Điều Khiển Trượt Đầu Cuối Dựa Vào Hàm Trượt Quasi Mới Hệ Thống Bồn Đôi Tương Tác
Email tác giả liên hệ:
tungpt@vlute.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.69.2022.1100Từ khóa:
Điều khiển trượt đầu cuối, Hàm trượt Quasi mới, Chattering, Bồn đôi tương tác, MATLAB/SimulinkTóm tắt
Trong bài báo này, bộ điều khiển trượt đầu cuối dựa vào hàm trượt Quasi mới được thiết kế để điều khiển mức chất lỏng hệ thống bồn đôi tương tác với nhiễu ngoài không chắc chắn. Đây là hệ thống luôn có nhu cầu lớn trong công nghiệp hóa chất, lọc hóa dầu, xử lý nước, phát điện, sản xuất vật liệu xây dựng, chế biến thực phẩm, thiết bị phân phối và bổ sung chất lỏng tự động. Phương pháp điều khiển trượt đầu cuối không chỉ đảm bảo trạng thái của hệ thống đến điểm cân bằng trong thời gian hữu hạn mà còn cung cấp đáp ứng nhanh và độ chính xác cao hơn điều khiển trượt truyền thống. Hàm trượt Quasi mới sẽ loại bỏ hiện tượng dao động với tần số cao quanh mặt trượt (còn được gọi là chattering) của điều khiển trượt. Hiện tượng này gây ra sự bất ổn trong hệ thống, các mạch công suất dễ bị quá nhiệt dẫn đến hư hỏng. Các kết quả mô phỏng với MATLAB/Simulink cho thấy rằng phương pháp đề xuất phù hợp để điều khiển vị trí mức chất lỏng trong hệ thống bồn đôi tương tác với thời gian tăng đạt 0.4054(s), thời gian xác lập là 0.8518(s), không có độ vọt lố, sai số xác lập hội tụ về 0 và loại bỏ được hiện tượng chattering.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
X. Yu, Y. Feng and Z. Man, “Terminal Sliding Mode Control – An Overview”, in IEEE Open Journal of the Industrial Electronics Society, Vol. 2, pp. 36-52, 2021, doi: 10.1109/OJIES.2020.3040412.. DOI: https://doi.org/10.1109/OJIES.2020.3040412
Doan, Quang V., Anh T. Vo, Tien D. Le, Hee-Jun Kang, and Ngoc H.A. Nguyen, “A Novel Fast Terminal Sliding Mode Tracking Control Methodology for Robot Manipulators”, Applied Sciences, Vol. 10, No. 9, pp. 1 – 16, 2020, DOI: 10.3390/app10093010. DOI: https://doi.org/10.3390/app10093010
H. U. Suleiman, M. B. Mu’azu, T. A. Zarma, A. T. Salawudeen, S. Thomas and A. A. Galadima, “Methods of Chattering Reduction in Sliding Mode Control: A Case Study of Ball and Plate System”, 2018 IEEE 7th International Conference on Adaptive Science & Technology (ICAST), 2018, pp. 1-8, DOI: 10.1109/ICASTECH.2018.8506783. DOI: https://doi.org/10.1109/ICASTECH.2018.8506783
Minh-Duc Tran and Hee-Jun Kang, “Nonsingular Terminal Sliding Mode Control of Uncertain Second-Order Nonlinear Systems”, Mathematical Problems in Engineering, Volume 2015, pp. 1 – 9, 2015, DOI: 10.1155/2015/181737.. DOI: https://doi.org/10.1155/2015/181737
Wan L, Chen G, Sheng M, Zhang Y, Zhang Z, “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, pp. 1 – 11, 2020, DOI:10.1177/1729881420925295. DOI: https://doi.org/10.1177/1729881420925295
S Balamurugan, P Venkatesh and M Varatharajan, “Fuzzy sliding-mode control with low pass filter to reduce chattering effect: an experimental validation on Quanser SRIP”, Indian Academy of Sciences, Vol. 42, No. 10, pp. 1693–1703, 2017, DOI: https://doi.org/10.1007/s12046-017-0722-9. DOI: https://doi.org/10.1007/s12046-017-0722-9
Jinkun Liu, “Sliding mode control using MATLAB”, Academic Press, 2017.
