Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Observer-based sliding-mode fault-tolerant consistent control for hybrid event-triggered multi-agent systems

Xia Dexian, Fu Xingjian

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2024

|

Vol. 34, no. 3

361--373

EN

An observer-based hybrid event-triggered sliding mode fault-tolerant consistent control strategy is proposed for actuator faults in nonlinear second-order leader-follower multi-agent systems. A fault observer is designed to obtain the velocity and additive fault of the agents at the current moment. In order to save network resources and avoid the proliferation of actuator fault information, a hybrid event-triggered mechanism is given based on the actuator fault output from the fault observer. Then, a sliding mode fault-tolerant control strategy is investigated based on the speed and hybrid event-triggered mechanism of the fault observer output and combined with a linear sliding mode surface. As a result, the multi-agent system can still realize state consistency when there is an actuator fault. Conditions under which the consistent error of the multi-agent system is bounded are given. Finally, the effectiveness of the designed fault observer, sliding mode fault-tolerant controller, and hybrid event-triggered mechanism is verified by simulation in a leader-follower multi-agent system connected by a directed graph.

2

Dynamic sliding mode control based on a full-order observer: Underactuated electro-mechanical system regulation

Ordaz Patricio, Romero-Trejo Hugo, Cuvas Carlos, Sandre Omar

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2024

|

Vol. 34, no. 1

29--43

EN

This paper concerns the synthesis of a nonlinear robust output controller based on a full-order observer for a class of uncertain disturbed systems. The proposed method guarantees that, in finite time, the system trajectories go inside a minimal neighborhood ultimately bounded. To this end, the attractive ellipsoid method is enhanced by applying the dynamic sliding mode control performance properties. Furthermore, in order to guarantee the stability of the trajectory around the trivial solution in the uniform-ultimately bounded sense, the feasibility of a specific matrix inequality problem is provided. With this feasible set of matrix inequalities, the separation principle of the controller/observer scheme considered also holds. To achieve a system performance improvement, a numerical algorithm based on the small size ultimate bound is presented. Finally, to illustrate the theoretical performance of the designed controller/observer, a numerical example dealing with the stabilization of a disturbed electromechanical system with uncertain and unmodeled dynamics is presented.

3

Decentralized sliding mode control using an event-triggered mechanism for discrete interconnected Hammerstein systems

Znidi Aicha, Nouri Ahmed Saïd

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2024

|

Vol. 34, no. 3

349--360

EN

An innovative control strategy addressing the complexities of discrete interconnected nonlinear Hammerstein subsystems is presented. The approach combines decentralized sliding mode control (DSMC) with an event-triggered mechanism (ETM) to efficiently manage complex systems characterized by discrete elements, nonlinear behavior, and interconnections. The event-triggered sliding mode control (ETSMC) framework offers a distributed control solution that utilizes the robustness and disturbance tolerance of sliding mode control while optimizing resource usage and network communication through an event-triggered mechanism. A comprehensive analysis of stability and robustness ensures that the proposed control strategy stabilizes the system and achieves its design objectives, even in the presence of uncertainties or disturbances. The effectiveness of the approach is demonstrated through two simulation examples.

4

Metody śledzenia punktu MPP modułu fotowoltaicznego

Drałus Grzegorz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 9

26--30

PL

W pracy przedstawiono metody śledzenia punktu mocy maksymalnej (MPPT) modułu fotowoltaicznego (PV) pracującego w warunkach zmiennego promieniowania słonecznego i temperatury otoczenia. Do wyznaczania położenia punktu mocy maksymalnej (MPP) dla modułu PV wykorzystano metody inteligencji obliczeniowej. Aby zoptymalizować jakość śledzenia tego punktu, opracowano metodę sterowania ślizgowego przekształtnikiem DC/DC która wykorzystuje możliwość regulacji prądu przekształtnika. Opracowane metody z powodzeniem wykorzystano w badaniu symulacyjnym metod MPPT modułu PV w warunkach szybkich zmian wartości natężenia promieniowania słonecznego i temperatury modułu.

EN

This paper presents methods for tracking the maximum power point (MPPT) of a photovoltaic (PV) module operating under varying solar radiation and ambient temperature conditions. Computational intelligence methods were used to determine the position of the PV module's maximum power point (MPP). To optimize the quality of MPP tracking, a sliding control method for the DC/DC converter was developed that takes advantage of the converter's current control capability. The developed methods were successfully used in a simulation study of the MPPT methods of the PV module under conditions of rapid changes in the solar irradiance and temperature of the module.

5

Robust estimation based nonlinear higher order sliding mode control strategies for PMSG-WECS

Nazir Awais, Khan Safdar Abbas, Khan Malak Adnan, Alam Zaheer, Khan Imran, Irfan Muhammad, Rehman Saifur, Nowakowski Grzegorz

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 5

art. no. e147063

EN

The wind energy conversion systems (WECS) suffer from an intermittent nature of source (wind) and the resulting disparity between power generation and electricity demand. Thus, WECS are required to be operated at maximum power point (MPP). This research paper addresses a sophisticated MPP tracking (MPPT) strategy to ensure optimum (maximum) power out of the WECS despite environmental (wind) variations. This study considers a WECS (fixed pitch, 3KW, variable speed) coupled with a permanent magnet synchronous generator (PMSG) and proposes three sliding mode control (SMC) based MPPT schemes, a conventional first order SMC (FOSMC), an integral back-stepping-based SMC (IBSMC) and a super-twisting reachability-based SMC, for maximizing the power output. However, the efficacy of MPPT/control schemes rely on availability of system parameters especially, uncertain/nonlinear dynamics and aerodynamic terms, which are not commonly accessible in practice. As a remedy, an off-line artificial function-fitting neural network (ANN) based on Levenberg-Marquardt algorithm is employed to enhance the performance and robustness of MPPT/control scheme by effectively imitating the uncertain/nonlinear drift terms in the control input pathways. Furthermore, the speed and missing derivative of a generator shaft are determined using a high-gain observer (HGO). Finally, a comparison is made among the stated strategies subjected to stochastic and deterministic wind speed profiles. Extensive MATLAB/Simulink simulations assess the effectiveness of the suggested approaches.

6

Robust hybrid control strategy PI-Sliding mode control of a STATCOM in the presence of a decentralized PV source

Belila Hassen, Boudjerda Nasserdine, Bahri Imen, Boubakir Ahsene

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 10

292--298

EN

Nowadays, the flexible alternating current transmission systems (FACTS) have emerged and began to play a key role in improving the quality of the grid power. The aim of this work is to design a robust control strategy for the voltage and the flow of reactive power using one of the most popular FACTS devices, namely the STATCOM (static compensator). The proposed strategy consists of a hybrid control (PI control - sliding mode control). This strategy proved its effectiveness in terms of response time and harmonic distortion rate. Furthermore, we investigated the impact of the insertion of a photovoltaic source in the electrical network on the STATCOM operation. Simulation results show that this decentralized source has relieved the grid by its contribution in active power with practically no influence on the performance of the STATCOM, which remains unaffected

PL

Obecnie pojawiły się elastyczne systemy przesyłu prądu przemiennego (FACTS), które zaczęły odgrywać kluczową rolę w poprawie jakości energii sieciowej. Celem pracy jest zaprojektowanie solidnej strategii sterowania napięciem i przepływem mocy biernej za pomocą jednego z najpopularniejszych urządzeń FACTS, czyli STATCOM (kompensator statyczny). Proponowana strategia składa się ze sterowania hybrydowego (regulacja PI – sterowanie ślizgowe). Strategia ta dowiodła swojej skuteczności pod względem czasu odpowiedzi i współczynnika zniekształceń harmonicznych. Ponadto zbadaliśmy wpływ wprowadzenia źródła fotowoltaicznego do sieci elektrycznej na działanie STATCOM. Wyniki symulacji pokazują, że to zdecentralizowane źródło odciążyło sieć dzięki swojemu udziałowi w mocy czynnej, praktycznie bez wpływu na wydajność STATCOM, na co nie ma to wpływu.

