ردیابی مقاوم موقعیت سیستم‌ تعلیق مغناطیسی بر اساس کنترل کننده مدلغزشی مبتنی بر کنترل تاخیر اینرسی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 نویسنده مسئول، استادیار، دانشکده مهندسی برق، پزشکی و مکاترونیک، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه آزاد اسلامی واحد خمینی شهر، اصفهان، ایران

چکیده

سیستم تعلیق مغناطیسی، مکانیسمی مناسب جهت نگهداری بدون تماس اشیاء به‌کمک میدان مغناطیسی است که به‌دلیل ناپایداری و غیرخطی بودن زیاد، کنترل این سیستم چالش برانگیز است. در این مقاله، ساختار کنترلی پیشنهادی، کنترل تاخیر اینرسی است که در آن عدم قطعیت‌های سیستم و اغتشاشات ناشناخته به‌صورت متمرکز تخمین زده خواهند شد. هدف اصلی این مقاله، ردیابی مقاوم خروجی است که ضمن حفظ موقعیت جرم معلق، خطای تخمین نیز به سمت صفر میل کند. نتایج شبیه‌سازی‌ بیان می‌کند که کنترل‌کننده ‌طراحی‌شده بر روی این سیستم عملکرد مناسبی در مقایسه با سایر روش‌ها در تحقق اهداف مورد نظر داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Feng, S., "Magnetic Suspension Systems using Permanent Magnet", Ph.D. Thesis,
Department of Intelligent Mechanical Engineering, Graduate School of Engineering Kochi
University of Technology, Kochi, Japan, (2010).
[2] Rahgoshay, M.A., Binazadeh, T., and Shafiei, M.H., "Robust Output Tracking of Nonaffine
Magnetic Suspension System", 3rd International Conference on Control, Instrumentation,
and Automation, ICCIA 2013, Tehran, Iran, pp. 307-310, (2013).
[3] Khimani, D., and Rokade, R., "Implementation of Sliding Mode Control on Magnetic
Levitation System", in Advances in Computing, Communication and Control (ICAC3),
IEEE International Conference, Mumbai, India, pp. 1-5, (2017).
[4] Banza, A.T., and Chen, Q., "Decentralized Second-order Sliding Mode Control Design for
a Small-scale Magnetic Levitation Platform", in 11th IEEE Asian Control Conference
(ASCC), Gold Coast, QLD, Australia, pp. 549-554, (2017).
[5] Wang, H., Ge, X., and Liu, Y.C., "Second-order Sliding-mode MRAS Observer Based
Sensorless Vector Control of Linear Induction Motor Drives for Medium-low Speed
Maglev Applications", IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 65, No. 12, pp.
9938-9952, (2018).
[6] kuo, C.L., Li, T.H.S., and Gue, N.R., "Design of a Novel Fuzzy Sliding-mode Control for
Magnetic Ball Levitation System", Journal of Intelligent Robotic System, Vol. 42, No. 3,
pp. 295-316, (2005).
[7] Gutierrez, H.M., and Ro, P.I., "Magnetic Servo Levitation by Sliding-mode Control of
Nonaffine Systems with Algebraic Input Invertibility", IEEE Transactions on Industrial
Electronics, Vol. 52, No. 5, pp. 1449-1455, (2005).
[8] Bojan-Dragos, C.A., Precup, R.E., Tomescu, M.L., Preitl, S., Tanasoiu, O.M., and Hergane,
S., "Proportional-integral-derivative Gain-scheduling Control of a Magnetic Levitation
System", International Journal of Computers, Communications & Control, Vol. 12, No. 5,
pp. 599-611, (2017).
[9] Tepljakov, A., Alagoz, B.B., Gonzalez, E., Petlenkov, E., and Yeroglu, C., "Model
Reference Adaptive Control Scheme for Retuning Method-based Fractional-order PID
Control with Disturbance Rejection Applied to Closed-loop Control of a Magnetic
Levitation System", Journal of Circuits, Systems and Computers, Vol. 27, No. 11, pp.