Nguyen, D.G.; Tran, D.T.; Ahn, K.K., “Disturbance Observer-Based Chattering-Attenuated Terminal Sliding Mode Control for Nonlinear Systems Subject to Matched and Mismatched Disturbances”, Appl. Sci., Vol. 11, No. 17, pp. 1 – 23, 2021, DOI: https://doi.org/10.3390/app11178158. DOI: https://doi.org/10.3390/app11178158
Trinh Luong Mien, “Liquid Level Control of Coupled-Tank System Using Fuzzy-Pid Controller”, International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), Vol. 6, Issue 11, pp. 459 – 464, 2017.
S. B. Prusty, S. Seshagiri, U. C. Pati and K. K. Mahapatra, “Sliding mode control of coupled tank systems using conditional integrators”, IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, Vol. 7, No. 1, pp. 118-125, 2020, DOI: 10.1109/JAS.2019.1911831. DOI: https://doi.org/10.1109/JAS.2019.1911831
B. Amarendra Reddy, P. Vamsi Krishna, “Comparison of Second Order Sliding Mode Control Strategies for Coupled Tank System”, International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE), Vol. 8, Issue-6S3, pp. 344 – 349, 2019.
Teena Toms and Hepsiba. D, “Comparison of PID Controller with a Sliding Mode Controller for a Coupled Tank System”, International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), Vol. 3, Issue. 2, pp. 151 – 154, 2014.
Miral Changela1, Ankit Kumar, “Designing a Controller for Two Tank Interacting System”, International Journal of Science and Research (IJSR), Vol. 4, Issue 5, pp. 589 – 593, 2015.
V.R. Ravi, M. Monica, S. Amuthameena, S.K. Divya, S. Jayashree and J. Varshini, “Sliding mode controller for two conical tank interacting level system”, Applied Mechanics and Materials, Vol. 573, pp. 273-278, 2014, DOI:10.4028/www.scientific.net/AMM.573.273. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.573.273
Mostafa A. Fellani, Aboubaker M. Gabaj, “PID Controller Design for Two Tanks Liquid Level Control System using Matlab”, International Journal of Electrical and Computer Engineering (IJECE), Vol. 5, No. 3, pp. 436 – 442, 2015, DOI:10.11591/ijece.v5i3.pp436-442. DOI: https://doi.org/10.11591/ijece.v5i3.pp436-442
Fayiz Abu Khadra and Jaber Abu Qudeiri, “Second Order Sliding Mode Control of the Coupled Tanks System”, Mathematical Problems in Engineering, Volume 2015, pp. 1 – 10, 2015, DOI:10.1155/2015/167852. DOI: https://doi.org/10.1155/2015/167852
Jinkun Liu and Xinhua Wang, “Advanced Sliding Mode Control for Mechanical Systems”, Springer, 2012.
Zhuang Kai-yu, Su Hong-ye, Zhang Ke-qin and Chu Jian, “Adaptive terminal sliding mode control for high-order nonlinear dynamic systems”, Journal of Zhejiang University Science, Vol.4, No.1, pp. 58 – 63, 2003, DOI: 10.1631/jzus.2003.0058. DOI: https://doi.org/10.1631/jzus.2003.0058
Yaogang Ding, Chongxin Liu, Shengmin Lu and Ziwei Zhu, “Hyperbolic Sliding Mode Trajectory Tracking Control of Mobile Robot”, Advances in Engineering Research, Volume 127, pp. 234 – 238, 2018, DOI:10.2991/eame-18.2018.49. DOI: https://doi.org/10.2991/eame-18.2018.49
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Số
Chuyên mục
Categories
Giấy phép
Bản quyền (c) 2022 Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ Thuật - ĐH SPKT TP.HCM
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