7

A novel sensorless controller to EV application for switched reluctance motor by the sliding mode controller

Prasad D., Rao Gadi Venkata Siva Krishna

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 4

62--66

EN

This article presents the sensorless development manages of 8/6 Switched Reluctance Machine utilized the drive train of an Electric Vehicle (EV). The made controller should be a gorgeous choice to restoration the direct position sensor if there needs to be an occasion of excessive replacement cost, limitation lifetime, and defensive driving about a sensor failure. The issue work sensor basically situation to Sliding Mode Controller(SMC) consists of surveying the rotor step, the pace and, the torque of the switched reluctance motor (SRM) force with regarded and cloud torque groupings. The chief preferred scenario of the actuated controller is to test online the factors over the entire pace improvement run utilizing the handiest modern and voltage estimations of each stage. In any case, the proposed spectator is performed in a tangle lab Simulink, whereby effects assert the immovable fantastic and the exactness on the made controller standing aside from the precise rotor position, speed along car torque.

PL

W tym artykule przedstawiono bezczujnikowe zarządzanie rozwojem 8/6 komutowanej maszyny reluktancyjnej wykorzystującej układ napędowy pojazdu elektrycznego (EV). Wykonany kontroler powinien być wspaniałym wyborem do przywrócenia czujnika położenia bezpośredniego, jeśli zachodzi potrzeba nadmiernego kosztu wymiany, ograniczenia żywotności i jazdy defensywnej w przypadku awarii czujnika. Problem z czujnikiem pracy w zasadzie do kontrolera trybu ślizgowego (SMC) polega na badaniu kroku wirnika, tempa i momentu obrotowego silnika reluktancyjnego (SRM) z uwzględnieniem grup momentu obrotowego i chmurowego. Głównym preferowanym scenariuszem sterownika uruchamianego jest testowanie online czynników podczas całego przebiegu poprawy tempa przy użyciu najprzydatniejszych współczesnych szacunków napięcia i każdego etapu. W każdym razie, proponowana widz jest wykonywana w plątaninie laboratorium Simulink, gdzie efekty podkreślają niewzruszoną fantastykę i dokładność wykonanego kontrolera, odkładając na bok precyzyjną pozycję wirnika, prędkość wraz z momentem obrotowym samochodu.

8

Analysis of a Hybrid Guided Bomb Control System while Self-guided to a Ground Target

Grzyb Marta, Koruba Zbigniew

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2022

|

Vol. 13, Nr 4 (50)

23--38

EN

This article presents a mathematical model and an algorithm for controlling a guided bomb to a moving and a stationary ground target. The target path was determined from the kinematic relationships of the reciprocal movement of the bomb and the ground target, based on the proportional approximation method. The analysed control system used sliding control, with the PID algorithm to determine the sliding plane. Three types of sliding planes were considered. In addition, a comparative analysis was carried out for three types of controllers: classic PID, sliding and hybrid. Selected results of the computer simulation are listed.

PL

W artykule przedstawiony jest model matematyczny oraz algorytm sterowania bombą kierowaną na ruchomy oraz nieruchomy cel naziemny. Tor zadany wyznaczono ze związków kinematycznych ruchu wzajemnego bomby i celu naziemnego z wykorzystaniem metody proporcjonalnego zbliżania. Analizowany system sterowania opiera się o sterowanie ślizgowe z algorytmem PID do określenia płaszczyzny ślizgu. Rozpatrzone zostały trzy rodzaje płaszczyzn ślizgu. Dodatkowo dokonano analizy porównawczej dla trzech typów regulatorów: klasycznego PID, ślizgowego oraz hybrydowego. Przytoczone zostały wybrane wyniki symulacji komputerowej.

