در این مقاله، کنترل مد لغزشی ترمینال تطبیقی برای سامانه ژیروسکوپ ارتعاشی میکروالکترومکانیکی (MEMS) ارائه میشود. برای این کار در ابتدا با استفاده از روش دینامیک وارون، دینامیکهای معلوم سامانه ژیروسکوپ ارتعاشی حذف میشوند تا کران عدم قطعیتهای موجود کاهش یابد. سپس با طراحی بردار کنترل مد لغزشی ترمینال، سامانه حلقه بسته با حضور عدم قطعیتهای موجود، دارای پایداری مجانبی سراسری میگردد. در این مقاله برای جلوگیری از بروز مشکل لرزش در ورودی کنترل، تخمینگر تطبیقی ارائه میشود که تنها دارای یک قانون تطبیقی است. اثبات ریاضی نشان میدهد که سامانه حلقه بسته با کنترلکننده مد لغزشی ترمینال تطبیقی پیشنهادی و در حضور عدم قطعیتهای موجود، دارای پایداری مجانبی زمان محدود سراسری است. برای نمایش عملکرد کنترلکننده پیشنهادی و مقایسه آن با کنترلکنندههای مشابه، شبیهسازیهایی در چهار مرحله بر روی سامانه ژیروسکوپ ارتعاشی میکروالکترومکانیکی پیادهسازی میشود. نتایج شبیهسازیها، عملکرد مطلوب کنترل مد لغزشی ترمینال تطبیقی را نشان میدهند.
Barbour N. and Schmidt G. “Inertial Sensor Technology Trends”, IEEE Sensors Journal, Vol. 1, No. 4, pp. 332-339, 2001.##
Acar C. and Shkel A. “Four Degrees-of-Freedom Micromachined Gyroscope”, University of California, Irvine, 2001.##
Acar C. and Shkel A. “MEMS Vibratory Gyroscopes: Structural Approaches to Improve Robustness”, Springer Science & Business Media, 2008.##
Painter, C.C. and Shkel, A.M. “Active Structural Error Suppression in MEMS Vibratory Rate Integrating Gyroscopes”, IEEE Sensors Journal, Vol. 3, No. 5, pp. 595-606, 2003.##
Fei, J. and Zhou, J. “Robust Adaptive Control of MEMS Triaxial Gyroscope Using Fuzzy Compensator”, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part B (Cybernetics), Vol. 42, No. 6, pp. 1599-1607, 2012.##
Leland, R.P. “Adaptive control of a MEMS gyroscope using Lyapunov methods”, IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol. 14, No. 2, pp. 278-283, 2006.##
Song, Z., Li, H., and Sun, K. “Adaptive Dynamic Surface Control for MEMS Triaxial Gyroscope with Nonlinear Inputs”, Nonlinear Dynamics, Vol. 78, No. 1, pp. 173-182, 2014.##
Zareh, M. and Soheili, S. “A Modified Model Reference Adaptive Control with Application to MEMS Gyroscope”, Journal of Mechanical Science and technology, Vol. 25, No. 8, p.2061, 2011.##
Zheng, Q., Dong, L., Lee, D. H., and Gao, Z. “Active Disturbance Rejection Control for MEMS Gyroscopes”, in American Control Conference, 2008, 2008, pp. 4425-4430: IEEE.##
Fang, Y., Fei, J., Yang, Y., and Hua, M. “Adaptive Control of MEMS gyroscope Using Backstepping Approach”, in Control, Automation and Systems (ICCAS), 2014 14th International Conference on, 2014, pp. 361-366: IEEE.##
Lu, C. and Fei, J. “Backstepping control of MEMS gyroscope using adaptive neural observer”, International Journal of Machine Learning and Cybernetics, Vol. 8, No. 6, pp. 1863-1873, 2017.##
Utkin, V.I. “Sliding Modes in Control and Optimization”, Springer Science & Business Media, 2013.##
Utkin, V. “Variable Structure Systems with Sliding Modes”, IEEE Transactions on Automatic control, Vol. 22, No. 2, pp. 212-222, 1977.##
Khooban, M.H. and Soltanpour, M.R. “Swarm Optimization Tuned Fuzzy Sliding Mode Control Design for a Class of Nonlinear Systems in Presence of Uncertainties”, Journal of Intelligent & Fuzzy Systems, Vol. 24, No. 2, pp. 383-394, 2013.##
