Hybrid P–PI sliding mode position and speed controller for variable inertia drive

• Autorzy: Brock S.

Identyfikatory

DOI

10.12915/pe.2014.05.06

Warianty tytułu

PL

Hybrydowy P–PI – ślizgowy regulator położenia i prędkości dla napędu o zmiennej bezwładności

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Control system for a variable inertia drive based on a hybrid P–PI sliding mode controller and reference trajectory generator is described in this paper. Sliding mode block with boundary layer (active for large error values) and the P–PI block (active for small error values) are combined in one controller. Simulation results show that this control approach can decrease tracking error, enhance system robustness and attenuate high frequency chattering in the control signal. The results of simulation are confirmed by experimental studies.

PL

W artykule przedstawiono układ sterowania dla napędu o zmiennej bezwładności. W układzie tym zaproponowano generator trajektorii wzorcowej oraz hybrydowy regulator położenia i prędkości. W regulatorze połączono blok regulatora ślizgowego z warstwą graniczną (aktywny dla dużych wartości uchybu) z blokiem P–PI (aktywnym dla małych wartości uchybu). Badania symulacyjne wykazały, że takie podejście zmniejsza błędy śledzenia, poprawia odporność i eliminuje szybkie oscylacje sygnału sterującego. Badania eksperymentalne potwierdziły wyniki.

Słowa kluczowe

EN

robust control; sliding mode control; hybrid controller; direct drive

PL

sterowanie odporne; sterowanie ślizgowe; napęd bezpośredni

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 90, nr 5
• Strony: 29--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., schem., tab., wykr.

Twórcy

autor

Brock S.

• Poznań University of Technology, Institute of Control and Information Engineering, ul. Piotrowo 3A, 60-965 Poznań

Bibliografia

• [1] Kroger, T.: Online Trajectory Generation: Straight-Line Trajectories. IEEE Transactions on Robotics. 27 (2011), n.5, 1010–1016.
• [2] Brock, S.: Robust position control for direct drive by integral sliding mode controller with reference trajectory generator, The Symposium on Electromagnetic Phenomena in Nonlinear Circuits (2012), Pula, Croatia.
• [3] Brock S.: Struktury odpornego sterowania elektrycznego napędu bezpośredniego z wykorzystaniem koncepcji sterowania ślizgowego, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej (2013)
• [4] Sabanovic, A.: Variable Structure Systems With Sliding Modes in Motion Control - A Survey. IEEE Transaction on Industrial Informatics, 7 (2011), n.2, 212–223
• [5] Orlowska-Kowalska, T., Kaminski, M., Szabat, K.: Implementation of a Sliding–Mode Controller With an Integral Function and Fuzzy Gain Value for the Electrical Drive With an Elastic Joint., IEEE Transactions on Industrial Electronics, 57 (2010), n.4, 1309–1317.
• [6] Bartoszewicz, A., Żuk, J., Sliding mode control — Basic concepts and current trends. IEEE International Symposium on Industrial Electronics. (2010), 3772–3777.
• [7] Mohamed, H.A.F., Yang, S.S., Moghavvemi, M.: Improving induction motors speed and flux control using Fuzzy-SMC-PI, IEEE International Conference on Industrial Technology (2009), 1–6.
• [8] Liu, Z.: Hybrid Speed Control with Sliding-Mode plus Self- Tuning PI for Induction Motor Drive, 49th IEEE International Midwest Symposium on Circuits and Systems MWSCAS (2006), vol. 1, 500–504.
• [9] Abianeh, A.J.: Chattering-free classical variable structure direct torque controlled IPM synchronous motor drive by using PI controller within boundary layer, 6th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (2011), 651–656.
• [10] Zawirski, K., Deskur, J., Kaczmarek, T.: Automatyka napędu elektrycznego. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej (2012)
• [11] Brock, S., Deskur, J., Zawirski, K.: Control problems of direct servodrives with PMSM, Power Electronics and Electrical Drives — Selected Problems. Polish Academy of Sciences, Electrical Engineering Committee Wrocław (2007), 331–347.
• [12] Pajchrowski, T., Zawirski, K.: Synteza odpornego regulatora prędkości wykorzystującego sztuczne sieci neuronowe z silnikiem synchronicznym o magnesach trwałych. Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), 82 (2006), nr 2, 57–61.
• [13] Brock, S.: Sliding mode controller for direct drive with dry friction. Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), 85 (2009),nr 7, 125–129
• [14] Brock, S.: Sterowanie ślizgowe napędem bezpośrednim z silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi. Przegląd Elektrotechniczny (Electrical Review), (2010) 86, nr 4, 134–137
• [15] Szabat, K., Orlowska-Kowalska, T.: Vibration Suppression in a Two-Mass Drive System Using PI Speed Controller and Additional Feedbacks — Comparative Study. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 54 (2007), n.2, 1193– 1206
• [16] Brock, S., Łuczak, D.: Speed control in direct drive with nonstiff load. IEEE International Symposium on Industrial Electronics ISIE (2011), Gdańsk, Poland, 1937–1942