9

Robust control of power system stabilizer using sliding mode approach

Dehiba Imene, Abid Mohamed, Aissaoui Abdelghani, Dehiba Boubeker

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 10

82--86

EN

This paper proposes a method of sliding mode control (SMC) approach for excitation control in a single generator-infinite bus power system. Conventional power system stabilizer (C-PSS) design becomes a complicated problem in presence of internal and external disturbances to the excitation of a power system. Improving the stability of the power system has become a priority objective. The aim of this work is to ensure maximum damping of the electromechanical oscillations of the Single Machine Infinity Bus System (SMIB) by the power stabilizers based on the sliding mode control technique. The effectiveness of the proposed approach is demonstrated through computer simulations on two different cases of operating conditions. The performance of the proposed approach is evaluated in terms of damping power system oscillations. The obtained results show the high performance of the proposed controller to improve the stability of the power system compared to the C-PSS and found to be impressive.

PL

W artykule zaproponowano metodę sterowania trybem ślizgowym (SMC) do sterowania wzbudzeniem w pojedynczym generatorowonieskończonym systemie zasilania szyny. Konstrukcja konwencjonalnego stabilizatora systemu elektroenergetycznego (C-PSS) staje się skomplikowanym problemem w obecności wewnętrznych i zewnętrznych zakłóceń wzbudzenia systemu elektroenergetycznego. Poprawa stabilności systemu elektroenergetycznego stała się celem priorytetowym. Celem pracy jest zapewnienie maksymalnego tłumienia oscylacji elektromechanicznych systemu SMIB (Single Machine Infinity Bus System) przez stabilizatory mocy oparte na technice sterowania ślizgowego. Skuteczność proponowanego podejścia demonstrowana jest poprzez symulacje komputerowe w dwóch różnych przypadkach warunków pracy. Skuteczność proponowanego podejścia oceniana jest pod kątem tłumienia oscylacji systemu elektroenergetycznego. Uzyskane wyniki wskazują na wysoką wydajność proponowanego sterownika w celu poprawy stabilności systemu elektroenergetycznego w porównaniu z C-PSS i okazały się imponujące.

10

Electric vehicle yaw moment control based on the body sideslip estimation

Tabti Khatir, Mostefai Lotfi, Chekroun Soufyane, Larbaoui Ahmed

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 11

97--101

EN

The direct yaw moment control (DYC) presents an operative solution to improve the stability and road holding of vehicles, in particular electric vehicles equipped with independent motors. The torque control applied to each wheel can improve the handling performance of a vehicle making it safer and faster and in critical driving situations. In this article, a new method proposed for the control of the direct yaw moment based on the sliding mode control. This method uses a new design of switching function to simultaneously track the desired yaw rate and the side slip of the vehicle. The lateral sideslip angle of the vehicle is estimated by using a Kalman filter. The results of the comparative simulations show the effectiveness of the proposed method with the other conventional methods in terms of following the reference yaw rate, the vehicle trajectory and the vehicle skidding in various difficult driving scenarios.

PL

Bezpośrednie sterowanie momentem odchylenia (DYC) stanowi funkcjonalne rozwiązanie poprawiające stabilność i przyczepność pojazdów, w szczególności pojazdów elektrycznych wyposażonych w niezależne silniki. Kontrola momentu obrotowego zastosowana do każdego koła może poprawić właściwości jezdne pojazdu, czyniąc go bezpieczniejszym i szybszym w krytycznych sytuacjach na drodze. W niniejszym artykule zaproponowano nową metodę sterowania bezpośrednim momentem odchylającym w oparciu o sterowanie trybem ślizgowym. Metoda ta wykorzystuje nową konstrukcję funkcji przełączania do jednoczesnego śledzenia pożądanej wartości odchylenia i poślizgu bocznego pojazdu. Kąt bocznego znoszenia pojazdu jest szacowany za pomocą filtra Kalmana. Wyniki symulacji porównawczych pokazują skuteczność proponowanej metody z innymi metodami konwencjonalnymi w zakresie śledzenia referencyjnego kursu zbaczania, toru jazdy i poślizgu pojazdu w różnych trudnych scenariuszach jazdy.