Soltanpour, M.R., Zolfaghari, B., Soltani, M., and Khooban, M.H. “Fuzzy Sliding Mode Control Design for a Class of Nonlinear Systems with Structured and Unstructured Uncertainties”, International Journal of Innovative Computing, Information and Control, Vol. 9, No. 7, pp. 2713-2726, 2013.##
Soltanpour, M.R., Khooban, M.H. and Soltani, M. “Robust Fuzzy Sliding Mode Control for Tracking the Robot Manipulator in Joint Space and in Presence of Uncertainties”, Robotica, Vol. 32, No. 3, pp. 433-446, 2014.##
Veysi, M. and Soltanpour, M.R. “Voltage-base Control of Robot Manipulator Using Adaptive Fuzzy Sliding Mode Control”, International Journal of Fuzzy Systems, Vol. 19, No. 5, pp. 1430-1443, 2017.##
Fei, J. and Yuan, Z. “Dynamic Sliding Mode Control of MEMS Gyroscope”, in Control Applications (CCA), 2013 IEEE International Conference on, 2013, pp. 437-442: IEEE.##
Batur, C., Sreeramreddy, T. and Khasawneh Q. “Sliding Mode Control of a Simulated MEMS Gyroscope”, ISA Transactions, Vol. 45, No. 1, pp. 99-108, 2006.##
Kuo, C.-L., Yau, H.-T., Lin, C.-H. and Tsui, C.-K. “Fuzzy Sliding Mode Control for a Gyroscope System”, in Mechatronics and Automation (ICMA), 2012 International Conference on, 2012, pp. 133-137 IEEE.##
Ren, J., Zhang, R., and Xu, B. “Adaptive Fuzzy Sliding Mode Control of MEMS Gyroscope with Finite Time Convergence”, Journal of Sensors, Vol. 2016, 2016.##
Liang, X., Fei, J., and Xue, Y. “Adaptive Fuzzy Control of MEMS gyroscope Using Global Fast Terminal Sliding Mode Approach”, in Control and Robotics Engineering (ICCRE), 2017 2nd International Conference on, 2017, pp. 109-112: IEEE.##
Fei, J. and Chowdhury, F. “Robust Adaptive Sliding Mode Controller for Triaxial Gyroscope”, in Decision and Control, 2009 held jointly with the 2009 28th Chinese Control Conference. CDC/CCC 2009. Proceedings of the 48th IEEE Conference on, 2009, pp. 5574-5579: IEEE.##
Fei, J. “Robust Adaptive Vibration Tracking Control for a Micro-Electro-Mechanical Systems Vibratory Gyroscope with Bound Estimation”, IET Control Theory & Applications, Vol. 4, No. 6, pp. 1019-1026, 2010.##
Wang, S. and Fei, J. “Robust Adaptive Sliding Mode Control of MEMS Gyroscope Using T–S Fuzzy Model”, Nonlinear Dynamics, Vol. 77, No. 1-2, pp. 361-371, 2014.##
Chu, Y. and Fei, J. “Adaptive Global Sliding Mode Control for MEMS Gyroscope Using RBF Neural Network”, Mathematical Problems in Engineering, Vol. 2015, 2015.##
Khalil, H.K. “Noninear Systems”, Prentice-Hall, New Jersey, Vol. 2, No. 5, pp. 5-1, 1996.##
Janardhanan, B. and Spurgeon, S. “Advances in Sliding Mode Control: Concept, Theory and Implementation”, ed: New York: Springer, 2013.##
سلطانپور, محمدرضا, & خاکی, رضا. (1398). طراحی کنترلکننده برای یک ژیروسکوپ ارتعاشی میکروالکترومکانیکی با روش مد لغزشی نهایی تطبیقی. مکانیک هوافضا, 15(3), 1-16.
MLA
محمدرضا سلطانپور; رضا خاکی. "طراحی کنترلکننده برای یک ژیروسکوپ ارتعاشی میکروالکترومکانیکی با روش مد لغزشی نهایی تطبیقی". مکانیک هوافضا, 15, 3, 1398, 1-16.
HARVARD
سلطانپور, محمدرضا, خاکی, رضا. (1398). 'طراحی کنترلکننده برای یک ژیروسکوپ ارتعاشی میکروالکترومکانیکی با روش مد لغزشی نهایی تطبیقی', مکانیک هوافضا, 15(3), pp. 1-16.
VANCOUVER
سلطانپور, محمدرضا, خاکی, رضا. طراحی کنترلکننده برای یک ژیروسکوپ ارتعاشی میکروالکترومکانیکی با روش مد لغزشی نهایی تطبیقی. مکانیک هوافضا, 1398; 15(3): 1-16.