Kiểm soát thích ứng mạnh mẽ cho một con quay hồi chuyển rung MEMS

J. Fei1, C. Batur1
1Department of Mechanical Engineering, University of Akron, Akron, USA

Tóm tắt

Bài báo này trình bày một bộ điều khiển chế độ trượt thích ứng cho con quay hồi chuyển trục z rung vi điện tử (MEMS). Bộ điều khiển chế độ trượt thích ứng đề xuất có khả năng ước lượng tốc độ góc, hệ số giảm chấn và độ cứng theo thời gian thực. Độ ổn định của hệ thống vòng kín có thể được đảm bảo với chiến lược điều khiển chế độ trượt thích ứng đề xuất. Mô phỏng số cho con quay hồi chuyển MEMS được nghiên cứu để chứng minh hiệu quả của sơ đồ điều khiển đề xuất. Kết quả cho thấy sơ đồ điều khiển chế độ trượt thích ứng đề xuất mang lại nhiều lợi thế, chẳng hạn như ước lượng tham số của con quay hồi chuyển theo thời gian thực và độ bền lớn đối với sự biến đổi tham số và nhiễu bên ngoài.

Từ khóa

#điều khiển chế độ trượt #cảm biến MEMS #con quay hồi chuyển #ước lượng thời gian thực #ổn định hệ thống

Tài liệu tham khảo

Utkin VI (1977) Variable structure systems with sliding modes. IEEE Trans Automat Contr 22:212–222 doi:10.1109/TAC.1977.1101446

Narendra KS, Annaswamy AM (1989) Stable adaptive systems. Prentice-Hall, Englewood Cliffs

Astrom KJ, Wittenmark B (1989) Adaptive Control. Addison-Wesley, USA

Lee TH, Tan KK, Lee MW (1998) A variable structure-augmented adaptive controller for a gyro mirror line of light stabilization platform. Mechatronics 8:47–64, doi:10.1016/S0957-4158(97)00050-0

Wang YP, Sinha A (1998) Adaptive sliding mode control algorithm for a microgravity isolation system. Acta astronaut 43(7–8):377–384 doi:10.1016/S0094-5765(98)00166-0

Song G, Mukherjee R (1998) A comparative study of conventional nonsmooth time-invariant and smooth time-varying robust compensator. IEEE Trans Control Syst Technol 6(4):571–576 doi:10.1109/87.701355

Sam Y, Osman JH, Ghani MR (2004) A class of proportional-integral sliding mode control with application to active suspension system. Syst Control Lett 51(3/4):217–224 doi:10.1016/j.sysconle.2003.08.007

Lin F, Chiu S, Shyu K (1998) Novel sliding mode controller for synchronous motor drive. IEEE Trans Aerosp electron Syst 34(2):532–541 doi:10.1109/7.670334

Chou C, Cheng C (2003) A decentralized model reference adaptive variable structure controller for large-scale time-varying delay systems. IEEE Trans Automat Contr 48(7):1213 – 1217 doi:10.1109/TAC.2003.814263

Batur C, Sreeramreddy T, Khasawneh Q (2005) Sliding mode control of a simulated MEMS gyroscope. Proceedings of the 2005 American Control Conference, pp. 4160–4165.

Leland RP (2003) Adaptive mode tuning for vibration gyroscopes. IEEE Trans Control Syst Technol 11(2):242–247 doi:10.1109/TCST.2003.809240

Park S, Horowitz R (2004) New adaptive mode of operation for MEMS gyroscopes. Transactions of the ASME. J Dyn Syst Meas Control 126(4):800 – 810 doi:10.1115/1.1849252

Park S (2000) Adaptive control strategies for MEMS gyroscope. Ph.D. dissertation, University of California, Berkeley

Ioannou PA, Sun J (1996) Robust adaptive control. Prentice-Hall, Upper Saddle River