Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 3

Proste, odporne sterowanie położeniem serwonapędu

Simple, robust servo position control

10.15199/48.2024.03.06

nr katalogowy: 147728
10.15199/48.2024.03.06

Streszczenie

W pracy pokazano prosty regulator położenia serwonapędu, wykorzystujący tylko wiedzę o strukturze nieliniowego modelu i ograniczeniach spełnianych przez poszczególne składniki. Pożądany przebieg położenia i prędkości jest uzyskany poprzez narzucenie zmiennego w czasie ograniczenia na sygnał agregujący informację o błędzie śledzenia położenia i prędkości. Metoda pozwala na wyznaczenie maksymalnego sterowania (prądu serwonapędu) koniecznego do zrealizowania celu sterowania przy istniejących warunkach początkowych i przy wybranej trajektorii zadanej. Sterowanie jest ograniczone i polega na właściwej reakcji w przypadku, gdy trajektoria zbliża się do bariery, której kształt odpowiada za narzucone właściwości przebiegu przejściowego i quasi-ustalonego w napędzie.

Abstract

The paper presents a simple servo drive position controller, using only the knowledge about the structure of the non-linear model and the constraints fulfilled by its particular components. The desired position and velocity transient is obtained by imposing a time-varying constraint on the signal aggregating the position and velocity tracking error information. The method allows to determine the maximum control (servo drive current) necessary to achieve the control aim starting from the existing initial conditions and with the selected reference trajectory. The control is constrained and consists in the proper reaction when the trajectory approaches the barrier, the shape of which is responsible for the imposed properties of the transient and quasi-steady state in the drive.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Zhang J. H., Wang Q.-G., Sun J. T., On finite-time stability of nonautonomous nonlinear systems, International Journal of Control, 93 (2020), No. 4, 783–787
[2] Huang X., Lin W., Yang B., Global finite-time stabilization of a class of uncertain nonlinear systems, Automatica, 41 (2005), No. 5, 881–888
[3] Li S., Ahn C. K., Xiang Z., Command filter based adaptive fuzzy finite-time control for switched nonlinear systems using statedependent switching method, IEEE Transactions on Fuzzy Systems, 29 (2021), No. 4, 833–845
[4] H. Hou, X. Yu, L. Xu, K. Rsetam and Z. Cao, Finite-Time Continuous Terminal Sliding Mode Control of Servo Motor Systems, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 67 (2020), No. 7, 5647-5656
[5] Wang B., Iwasaki M., Yu J., Finite-Time Command-Filtered Backstepping Control for Dual-Motor Servo Systems With LuGre Friction, IEEE Transactions on Industrial Informatics, 19 (2023), No. 5, 6376-6386
[6] Li K., Li Y., Adaptive neural network finite-time dynamic surface control for nonlinear systems, IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, 32 (2021), No. 12, 5688– 5697
[7] Na J., Herrmann G., Zhang K., Improving transient performance of adaptive control via a modified reference model and novel adaptation, International Journal of Robust and Nonlinear Control, 27 (2017), No. 8, 1351–1372
[8] Yang J., Na J., Gao G. B., Robust model reference adaptive control for transient performance enhancement, International Journal of Robust and Nonlinear Control, 30 (2020), No. 15, 6207–6228
[9] Bechlioulis C. P., Rovithakis G. A., A low-complexity global approximation free control scheme with prescribed performance for unknown pure feedback systems, Automatica, 50 (2014), No. 4, 1217–1226
[10] Zhang J. X., Yang G. H., Robust adaptive fault-tolerant control for a class of unknown nonlinear systems, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 64 (2017), No. 1, 585–594
[11] Wang S., Nonlinear Uncertainty Estimator-Based Robust Control for PMSM Servo Mechanisms With Prescribed Performance, IEEE Transactions on Transportation Electrification, 9 (2023), No. 2, 2535-2543
[12] Ilchmann A., Ryan E. P., Townsend P., Tracking with prescribed transient behavior for nonlinear systems of known relative degree, SIAM Journal on Control and Optimization, 46 (2007), No. 1, 210–230
[13] Ilchmann A., Ryan E. P., Trenn S., Tracking control: Performance funnels and prescribed transient behavior, Systems & Control Letters, 54 (2005), No. 7, 655–670
[14] Cheng Y., Ren X., Zheng D., Li L., Non-Linear Bandwidth Extended-State-Observer Based Non-Smooth Funnel Control for Motor-Drive Servo Systems, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 69 (2022), No. 6, 6215-6224
[15] Esterhuizen W., Wang Q.-G., Control design with guaranteed transient performance: An approach with polyhedral target tubes, Automatica, 119 (2020)
[16] Esterhuizen W., Wang Q.-G., Finite-time stability and stabilization with polyhedral domains for linear systems, International Journal of Control, 93 (2020), No. 9, 2086–2094
[17] Brock S:, Sterowanie ślizgowe zapewniające zbieżność uchybu w skończonym czasie dla napędu bezpośredniego, Przegląd Elektrotechniczny, 5 (2016), 124-129
[18] Brock S:, Hybrid P–PI sliding mode position and speed controller for variable inertia drive, Przegląd Elektrotechniczny, 5 (2014), 29-34
[19] Żychlewicz M., Stanisławski R., Szrek J., Malarczyk M., Kamiński M., Rozmyty regulator stanu układu dwumasowego, Przegląd Elektrotechniczny, 3 (2023), 53-59
[20] Kabziński, J., Mosiołek, P., Jastrzębski, M. Adaptive Position Tracking with Hard Constraints—Barrier Lyapunov Functions Approach, Advanced Control of Electrical Drives and Power Electronic Converters. Studies in Systems, Decision and Control, 75 (2017), Springer
[21] Kabziński J, Mosiołek P., Adaptive, nonlinear state transformation-based control of motion in presence of hard constraints, Bulletin Of The Polish Academy Of Sciences Technical Sciences, 68 (2020), No. 5
[22] Kabziński, J.; Mosiołek, P., Observer-Based, Robust Position Tracking in Two-Mass Drive System, Energies 15 (2022)
[23] Jastrzębski M., Kabziński J., Mosiołek P., Finite-Time, Robust, and Adaptive Motion Control with State Constraints: Controller Derivation and Real Plant Experiments, Energies, 15 (2022)

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-3 , nr katalogowy 147728 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-3 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2024-3

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma