Time-varying switching planes in SMC of third order dynamic system

• Autorzy: Nowacka-Leverton A.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie niestacjonarnych płaszczyzn przełączeń w układzie ślizgowego sterowania ciągłym obiektem dynamicznym trzeciego rzędu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper an algorithm of a moving switching plane selection for sliding mode control (SMC) of the third order system subject to velocity, acceleration and input signal constraints is proposed. The plane is designed in such a way that initially it passes through the system representative point in the error state space and then it moves with a constant velocity to the origin of the space. Having reached the origin the plane stops moving and remains fixed. The plane parameters are chosen to minimize the integral absolute error (IAE) subject to velocity, acceleration and input signal constraints. Moreover, the system is insensitive to the external disturbance and the model uncertainty from the very beginning of the control action, and monotonic error convergence to zero is achieved.

PL

W pracy rozważano zagadnienie projektowania układów ślizgowego sterowania ciągłymi nieliniowymi i niestacjonarnymi- obiektami dynamicznymi trzeciego rzędu. Zaproponowano zastosowanie do tego celu ruchomej płaszczyzny przełączeń o stałym kącie nachylenia, która początkowo ze stałą prędkością porusza się w przestrzeni fazowej. Po osiągnięciu początku układu współrzędnych, rozważana płaszczyzna zatrzymuje się i dalej pozostaje nieruchoma. Płaszczyzna jest projektowana tak, aby w chwili początkowej, należał do niej punkt opisujący dynamikę obiektu. Wykorzystanie takiej płaszczyzny przełączeń zapewnia niewrażliwość układu na zakłócenia zewnętrze i niedokładności modelu od samego początku trwania procesu regulacji. Parametry tej płaszczyzny wybierane są tak, aby uzyskać dobre właściwości dynamiczne układu, przy spełnionych ograniczeniach sygnału sterującego, przyspieszenia i prędkości obiektu regulacji.

Słowa kluczowe

EN

sliding mode control; SMC; variable structure control; switching plane

PL

sterowanie ślizgowe; sterowanie o zmiennej strukturze; płaszczyzna przełączeń

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka
• Rocznik: 2008
• Tom: z. 115
• Strony: 79--86
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Nowacka-Leverton A.

• Technical University of Łódź, Institute of Automatic Control

Bibliografia

• [1] Bartoszewicz A.: A comment on 'A time-varying sliding surface for fast and robust tracking control of second-order uncertain systems', Automatica, vol. 31,1995.
• [2] Bartoszewicz A.: Time-varying sliding modes for second-order systems, IEEE Proceedings on Control Theory and Applications, vol. 143, 1996.
• [3] Bartoszewicz A., Nowacka A.: Sliding modę control of the third-order system subject to velocity, acceleration and input signal constraints, Int. J. of Adaptive Control and Signal Processing, vol. 21, 2007.
• [4] Betin F., Pinchon D., Capolino G.: A time-varying sliding surface for robust position control of a DC-motor drive, IEEE Trans, on Industrial Electronics, vol. 49,2002.
• [5] Choi S.B., Cheong CC, Park D.W.: Moving switching surfaces for robust control of second-order variable Structure systems, Int. J. of Control, vol. 58, 1993.
• [6] Choi S.B., Park D.W., Jayasuriya S.: A time-varying sliding surface for fast and robust tracking control of second-order uncertain systems, Automatica, vol. 30,1994.
• [7] DeCarlo R.S., Żak S., Mathews G.: Variable Structure control of nonlinear multivariable systems: a tutorial, Proc. of IEEE, vol. 76, 1988.
• [8] Hung J.Y., Gao W., Hung J.C.: Variable Structure control: a survey, IEEE Trans. on Industrial Electronics, vol. 40, 1993.
• [9] Tokat S., Eksin I., Giizelkaya M.: A new design method for sliding mode controllers using a linear time-varying sliding surface, IMechE, Part I: J. of Systems and Control Engineering, vol. 216, 2002.
• [10] Tokat S., Eksin I., Giizelkaya M., Turan Sóylemez M.: Design of a sliding mode controller with a nonlinear time-varying sliding surface, Trans, of the Institute of Measurement and Control, vol. 25, 2003.
• [11] Utkin V.: Variable Structure systems with sliding modes, IEEE Trans, on Automatic Control, vol. 22, 1977.