Published January 1, 2023 | Version v1
Publication Open

Control of the side brush street sweeper for various road surfaces using PID and sliding mode controllers

Creators

  • 1. Ho Chi Minh City University of Technology
  • 2. Vietnam National University Ho Chi Minh City

Description

This paper examines the side brush control technologies for a novelty semi-autonomous road sweeper design. This study proposes a side brush structure and offers a brush control solution to improve working efficiency and reduce abrasive brush. For the mechanical system using a parallelogram mechanism, the direction of movement when raising and lowering the brush is always parallel to the road surface. The modeling of the side brush mechanism shows that this is a nonlinear system. Therefore, the Sliding Mode Control(SMC) was proposed and established from the dynamics equation. The Lyapunov theorem demonstrates its stability. Besides, we also consider the proportional-integral-derivative (PID) controller to evaluate the responsiveness of the linear controller for a nonlinear system. Finally, the parameters of the controllers are optimized by a genetic algorithm to consider the response of the sliding mode control compared to the PID controller to control the road sweeper side brush with different references.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تبحث هذه الورقة في تقنيات التحكم في الفرشاة الجانبية للحصول على تصميم جديد شبه مستقل لكاسحة الطرق. تقترح هذه الدراسة بنية فرشاة جانبية وتقدم حلًا للتحكم في الفرشاة لتحسين كفاءة العمل وتقليل الفرشاة الكاشطة. بالنسبة للنظام الميكانيكي الذي يستخدم آلية متوازي الأضلاع، يكون اتجاه الحركة عند رفع الفرشاة وخفضها موازيًا دائمًا لسطح الطريق. توضح نمذجة آلية الفرشاة الجانبية أن هذا نظام غير خطي. لذلك، تم اقتراح التحكم في الوضع المنزلق (SMC) وتأسيسه من معادلة الديناميكيات. تبرهن نظرية لابونوف على استقرارها. إلى جانب ذلك، نأخذ في الاعتبار أيضًا وحدة التحكم النسبية المتكاملة المشتقة (PID) لتقييم استجابة وحدة التحكم الخطية لنظام غير خطي. أخيرًا، يتم تحسين معلمات وحدات التحكم بواسطة خوارزمية وراثية للنظر في استجابة التحكم في الوضع الانزلاقي مقارنة بوحدة التحكم PID للتحكم في فرشاة كنس الطرق الجانبية بمراجع مختلفة.

Translated Description (French)

Cet article examine les technologies de contrôle des brosses latérales pour une conception novatrice de balayeuse de route semi-autonome. Cette étude propose une structure de brosse latérale et offre une solution de contrôle de brosse pour améliorer l'efficacité de travail et réduire la brosse abrasive. Pour le système mécanique utilisant un mécanisme à parallélogramme, la direction du mouvement lors du levage et de l'abaissement de la brosse est toujours parallèle à la surface de la route. La modélisation du mécanisme de brosse latérale montre qu'il s'agit d'un système non linéaire. Par conséquent, le contrôle du mode glissant (SMC) a été proposé et établi à partir de l'équation dynamique. Le théorème de Lyapunov démontre sa stabilité. En outre, nous considérons également le contrôleur proportionnel-intégral-dérivé (PID) pour évaluer la réactivité du contrôleur linéaire pour un système non linéaire. Enfin, les paramètres des contrôleurs sont optimisés par un algorithme génétique pour considérer la réponse du contrôle en mode glissant par rapport au contrôleur PID pour contrôler la brosse latérale du balai de route avec différentes références.

Translated Description (Spanish)

Este documento examina las tecnologías de control de cepillos laterales para un novedoso diseño de barredora de carreteras semiautónoma. Este estudio propone una estructura de cepillo lateral y ofrece una solución de control de cepillo para mejorar la eficiencia de trabajo y reducir el cepillo abrasivo. Para el sistema mecánico que utiliza un mecanismo de paralelogramo, la dirección de movimiento al subir y bajar el cepillo es siempre paralela a la superficie de la carretera. El modelado del mecanismo del cepillo lateral muestra que se trata de un sistema no lineal. Por lo tanto, se propuso el Control de Modo Deslizante (SMC) y se estableció a partir de la ecuación dinámica. El teorema de Lyapunov demuestra su estabilidad. Además, también consideramos el controlador proporcional-integral-derivado (PID) para evaluar la capacidad de respuesta del controlador lineal para un sistema no lineal. Finalmente, los parámetros de los controladores se optimizan mediante un algoritmo genético para considerar la respuesta del control de modo deslizante en comparación con el controlador PID para controlar el cepillo lateral de la barredora de carreteras con diferentes referencias.

Files

1451-20922303318T.pdf.pdf

Files (1.5 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:a02056d9f1355623bbdb390abfb7e1ea
1.5 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحكم في كنس الشوارع بالفرشاة الجانبية لمختلف أسطح الطرق باستخدام وحدات التحكم في الوضع الانزلاقي والتحكم في الوضع الانزلاقي
Translated title (French)
Contrôle de la balayeuse de rue à brosse latérale pour diverses surfaces de route à l'aide de contrôleurs PID et de mode coulissant
Translated title (Spanish)
Control de la barredora de calles con cepillo lateral para varias superficies de carretera utilizando controladores PID y de modo deslizante

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4386036648
DOI
10.5937/fme2303318h

Is supplement to
https://openalex.org/W2938398585 (Other)
https://openalex.org/W2393553316 (Other)
https://openalex.org/W2392286806 (Other)
https://openalex.org/W2386160523 (Other)
https://openalex.org/W2187808779 (Other)
https://openalex.org/W2148890862 (Other)
https://openalex.org/W2118816625 (Other)
https://openalex.org/W2014708412 (Other)
https://openalex.org/W2002991661 (Other)
https://openalex.org/W1971360108 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W1583585351
  • https://openalex.org/W1771201495
  • https://openalex.org/W1966264388
  • https://openalex.org/W1980336088
  • https://openalex.org/W1982341875
  • https://openalex.org/W1998100560
  • https://openalex.org/W2006740336
  • https://openalex.org/W2012954704
  • https://openalex.org/W2030401524
  • https://openalex.org/W2053081326
  • https://openalex.org/W2071854260
  • https://openalex.org/W2084033951
  • https://openalex.org/W2288615673
  • https://openalex.org/W2762040941
  • https://openalex.org/W2888508442
  • https://openalex.org/W2980394645
  • https://openalex.org/W2999278080
  • https://openalex.org/W3045347666
  • https://openalex.org/W3111625084
  • https://openalex.org/W369056322
  • https://openalex.org/W4285296451
  • https://openalex.org/W4297923085
  • https://openalex.org/W4302435020
  • https://openalex.org/W4307927311
  • https://openalex.org/W4312352110
  • https://openalex.org/W4381789818
  • https://openalex.org/W66796341