển trượt động được xem như biến điều khiển mới cho hệ thống tăng cường bao gồm hệ thống ban đầu và bộ tích hợp. Bộ điều khiển trượt động có thể chuyển điều kiện không liên tục sang đạo hàm bậc một của ngõ vào điều khiển. Vì thế, bộ điều khiển đề xuất giảm đáng kể hiện tượng chattering của điều khiển trượt truyền thống. Các kết quả mô phỏng với MATLAB/Simulink được so sánh với bộ điều khiển PID chứng minh hiệu quả của phương pháp đề xuất với thời gian tăng đạt 0.4443(s), thời gian xác lập là 0.7292(s), độ vọt lố là 0.0089(%) và sai số xác lập hội tụ về 0.
Tài liệu tham khảo
[1]. Ha, Le N.N.T., and Sung K. Hong, “Robust Dynamic Sliding Mode Control-Based PID–Super Twisting Algorithm and Disturbance Observer for Second-Order Nonlinear Systems: Application to UAVs”, Electronics 8, No. 7 (2019), pp. 1 – 21.
[2]. Xi Dong, RuiQi Dong and Ai-Guo Wu, “Adaptive Dynamic Sliding Mode Control Laws for Attitude Stabilization of Flexible Spacecraft”, Journal of Physics: Conference Series, Vol. 1449 (2020), pp. 1 – 9.
[3]. Hussein U. Suleiman, Muhammed B. Mu’azu, Tahir A. Zarma, Ahmed T. Salawudeen, Sadiq Thomas, Ahmadu A. Galadima, “Methods of Chattering Reduction in Sliding Mode Control: A Case Study of Ball and Plate System”, International Conference on Adaptive Science & Technology (ICAST), (2018), pp. 1 – 9.
[4]. Jiunn-Shiou Fang, Jason Sheng-Hong Tsai, Jun-Juh Yan, and Shu-Mei Guo, “Adaptive Chattering-Free Sliding Mode Control of Chaotic Systems with Unknown Input Nonlinearity via Smooth Hyperbolic Tangent Function”, Mathematical Problems in Engineering, Vol. 2019, (2019), pp. 1 – 10.
[5]. Keyvan Aghabalaei Baghaei, Hosein Ghaffarzadeh, S. Ali Hadigheh and Daniel Dias-da-Costa, “Chattering-Free Sliding Mode Control Design with Fuzzy Model and its Application to Structures”, Structural Engineering & Mechanics, Vol. 69, No. 3 (2019), pp. 307-315.
[6]. Wan, Lei & Chen, Guofang & Sheng, Mingwei & Zhang, Yinghao & Zhang, Ziyang, “Adaptive chattering-free terminal sliding-mode control for full-order nonlinear system with unknown disturbances and model uncertainties”, International Journal of Advanced Robotic Systems, Vol. 17, No. 3 (2020), pp. 1 – 11.
[7]. Cibiraj, N., & Varatharajan, M, “Chattering reduction in sliding mode control of quadcopters using neural networks”, Energy Procedia, Vol. 117 (2017), pp. 885–892.
[8]. Ismail Dif, Abdallah Kouzou, “Trajectory Tracking Control Design of a Mass Damping-Spring System with Uncertainty using the Bond Graph Approach”, Engineering, Technology & Applied Science Research, Vol. 10, No. 6 (2020), pp. 6427-6431.
[9]. Fang, Y., Fu, W., An, C., Yuan, Z., & Fei, J., “Modelling, Simulation and Dynamic Sliding Mode Control of a MEMS Gyroscope”, Micromachines, Vol. 12, No. 2 (2021), pp. 1 – 12.
[10]. Jinkun Liu, Xinhua Wang, “Advanced Sliding Mode Control for Mechanical Systems” (2011), Springer.
[11]. Munaf Fathi Badr, Ekhlas Hameed Karam and Noor Mohammaed Mjeed, “Control design of damper mass spring system based on backstepping controller scheme”, International Review of Applied Sciences and Engineering, (2020), pp. 1 – 8.
[12]. Okubanjo, A.A, Oyetola, O.K, Ade-Ikuesan, O.O, Olaluwoye, O.O, Alao, P.O, “Performance Evaluation of PD and LQR Controller for Coupled Mass Spring Damper System”, Futo Journal Series (FUTOJNLS), Vol. 4, Issue-1 (2018), pp. 199 – 210.
[13]. Okubanjo A. A., Oyetola O. K., Olaluwoye O. O., “Simulink and Simelectronics based Position Control of a Coupled Mass-Spring Damper Mechanical System”, International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE), Vol. 8, No. 5 (2018), pp. 3636 – 3646.
[14]. Jorge M. Cruz-Duarte, J. Juan Rosales-García and C. Rodrigo Correa-Cely, “Entropy Generation in a Mass-Spring-Damper System Using a Conformable Model”, Symmetry, (2020), pp. 1 -11.
[15]. Ejiroghene Kelly Orhorhoro, Monday Erhire Onogbotsere, “Simulation of a mass spring damper model in phase variable”, ELK Asia Pacific Journal of Mechanical Engineering Research, Vol. 2, Issue 2 (2016), pp. 1 – 16.
[16]. Kankariya Ravindra, Kulkarni Yogesh, Gujrathi Ankit, “Comparative Analysis of P, PI, PD, PID Controller for Mass Spring Damper System using Matlab Simulink”, International Journal for Research in Engineering Application & Management (IJREAM), Special Issue (2018), pp. 668 – 672.
[17]. Huthaifa AL-Khazraji, Luay T. Rasheed, “Performance Evaluation of Pole Placement and Linear Quadratic Regulator Strategies Designed for Mass-Spring-Damper System Based on Simulated Annealing and Ant Colony Optimization”, Journal of Engineering, Vol. 27, No. 11 (2021), pp. 15 – 31.