11

Comparative study of various controllers applied to a three phases parallel multi-cell buck converter

Kais Dyhia, Denoun Hakim, Hamida Mohamed Lamine, Fekik Arezki, Tebri Zoulikha, Ghanes Malek

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 8

59--65

EN

This paper presents a comparative evaluation study about the application of four control methods to a Parallel multilevel DC-DC converter, for purpose to achieve better currents and voltage regulation. Proportional-integral, Fractional Proportional-integral, Fuzzy logic and sliding mode controllers are applied. Fast dynamic response of the output current, voltage, and robustness to load variation are obtained with the sliding mode controller.

PL

W artykule przedstawiono porównawcze badanie ewaluacyjne dotyczące zastosowania czterech metod sterowania do równoległego wielopoziomowego przekształtnika DC-DC w celu uzyskania lepszej regulacji prądów i napięć. Stosowane są sterowniki proporcjonalno-całkujące, ułamkowe proporcjonalno-całkowe, rozmyte i ślizgowe. Dzięki regulatorowi trybu ślizgowego uzyskuje się szybką dynamiczną odpowiedź prądu wyjściowego, napięcia i odporności na zmiany obciążenia.

12

Advanced control strategy based on second order sliding mode of DFIG for power system fault ride through

Kairous Djilali, Benghanem Mustapha

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 4

152--157

EN

This study proposes a second order sliding-mode direct power control (SOSM-DPC) strategy for a grid-connected bidirectional power converter feeding a doubly fed induction generator (DFIG) with slip power recovery. New advanced control design, for the rotor and grid side converters of DFIG is adopted to enhance the fault ride-through (FRT) capability according to the grid connection requirement. Simulations performed under Matlab/Simulink authenticate the feasibility of the designed second order sliding mode -DPC. Simulation results on a 200VA DFIG system under normal and faulted grid voltage conditions demonstrate good performance of the proposed approach in terms of robustness and FRT capability.

PL

W artykule przedstawiono strategię bezpośredniego sterowania mocą (DPC) oraz strategię sterowania ślizgowego drugiego rzędu (SOSM), wykorzystane do sterowania dwukierunkowym przepływem mocy. Przekształtnik przyłączony jest do obwodu wirnika generatora indukcyjnego podwójnie zasilanego (DFIG). Te nowe zaawansowane strategie sterowania (SOSM-DPC) zostały zastosowane do przekształtnika wirnikowego i przekształtnika sieciowego generatora DFIG w celu zwiększenia wymaganej przepisami odporności układu na stany awaryjne i zakłócenia (FRT) występujące w sieci zasilającej.

13

Neuro-adaptive cooperative control for high-order nonlinear multi-agent systems with uncertainties

Peng Cheng, Zhang Anguo, Li Junyu

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2021

|

Vol. 31, no. 4

635--645

EN

The consensus problem for a class of high-order nonlinear multi-agent systems (MASs) with external disturbance and system uncertainty is studied. We design an online-update radial basis function (RBF) neural network based distributed adaptive control protocol, where the sliding model control method is also applied to eliminate the influence of the external disturbance and system uncertainty. System consensus is verified by using the Lyapunov stability theorem, and sufficient conditions for cooperative uniform ultimately boundedness (CUUB) are also derived. Two simulation examples demonstrate the effectiveness of the proposed method for both homogeneous and heterogeneous MASs.

14

A fault estimation and fault-tolerant control based sliding mode observer for LPV descriptor systems with time delay

Hamdi Habib, Rodrigues Mickael, Rabaoui Bouali, Benhadj Braiek Naceur

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2021

|

Vol. 31, no. 2

247--258

EN

This paper considers the problem of fault-tolerant control (FTC) and fault reconstruction of actuator faults for linear parameter varying (LPV) descriptor systems with time delay. A polytopic sliding mode observer (PSMO) is synthesized to achieve simultaneous reconstruction of LPV polytopic descriptor system states and actuator faults. Exploiting the reconstructed actuator faults and state estimates, a fault-tolerant controller is designed to compensate the impact of actuator faults on system performance by stabilizing the closed-loop LPV delayed descriptor system. Besides, the controller and PSMO gains are obtained throughout the resolution of linear matrix inequalities (LMIs) using convex optimization techniques. The developed PSMO could force the output estimation error to converge to zero in a finite time when the actuators faults are bounded through the reinjection of the output estimation error via a nonlinear switching term. Simulation results applied to a given numerical system are presented to highlight the superiority and effectiveness of the proposed approach.

15

Robust continuous third-order finite time sliding mode controllers for exoskeleton robot

Fellag Ratiba, Guiatni Mohamed, Hamerlain Mustapha, Achour Noura

Archive of Mechanical Engineering

|

2021

|

LXVIII, nr 4

395--414

EN

In this work, continuous third-order sliding mode controllers are presented to control a five degrees-of-freedom (5-DOF) exoskeleton robot. This latter is used in physiotherapy rehabilitation of upper extremities. The aspiration is to assist the movements of patients with severe motor limitations. The control objective is then to design adept controllers to follow desired trajectories smoothly and precisely. Accordingly, it is proposed, in this work, a class of homogeneous algorithms of sliding modes having finite-time convergence properties of the states. They provide continuous control signals and are robust regardless of non-modeled dynamics, uncertainties and external disturbances. A comparative study with a robust finite-time sliding mode controller proposed in literature is performed. Simulations are accomplished to investigate the efficacy of these algorithms and the obtained results are analyzed.

16

Synteza regulatorów ślizgowych dla obniżającego napięcie przetwornika DC-DC ze słabo tłumionym wejściowym filtrem LC

Tatar Karol, Chudzik Piotr, Leśniewski Piotr

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 7

42--46

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań struktury i analizę doboru parametrów regulatora ślizgowego dla obniżającego napięcie przetwornika DC-DC ze słabo tłumionym wejściowym filtrem LC. W rozdziale teoretycznym zaprezentowano koncepcję dwóch regulatorów ślizgowego dla różnych zmiennych ślizgowych, a następnie udowodniono stabilność zaproponowanych rozwiązań. Rozdział opisujący wyniki badań symulacyjnych potwierdził użyteczność wykorzystania teorii sterowania ślizgowego do regulacji przetwornika DC-DC ze słabo tłumionym wejściowym filtrem LC. Pracę zakończono prezentacją oceny jakościowej wyników badań laboratoryjnych.

EN

The article presents the results of structure tests and analysis of the selection of parameters of the sliding mode regulator for a buck DCDC converter with a low damped input LC filter. The theoretical chapter presents the concept of a regulator for two sliding variables, and then proves the stability of the proposed solutions. The chapter describing the results of simulation tests confirmed the usefulness of using sliding mode control theory to stabilize a DC-DC converter with low damped input LC filter. The article ends with the presentation of laboratory tests results.

17

Improved STATCOM efficiency using a hybrid technique based on sliding mode control and proportional integral control

Belila Hassen

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 10

156--162

EN

Static compensators of reactive power (STATCOMs) are among the most efficient devices for improving the network power quality. The efficiency of such devices is largely determined by the used automatic control technique. In this work, we propose an advanced hybrid algorithm based on Sliding Mode Control (SMC) combined with classical proportional-Integral (PI) technique. To show the efficiency of the proposed method, a comparison with the traditional PI control is performed. The comparison focused mainly on dynamic performance and grid harmonic pollution.

PL

Jakość działania kompensatora mocy biernej STATCOM zależy od właściwości układu automatycznego sterowania. W pracy zaprezentowano hybrydowy algorytm bazujący na sterowaniu ślizgowym współpracujący z klasycznym sterownikiem PI.