1850176/1-29, (2018).
[10] Sadek, U., Sarjaš, A., Chowdhury, A., and Svečko, R., "Improved Adaptive Fuzzy
Backstepping Control of a Magnetic Levitation System Based on Symbiotic Organism
Search", Applied Soft Computing, Vol. 56, pp. 19-33, (2017).
[11] Al-Samarraie, S.A., Midhat, B.F., and Al-Deen, R.A.B., "Adaptive Sliding Mode Control
for Magnetic Levitation System", Al-Nahrain Journal for Engineering Sciences, Vol. 21,
No. 2, pp. 266-274, (2018).
[12] Xu, J., Sun, Y., Gao, D., Ma, W., Luo, S., and Qian, Q., "Dynamic Modeling and Adaptive
Sliding Mode Control for a Maglev Train System Based on a Magnetic Flux
Observer", IEEE Access, Vol. 6, pp. 31571-31579, (2018).
[13] Verma, R., Ginoya, D., Shendge, P.D., and Phadke, S.B., "Slip Regulation for Anti-lock
Braking Systems using Multiple Surface Sliding Controller Combined with Inertial Delay
Control", Vehicle System Dynamics, Vol. 53, No. 8, pp. 1150-1171, (2015).
[14] Suryawanshi, P.V., Shendge, P.D., and Phadke, S.B., "Robust Sliding Mode Control for a
Class of Nonlinear Systems using Inertial Delay Control", Nonlinear Dynamics, Vol. 78,
No. 3, pp. 1921-1932, (2014).
[15] Choudhary, M.M., Nerkar, P.P., Shendge, P.D., and Phadke, S.B., "Decentralized Sliding
Mode Control for Perturbed Nonlinear Large Scale Systemswith Variable Time Delay in
Interconnections Based on Inertial Delay Control", 3rd International Conferenceon
Electronics Computer Tecnology, ICECT 2011, Kanyakumari, Tamil Nadu, India, pp.
197-201, (2011).
[16] Suryawanshi, P.V., Shendge, P.D., and Phadke, S.B., "Robust Sliding Mode Control for a
Class of Nonlinear System using Inertial Delay Control Nonlinear Dynamic", Springer
Netherlands, Vol. 78, No. 3, pp. 1921-1932, (2014).
[17] Trumper, D.L., Olson, S.M., and Subrahmanyan, P.K., "Linearizing Control of Magnetic
Suspension System", IEEE Transaction on Control System Technology, Vol. 5, No. 4, pp.
427-438, (1997).
[18] Chang, P.H., and Lee, J.W., "An Observer Design for Time-delay Control and Its
Application to DC Servo Motor", Control Eng. Pract. Vol. 2, No. 2, pp. 263-270, (1994).
19] حسنلو، مجتبی، باقری، احمد.، "کنترل هوشمند تیرتیموشنکو با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی چندهدفه ازدحام ذرات و کنترلرPID مطابق با نگرش جایابی بهینه وصله‌های محرک پیزوالکتریک"، نشریه پژوهشی مهندسی مکانیک ایران، شماره 20(3)، ص­ 6-28، (1397).
[20] Samani, R., and Khodadadi, H., "A Particle Swarm Optimization Approach for Sliding
Mode Control of Electromechanical Valve Actuator in Camless Internal Combustion
Engines", In 2017 IEEE International Conference on Environment and Electrical
Engineering and 2017 IEEE Industrial and Commercial Power Systems Europe
(EEEIC/I&CPS Europe), Milan, Italy, pp. 1-4, (2017).
[21] Ackermann, J., and Utkin, V., "Sliding Mode Control Design Based on Ackermann’s
Formula", IEEE Trans. Autom. Control, Vol. 43, No. 2, pp. 234-237, (1998).
[22] Zhong, Q.C., and Rees, D., "Control of Uncertain LTI Systems Based on an Uncertainty
and Disturbance Estimator", ASME J. Dyn. Syst. Meas. Control, Vol. 126, No. 4, pp. 905-
910, (2004).