DOI QR코드

DOI QR Code

A Design of Integral Sliding Mode Suspension Controller to Reject the Disturbance Force Acting on the Suspension System in the Magnetically Levitated Train System

자기부상 열차 시스템에서 추진 장치에서 발생하는 부상 간섭력의 영향을 제거하기 위한 적분형 Sliding Mode 부상 제어기 설계

  • Published : 2007.12.30

Abstract

In this paper we deal with a design of integral sliding mode controller to reject the disturbance force acting on the suspension system in the magnetically levitated system which is propelled by the linear induction motor. The control scheme comprises an integral controller which is designed for achieving zero steady-state error under step disturbances, and a sliding mode controller which is designed for enhancing robustness under plant uncertainties. A proper continuous design signal is introduced to overcome the chattering problem. The disturbance force produced by the linear motor is formularized by using a curve fitting of the experimental raw data. Computer simulations show the effectiveness of the designed integral sliding mode controller to reject the disturbance force.

이 논문에서는 선형 유도 모터로 추진되는 자기부상 열차 시스템에서 열차의 속도에 따라서 추진 시스템으로부터 발생하는 간섭력의 부상 시스템에 대한 영향을 최소화하기 위한 적분형 sliding mode 부상제어기의 설계에 대해서 다룬다. 제어기 구조는 적분형 제어기와 sliding mode 제어기로 구성된다. 적분형 제어기는 정적 외란에 대해서 정상상태 오차가 영에 도달하는 것을 보장하고 sliding mode 제어기는 수학적 모델이 본질적으로 갖고 있는 불확실성에 대한 강건성을 보장 한다 sliding mode 제어기의 chattering 문제를 해결하기 위해서 연속 함수를 도입한다. 선형 유도모터에 의한 간섭력은 실험 데이터의 curve fitting에 의한 수학적 모델링을 통하여 수식화 한다. 컴퓨터 모의시험을 통해서 설계돈 적분형 sliding mode 제어기의 효율성을 보인다.

Keywords

References

  1. The Magnetically Levitation Technical Committee of The Institute of Electrical Engineers of Japan, 1993, 'Magnetic Suspension Technology: Magnetic Levitation System and Magnetic Bearings', CORONA PUBLISHING CO
  2. Nonami, K, Fan, Q., Ueyama, H., 1998, 'Unbalance Vibration Control of Magnetic Bearing Systems Using Adaptive Algorithm with Disturbance Frequency Estimation', 6th ISMB
  3. Lee, J.-H., Kang, M.-S., Chung, Y.-W., Lee, J. -S., Lee, K.-S., 2000, 'Displacement Sensorless Control of Magnetic Bearing System Using Current and Magnetic Flux Feedback', The Transactions of the Korea Institute of Electrical Engineers D, Vol. 49D, No.7, pp. 339-345
  4. Lee, J.-H., Allaire, P. E., Tao, G., Zhang, X., 2003, 'Integral Sliding Mode Control of a Magnetically Suspended Balance Beam: Analysis , Simulation and Experimentation', IEEE Trans. On Mechatronics, Vol. 6, No.3, pp.338-346
  5. Fang, Y., Feemster, M., Dawson, D., 2003, 'Nonlinear Disturbance Rejection for Magnetic Levitation Systems', Proceedings of the 2003 IEEE International Symposium on Intelligent Control, Huston, Texas
  6. Lee, J.-H., Allaire, P. E., Tao, G., Decker, J. A., Zhang, X., 2003, 'Experimental Study of Sliding Mode Control for a Benchmark Magnetic Bearing System and Artificial Heart Pump Suspension', IEEE Transactions on Control System Technology, Vol. 11, No. 1, pp.128-138 https://doi.org/10.1109/TCST.2002.806457
  7. Jeong, H.-G., 1995, 'Development of Maglev System for Urban Transit Application', Korea Institute of Machinery & Materials Final Report
  8. Lee, J.-H., Kim, J.-K, Lee, K-S., 2006, 'A Study on the Rejection of Dynamic Disturbance Force in a Magnetically Suspended System Using Flux Feedback', Transactions of the Korean Society of Noise and Vibration Engineering, Vol, 16, No,3 pp.283-290 https://doi.org/10.5050/KSNVN.2006.16.3.283