طراحی و پیاده‌سازی کنترل مود لغزشی با نیروی اصلاح‌شده برای آونگ وارون دارای اصطکاک غیرخطی

Abstract

هدف از این مطالعه، ارایة روشی برای کنترل آونگ وارون در حضور اصطکاک غیر خطی بزرگ و نامعین بین پایة متحرک آونگ و ریل هادی مستقیم آن است. کنترل آونگ وارون که در زمرة سیستم‌های مکانیکی فرو-عملگر (UMSs) است، به لحاظ نظری و تجربی با چالش‌هایی مواجه است. روش ارایه‌شده در این مقاله، مبتنی بر خطی‌سازی تقریبی از ورودی تا خروجی و اعمال روش کنترل مود لغزشی همراه با اعمال یک نیروی کنترل اضافی به پایة متحرک آونگ است تا با اصطکاک‌های زیاد و غیر خطی بین پایة متحرک آونگ و ریل مقابله کند. برای بررسی تجربی، یک آونگ وارون آزمایشگاهی با پایة متحرک بر روی یک ریل مستقیم پر اصطکاک ساخته شد تا الگوریتم کنترلی پیشنهادی روی آن پیاده‌سازی شود. ریل به گونه‌ای طراحی و ساخته‌ شده است تا اصطکاک آن متغیر، نامعین و غیر خطی باشد. در ادامه، به روش تجربی، اطلاعاتی از رفتار و کران نیروی اصطکاک متغیر ناشناختة غیر خطی به دست آمد و بر اساس مقدار متوسط آن، ورودی کنترلی حاصل از کنترل‌کنندة معمول مود لغزشی اصلاح شده است. نتایج تجربی به دست آمده، موفقیت روش پیشنهادی را در حفظ پایداری حلقه-بسته تحت شرایط چالشی ناشی از اصطکاک غیر خطی بزرگ نشان داد.