طراحی کنترل کننده ی مدلغزشی نهایی مرتبه بالا برای کنترل و همگام سازی یک سیستم آشوب چرخ دنده

با توجه به کاربردهای بسیار زیاد چرخدنده ها در سیستم‎های مکاترونیکی، روباتها، سیستم‎های انتقال قدرت مکانیکی و مدلسازی و پاسخ دینامیکی و کنترل آن همواره مورد توجه مهندسان بوده است. حرکات آشوبناک و یا غیرخطی در سیستم‎های چرخ دنده غیرخطی به صورت گسترده ای دیده می شود. حرکات آشوبناک همانند رفتار غیر معمول و غیر قابل پیش بینی به صورت یک پدیده غیر ترجیحی در ارتعاشات یک سیستم چرخ دنده مد نظر قرار گرفته شده اند. برای طراحی و توسعه یک سیستم انتقال توان چرخ دنده ای بهینه، مهم است که این پدیده ها کنترل شده و از بین بروند. با پیشرفت دانش بشر، متوجه رفتارهای آشوب گونه چرخدنده ها شدند و روش های کنترل متنوعی برای آن ها ارائه شد. در این مقاله، به منظور کنترل پدیده آشوب در کلاسی از سیستمهای آشوبناک مرتبه دو و متغیر با زمان در حضور نامعینی و اغتشاش خارجی، به نام کنترل آشوب چرخدنده روش های متفاوتی ارائه شده است. ابتدا روش مد لغزشی نهایی در حضور نامعینی و اغتشاش برای این سیستم طراحی میشود و پایداری این روش به کمک تابع به اثبات خواهد رسید. این روش به علت داشتن سطح لغزش نمایی نسبت به روش مد لغزشی سرعت پاسخ بالاتری دارد و همچنین نسبت به نامعینی و اغتشاش خارجی مقاوم است. اما دارای چترینگ و نوسان زیادی است که از عیوب این روش به شمار می رود. برای رفع مشکل چترینگ، از کنترل کننده ی مرتبه بالا مدلغزشی استفاده شده است. ترکیب کنترل کننده ی مرتبه بالا مدلغزشی و کنترل کننده ی مدلغزشی نهایی علاوه بر کم کردن خطا، افزایش سرعت و مقاوم بودن نسبت به اغتشاش و نامعینی، موجب کاهش چترینگ نیز می شود. طبق اثبات های انجام شده در گذشته، این روش قادر به پایدارسازی سیستم در حضور نامعینی و اغتشاش با سرعتی بالا و بدون چترینگ میباشد. در انتهای کار، کنترل کننده ی پیشنهادی با برخی از کنترل کننده های کلاسیک مقایسه می شود.

کلیدواژه ها:

آشوب ، همزمان سازی ، چرخدنده آشوبناک ، کنترل مدلغزشی نهایی ، کنترل مدلغزشی مرتبه دو