18

Strategie sterowania ślizgowego z ruchomą hiperpowierzchnią przełączeń - krótki przegląd

Latosiński Paweł

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2020

|

R. 24, nr 1

41--47

PL

Strategie sterowania ślizgowego są cenione za swoją całkowitą niewrażliwość na klasę zakłóceń i niepewności modelu. Uzyskanie tej właściwości jest możliwe przez sprowadzenie punktu opisującego dynamikę układu na pewną hiperpowierzchnię przełączeń zdefiniowaną w przestrzeni stanów. W początkowym etapie sterowania, w którym punkt opisujący zbliża się do tej hiperpowierzchni, układ pozostaje wrażliwy na zakłócenia, co utrudnia projektowanie skutecznych strategii sterowania ślizgowego. Aby zapewnić odporność układu na zakłócenia i niepewności modelu na wszystkich etapach procesu sterowania liczni autorzy zaproponowali zastosowanie ruchomych hiperpowierzchni przełączeń. Celem niniejszego artykułu przeglądowego jest przedstawienie najważniejszych osiągnięć z zakresu sterowania ślizgowego z wykorzystaniem takich hiperpowierzchni. Omówione są pionierskie prace proponujące zastosowanie ruchomych hiperpowierzchni przełączeń oraz przedstawione są metody ich projektowania. Następnie podkreślone są najważniejsze osiągnięcia z zakresu sterowania ślizgowego wykorzystującego ruchome hiperpowierzchnie przełączań zarówno dla układów ciągłych jak i dyskretnych.

EN

Sliding mode control strategies are valued for their total insensitivity to the class of disturbances and uncertainty of the model. Obtaining this property is possible by bringing a point describing the dynamics of the system to a certain switching hypersurface defined in the state space. At the initial stage of control, where the description point approaches this hypersurface, the system remains sensitive to interferences, which hinders the design of effective sliding mode control strategies. To ensure the system’s resistance to interference and model uncertainty at all stages of the control process, many authors proposed the use of mobile switching hypersurfaces. The purpose of this review article is to present the most important achievements in the area of sliding mode control using such hypersurfaces. Discussed are pioneering works proposing the use of mobile switching hypersurfaces and methods of their design are presented. Next, the most important achievements in the area of sliding mode control using movable switching hypersurfaces for both continuous and discrete systems are highlighted.

19

Fault identification in underwater vehicle thrusters via sliding mode observers

Zuev Alexander, Zhirabok Alexey, Filaretov Vladimir

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2020

|

Vol. 30, no. 4

679--688

EN

The paper is devoted to the problem of increasing the efficiency of underwater vehicles by using a fault diagnosis system for their thrusters which provides detection, isolation, and identification of minor faults. To address the problem, a two-stage method is proposed. At the first stage, a bank of diagnostic observers is designed to detect and isolate the emerging faults. Each observer in this bank is constructed to be sensitive to some set of faults and insensitive to others. At the second stage, additional observers working in sliding mode are synthesized in order to accurately estimate the error value in the signal obtained from the angular velocity sensor and to estimate deviations of the thruster parameters from their nominal values due to the faults. In contrast to the existing solutions, reduced-order (i.e., lower-dimensional) models of the original system are proposed as a basis to construct sliding mode observers. This approach permits reduction of the complexity of the obtained observers in comparison with the known methods, where full-order observers are constructed. The simulation results show the efficiency and high quality of all synthesized observers. In all cases considered, it was possible to detect typical faults, as well as estimate their values.

20

Discrete-time sliding mode control of linear systems with input saturation

Veselić Boban, Milosavljević Čedomir, Peruničić-Draženović Branislava, Huseinbegović Senad, Petronijević Milutin

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2020

|

Vol. 30, no. 3

517--528

EN

The paper proposes a discrete-time sliding mode controller for single input linear dynamical systems, under requirements of the fast response without overshoot and strong robustness to matched disturbances. The system input saturation is imposed during the design due to inevitable limitations of most actuators. The system disturbances are compensated by employing nonlinear estimation by integrating the signum of the sliding variable. Hence, the proposed control structure may be regarded as a super-twisting-like algorithm. The designed system stability is analyzed as well as the sliding manifold convergence conditions are derived using a discrete-time model of the system in the δ-domain. The results obtained theoretically have been verified by computer simulations.