To obtain a robustness which is one of important characteristics needed in servo drive, the sliding mode control method is used as a control strategy. However, the undesired phenomenon of chattering is a serious problem. In this paper, an adaptive chattering alleviation algorithm for variable structure system control is proposed to solve this serious problem. Digital controller using the theory of chattering alleviation control is applied to the position control problem of an induction motor system. Comparisons of this algorithm with other variable structure system control algorithms indicate that the chattering can be alleviated. This controller is implemented using IBM-PC(8088 CPU) which controls current controlled PWM inverter consisted of IGBT as a switching device to drive motor.
In this paper, a chattering alleviation ISM speed controller for the sinusoidal type BIDC motor is designed. Dead Zone function is proposed to change the chattering occurring in the transient state form high frequency to low frequency and time-varying gains are applied for the control input to eliminate the steady state excessive chattering in the conventional ISM. The proposed Dead Zone function represents the sliding layer composed of two switching surfaces and if a state vector exists in this layer, the chattering don’t occur. Simulation and experimental results confirm the useful effects of the above algorithm.
Kim, Tae-Won;Kim, Min-Chan;Park, Seung-Kyu;Ahn, Ho-Gyun
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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pp.1621-1623
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2005
The input chattering in the sliding mode control (SMC) is alleviated through a low pass filter. When the low pass filter is added to the original system, the overall system including the low pass filter dynamics can not satisfy the matching condition. So the integral SMC is applied for a main controller. A sliding surfaces are designed carefully to make the overall dynamics same with the nominal control system.
슬라이딩 모드 제어방식은 가변구조 제어이론의 하나로서 불확실성을 가진 비선형 시스템에 대한 강인한 특성을 가지고 있지만 제어입력에 채터링 현상을 발생시키기 때문에 그 적용에 한계를 가지고 있다. 채터링을 제거하는 방식에는 여러 가지 방식이 있으나 본 논문에서는 특수한 비선형 함수와 퍼지시스템 이용하여 기존의 고정 경계층 이용방식에 비하여 정상상태 오타를 줄일 수 있는 개선된 채터링 제거전략을 제안한다. 제안된 제어방식에서는 퍼지시스템의 출력변수 상에 설정된 퍼지집합의 구간 범위를 조절함으로써 trade-off관계에 있는 정상상태 오타와 채터링의 크기를 적절히 조절할 수 있다. 제안된 전략의 타당성을 보이기 위해 기존의 고정 경계층 방식을 간단히 분석하고 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 이를 비 교 분석 한다.
본 논문에서는 정현파형 브러시리스 직류 전동기의 속도제어를 위해 두 개의 스위칭 라인에 의해 구성된 채터링 둔감영역을 갖는 가변구조 속도제어기를 설계한다. 슬라이딩 모드 과정중 과도상태에서 발생하는 고주파 채터링을 저주파로 한정시키기 위해 데드 존(Dead Zone) 함수의 도입을 제안하고, 정상상태에서의 채터링 감소 및 정상상태 오차를 제거하기 위해서는 제어입력에 지변이득을 적용한다. 제안된 데드 존 함수는 두 개의 스위칭 함수로 구성된 슬라이딩 영역을 표시하며 이 영역에 시스템의 상태가 존재 시 제어구조를 비례-적분 제어기로 변경하여 채터링이 발생하지 않으며 이 영역의 이탈 시만 가변구조제어를 적용하므로 채터링이 발생하게되어 과도상태의 고주파 채터링을 저주파로 감소시킬 수 있다. 설계된 속도 제어기에 대해 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 그 성능을 보인다.
In this paper, a disturbance observer with binary control is proposed to suppress the chattering of sliding mode observer in estimation of the external disturbance. Binary control has the properly of chattering alleviation in addition to advantages of the conventional sliding mode control. As a simulation result, it is confirmed that the robust and high precision position control is possible by the proposed binary observer.
본 논문에서는 고전적인 슬라이딩 모드 제어에서 단점으로 나타나는 채터링을 감소시키고 도달 시간을 줄이기 위한 적응 퍼지 슬라이딩 모드 제어기를 제안하였다. 전문가의 경험이나 직관에 주로 의존하는 제어 규칙의 획득을 쉽게 하기 위해 최대 경사법을 이용하여 슬라이딩 모드 조건이 만족되면서 채터링 현상을 줄이기 위한 제어 규칙의 결론부 파라미터를 수정하는 적응 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 고전적인 가변 구조 제어 시스템의 장점인 외란, 매개변수 변화와 불확실성에 둔감한 성질을 그대로 간직하고 있다. 제안한 알고리즘의 유용성을 보이기 위해 도립 진자 시스템에 적용한 결과 채터링 감소와 빠른 응답 특성을 얻을 수 있다.
Variable structure control (VSC) can be used for the control of power plants required stability and robustness such as elevator control. It has no overshoot and is insensitive to parameter variations and disturbances in the sliding mode where the system structure is changed with the sliding surface in the center. But in the real system, VSC has a high frequency chattering which has a bad influence upon the control system proformances. In this paper, to alleviate the high frequency chattering, a binary controller (BC) with inertial type external loop is implemented by DSP and applied to position control of brushless DC motor. Binary controller has external loop to generate the continuous control input with the flexible variation of primary loop gain. Thus it has the property of chattering alleviation in addition to advantages of the conventional variable structure control.
A VSC with Inertial COFB(Coordinate-Operator Feedback) is presented for chattering alleviation. Athought the conventional sliding mode controller has good properties of robustness for disturbances or parameter variations, fast response, and easy implementation, there exists an inevitable chattering problem which deteriorates the control performance of system. VSC using Inertial COFB has properties of bounded feedback gain, reduced chattering, and robustness for disturbances or parameter variations. The validity of the proposed method is demonstrated through computer simulation for a position control of BLDCM.
In this paper, we proposed a self tuning adaptive fuzzy sliding control algorithms using gadient descent method to reduce chattering phenomenon which is viewed in variable control system. In design of FLC, fuzzy control rules are obtained from expert's experience and intuition and it is very difficult to obtain them. We proposed an adaptive algorithm which is automatically updated by consequence part parameter of control rules in order to reduce chattering phenomenon and simultaneously to satisfy the sliding mode condition. The proposed algorithm has the characteristics which are viewed in conventional VSC, e.g. insensitivity to a class of disturbance, parameter variations and uncertainties in the sliding mode. To demonstrate its performance, the proposed control algorithm is applied to an inverted pendulum system. The results show that both alleviation of chattering and performance are achieved.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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