دفع اغتشاش مقاوم همراه با مشاهده گر یک مدل ون درپل ژیروسکوپ

این پژوهش به مسئله کنترل مقاوم ژیروسکوپ موجی حالت جامد (SSWG) که به عنوان یک نوسانگر ون درپل دو بعدی مدل سازی شده، پرداخت. هدف، ردیابی دقیق در حضور اغتشاشات خارجی و با اتکا بر سرعت های تخمینی است. عملکرد دو کنترل مود لغزشی (SMC) شامل مرتبه اول انتگرالی (I-SMC) و مرتبه دوم ترمینال سوپر-توئیستینگ (T-ST-SMC) با استفاده از یک مشاهده گر بهره بالا (HGO) جهت تخمین حالت های اندازه گیری نشده مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد که اگرچه روش I-SMC ردیابی را با دفع مقبول اغتشاشات بزرگ محقق ساخت، اما سیگنال کنترلی آن با چترینگ مواجه است. در مقابل، روش T-ST-SMC با تضعیف موثر چترینگ، پاسخ مطلوب تری ارائه داد که منجر به عملکرد کنترلی نرم، نرخ همگرایی خطای بالاتر و مقاومت به اغتشاش بیشتر شد. تحلیل کمی نشان داد که T-ST-SMC در مقایسه با I-SMC، دقت ردیابی را به میزان ۴۶.۵ درصد بهبود بخشیده و چترینگ سیگنال کنترلی را ۳۹ درصد کاهش داده است. یکی از مزایای برجسته T-ST-SMC، بی نیازی از تعیین پیشین حد بالای اغتشاشات است. مشاهده شد که کنترل کننده مرتبه دوم T-ST-SMC راهکار مطلوب تری جهت کنترل مقاوم این مدل ژیروسکوپ فراهم آورده است. نشان داده شد که ساختار فیدبک پیشنهادی، دفع اغتشاش را در حالت وجود مقادیر مشخص و غیرصفر کوادرچر فراهم کرده است. با توجه به اینکه صفر شدن کوادرچر منجر به نقص در طرح کنترلی می گردد، پیشنهاد می شود که در عمل، این منطق کنترلی در زمان بروز مقادیر بحرانی کوادرچر فعال شده و با نزدیک شدن آن به صفر، سیستم به یک راهبرد جایگزین جهت تضعیف آن سوییچ کند.

کلیدواژه ها:

ون درپل دو بعدی ، ژیروسکوپ موجی حالت جامد ، کنترل مود لغزشی ترمینال سوپر-توئیستینگ ، مشاهده گر بهره بالا ، دفع اغتشاش مقاوم ، حدود اغتشاش نامعین