Thiết kế bộ điều khiển mờ trượt phân cấp cho một lớp các hệ thống SIMO kích thích yếu

Trong bài viết này, một bộ điều khiển mờ trượt phân cấp (HFSMC) được sử dụng để điều khiển một lớp các hệ thống SIMO kích thích yếu. Bằng cách sử dụng phương pháp điều khiển trượt phân cấp, một luật điều khiển trượt được tạo ra để làm cho mọi hệ thống con ổn định cùng một lúc.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế bộ điều khiển mờ trượt phân cấp cho một lớp các hệ thống SIMO kích thích yếuLIÊN NGÀNH ĐIỆN - ĐIỆN TỬ - TỰ ĐỘNG HÓA THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN MỜ TRƯỢT PHÂN CẤP CHO MỘT LỚP CÁC HỆ THỐNG SIMO KÍCH THÍCH YẾU DESIGNING A HIERARCHICAL FUZZY SLIDING MODE CONTROL FOR A CLASS OF SIMO UNDER-ACTUATED SYSTEMS Trần Thị Điệp1, Vũ Đức Hà1, Phan Văn Phùng1, Huang Shoudao2 E-mail: vuhadhsd@gmail.com 1 Trường Đại học Sao Đỏ, Việt Nam 2 Trường Đại học Hồ Nam, Trung Quốc Ngày nhận bài: 30/8/2017 Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 23/9/2017 Ngày chấp nhận đăng: 26/9/2017TÓM TẮTSự phát triển các thuật toán điều khiển cho các hệ thống SIMO kích thích yếu là rất quan trọng. Bộđiều khiển trượt phân cấp (FSMC) đã được sử dụng thành công để điều khiển các hệ thống SIMOkích thích yếu theo kiểu phân cấp với sử dụng điều khiển trượt. Tuy nhiên trong chương trình điềukhiển như vậy, hiện tượng dao động là bất lợi chính của nó. Trong bài báo này, một bộ điều khiển mờtrượt phân cấp (HFSMC) được sử dụng để điều khiển một lớp các hệ thống SIMO kích thích yếu.Bằng cách sử dụng phương pháp điều khiển trượt phân cấp, một luật điều khiển trượt được tạo ra đểlàm cho mọi hệ thống con ổn định cùng một lúc. Tuy nhiên, bộ điều khiển này gây ra hiện tượng daođộng quanh mặt trượt. Do đó, giải pháp được đề nghị là kết hợp giữa bộ điều khiển trượt với quy tắcđiều khiển mờ để loại bỏ hiện tượng dao động. Luật điều khiển mờ được dùng để thay thế hàm signtrong luật điều khiển trượt. Kết quả được kiểm chứng thông qua chứng minh bằng lý thuyết vàchương trình mô phỏng trên Matlab. Từ thực nghiệm cho thấy bộ điều khiển mờ trượt phân cấp cóthể điều khiển tốt cho một lớp các hệ thống kích thích yếu. Pendubot và hệ thống xe con lắc ngượcđôi là hai hệ thống kích thích yếu điển hình, được sử dụng để xác minh tính khả thi của phương phápđiều khiển nêu trên.Từ khóa: Điều khiển mờ trượt phân cấp; hệ thống kích thích yếu; hiện tượng dao động; điều khiển mờ;hệ thống SIMO.ABSTRACTThe development of the control algorithms for SIMO under-actuated systems is important. Hierarchicalsliding-mode controler (HSMC) has been successfully employed to control SIMO under-actuatedsystems in a hierarchical manner with the use of sliding mode control. However, in such a controlscheme, chattering phenomenon is its main disadvantage. In this paper, a hierarchical fuzzy sliding-mode controller (HFSMC) is employed to control a class of SIMO under-actuated systems. By usingthe hierarchical sliding control approach, a sliding control law is derived so as to make everysubsystem stabilized at the same time. However, the controller make chattering phenomenon aroundsliding surface. Therefore a proposed solution will combine the sliding mode controller with with fuzzycontrol rules for elimination of the chattering phenomenon. Fuzzy control rules is used to replace forsign function of sliding control law. The results are verified through theoretical proof and simulationsoftware of Matlab. Basing on the results, hierarchical sliding mode controller using fuzzy modelindefectibly controls a class of SIMO under-actuated system. Pendubot and series double invertedpendulum system are two typical under-actuated systems, which are used to verify the feasibility ofabove control method.Keywords: Hierarchical fuzzy sliding mode control; under-actuated systems; chattering phenomenon;fuzzy controller; SIMO system. mức độ tự do được điều khiển [1]. Có nhiều hệ1. GIỚI THIỆU thống kích thích yếu trong các ứng dụng thựcCác hệ thống kích thích yếu được đặc trưng tế như đã đề cập trong [1, 2], robot không gianbởi thực tế là chúng có ít bộ truyền động hơn bay tự do, robot dưới nước, robot đi bộ... Đôi Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190. Số 3(58).2017 13 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC khi, các thuật toán điều khiển cho các hệ thống thông số của bộ điều khiển không được tính kích thích yếu có thể được sử dụng để khôi toán giới hạn cụ thể. Bộ điều khiển ở [15 - 18] phục lại một phần các chức năng của hệ thống không thể áp dụng cho hệ thống SIMO kích bị hỏng. Bằng thuật toán điều khiển kích thích thích yếu có n hệ thống con và chưa chứng y ...