Ramp metering is one of the most efficient and widely used control methods for an intelligent transportation management system on a freeway. Its objective is to control and upgrade freeway traffic by regulating the number of vehicles entering the freeway entrance ramp, in such a way that not only the alleviation of the congestion but also the smoothing of the traffic flow around the desired density level can be achieved for the maintenance of the maximum mainline throughput. When the cycle of the signal detection is larger than that of the system process, the density tracking problem needs to be considered in the form of the discrete-time system. Therefore, a discrete-time sliding mode control method is proposed for the ramp metering problem in the presence of both input constraint in the on-ramp and exogenous disturbance in the off-ramp considering the random behavior of the driver. Simulations were performed using a validated second-order macroscopic traffic flow model in Matlab environment and the simulation results indicate that proposed control method can achieve better performance than previously well-known ALINEA strategy in the sense that mainstream flow throughput is maximized and congestion is alleviated even in the presence of input constraint and exogenous disturbance.
This paper deals with the design of robust DSMC (Discrete-Time Sliding Mode Control) scheme in order to overcome system uncertainty in steering system with mechanically joined structure. The proposed control scheme is one of robust control schemes based on system dynamics. Therefore, system dynamics required is not obtained from physical law but SCM (Signal Compression Method) through experiment in order to avoid complicate mathematical development and save time. However, SCM has a shortcoming that is the limitation of with $2^{nd}$ order linear model which does not include the dynamic of high-frequency band. Thus, considering system uncertainty, DSMC is designed. In addition, to reduce the chattering problem of DSMC, DSMC is derived from the reaching law and the Lyapunov stability condition. It is found that the proposed control scheme has robustness in spite of the perturbation of system uncertainty through computer simulation.
Kim, Jinsu;Son, Sung-Han;Byungsun Cho;Park, Kang-Bak;Teruo Tsuji;Tsuyoshi Hanamoto
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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제어로봇시스템학회 2002년도 ICCAS
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pp.75.2-75
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2002
$\textbullet$ Sliding mode controller using new discrete reaching laws $\textbullet$ Time-delay control $\textbullet$ Global Uniform Ultimate Bounedness
This paper evaluates the closed loop performance of the reaching law based discrete sliding mode controller with multisensor data fusion (MSDF) in real time, by controlling the first two vibrating modes of a piezo actuated structure. The vibration is measured using two homogeneous piezo sensors. The states estimated from sensors output are fused. Four fusion algorithms are considered, whose output is used to control the structural vibration. The controller is designed using a model identified through linear Recursive Least Square (RLS) method, based on ARX model. Improved vibration suppression is achieved with fused data as compared to single sensor. The experimental evaluation of the closed loop performance of sliding mode controller with data fusion applied to piezo actuated structure is the contribution in this work.
In this paper, a novel sliding surface is proposed by defining a novel virtual state. This sliding surface has nominal dynamics of an original system and makes it possible that the Discrete-Time Sliding Mode Control(DSMC) technique is used with the various types of controllers. Its design Is based on the augmented system whose dynamics have a higher order than that of the original system. The reaching phase is removed by using an initial virtual state which makes the initial sliding function equal to zero.
Almost all of control schemes proposed so far have been designed in the continuous-time domain theoretically. Actual systems, however, have been implemented in the discrete-time domain since Micro Control Unit(MCU) and/or microprocessors have been used for the controllers. Thus, the overall system turned to be a sampled-data system, and generally speaking, the ultimate error cannot converge to zero in the actual system even though the proposed control algorithm showed the asymptotic stability in the continuous-time domain. In this paper, therefore, the ultimate error bound of a sampled data system with a short sampling period has been investigated. The ultimate error is shown to be related in the sampling period.
The benefit of data fusion in improving the performance of Higher Order Sliding Mode (HOSM) observer is brought out in this paper. This improvement in the performance of HOSM observer, resulted in the improvement of active vibration control of a piezo actuated structure, when controlled by a Discrete Sliding Mode Controller (DSMC). The structure is embedded with two piezo sensors for measuring the first two vibrating modes. The fused output of sensors is applied to the HOSM observer for generating state estimates, these states generated are applied to the DSMC, designed for the fourth order linear time invariant model of the structure. In the simulation study, the structure is excited at the first and second mode resonance. It is found that better vibration suppression is obtained, when the states generated by the fused output of sensors is applied as controller input, than the vibration suppression obtained by applying the states generated by using individual sensor output. The closed loop performance of DSMC obtained with HOSM observer is compared with the closed loop performance obtained with the conventional observer. Results obtained shows that better vibration suppression is obtained when the states generated by HOSM observer is applied as controller input.
제어로봇시스템학회 1994년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 9th (KACC) ; Taejeon, Korea; 17-20 Oct. 1994
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pp.267-270
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1994
To increase the robustness of tile feedforward tracking control system, a new discrete time sliding function has been defined and utilized for the formulation of control law, In adaptive case the robustness is achieved by using both a normalized gradient algorithm with deadzone and a sliding function-based nonlinear feedback, while in nonadaptive case by using only a sliding function-based nonlinear feedback.
This paper deals with the issue of position tracking control of a clamp-cylinder for injection moulding machine with electric-hydrostatic drives. A fixed displacement pump is utilized in combination with AC motor in order to directly control a clamp-cylinder. A clamp-cylinder may be required to operate under a variety of operating conditions. Therefore, robust control performance is important in position tracking control applications. In order to accommodate mismatches between the real plant and the model used for controller design, discrete-time sliding mode control is developed by combining a velocity feedforward loop. From tracking control experiments, it is shown that significant reduction in position tracking error is achieved through the use of sliding mode control.
This paper presents an algorithm for the precision motion control based on the dynamic characteristics of piezoelectric actuators in the inchworm. The dynamic characteristics are identified by the frequency domain modeling technique using the experimental data. For the motion control, the hysteresis behavior is compensated by the inverse hysteresis model. The dynamic stiffness of an inchworm is generally low compared to its driving condition, so mechanical vibration may degenerate the motion accuracy of the inchworm. The Sliding mode controller and the Kalman filter are designed for motion control of the inch-worm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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