Published April 28, 2021
| Version v1
Publication
Open
An Efficient Approach for SIMO Systems using Adaptive Fuzzy Hierarchical Sliding Mode Control
- 1. Hanoi University of Industry
- 2. Hanoi University of Science and Technology
- 3. Federation University
Description
The paper addresses the problem of efficiently controlling a class of single input multiple output (SIMO) under-actuated robotic systems such as a two dimensional inverted pendulum cart or a two dimensional overhead crane. It is first proposed to employ the hierarchical sliding mode control approach to design a control law, which guarantees stability and anti-swing of the vehicle when it is driven on a predefined trajectory. More importantly, the unknown and uncertain parameters of the system caused by its actuator nonlinearity and external disturbances are adaptively estimated and inferred by the proposed fuzzy logic mechanism, which results in the efficient operation of the SIMO under-actuated system in real time. The proposed algorithm was then implemented in the synthetic environment, where the obtained results demonstrate its effectiveness.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تتناول الورقة مشكلة التحكم بكفاءة في فئة من الأنظمة الروبوتية متعددة المخرجات أحادية المدخلات (SIMO) التي يتم تشغيلها تحت التشغيل مثل عربة البندول المقلوبة ثنائية الأبعاد أو رافعة علوية ثنائية الأبعاد. يُقترح أولاً استخدام نهج التحكم في الوضع المنزلق الهرمي لتصميم قانون تحكم، والذي يضمن استقرار السيارة ومنع تأرجحها عند قيادتها على مسار محدد مسبقًا. والأهم من ذلك، يتم تقدير المعلمات غير المعروفة وغير المؤكدة للنظام الناجمة عن عدم خطية المشغل والاضطرابات الخارجية بشكل تكيفي والاستدلال عليها من خلال آلية المنطق الغامض المقترحة، مما يؤدي إلى التشغيل الفعال لنظام SIMO تحت التشغيل في الوقت الفعلي. ثم تم تنفيذ الخوارزمية المقترحة في البيئة الاصطناعية، حيث أثبتت النتائج التي تم الحصول عليها فعاليتها.Translated Description (French)
Le document aborde le problème du contrôle efficace d'une classe de systèmes robotiques sous-actionnés à entrée unique et sortie multiple (SIMO) tels qu'un chariot pendulaire inversé bidimensionnel ou un pont roulant bidimensionnel. Il est d'abord proposé d'utiliser l'approche de contrôle en mode glissant hiérarchique pour concevoir une loi de contrôle, qui garantit la stabilité et l'anti-basculement du véhicule lorsqu'il est conduit sur une trajectoire prédéfinie. Plus important encore, les paramètres inconnus et incertains du système causés par la non-linéarité de son actionneur et les perturbations externes sont estimés et déduits de manière adaptative par le mécanisme de logique floue proposé, ce qui entraîne le fonctionnement efficace du système sous-actionné SIMO en temps réel. L'algorithme proposé a ensuite été mis en œuvre dans l'environnement synthétique, où les résultats obtenus démontrent son efficacité.Translated Description (Spanish)
El documento aborda el problema de controlar de manera eficiente una clase de sistemas robóticos de entrada única y salida múltiple (SIMO) subaccionados, como un carro de péndulo invertido bidimensional o una grúa aérea bidimensional. En primer lugar, se propone emplear el enfoque de control del modo de deslizamiento jerárquico para diseñar una ley de control, que garantice la estabilidad y la antioscilación del vehículo cuando se conduce en una trayectoria predefinida. Más importante aún, los parámetros desconocidos e inciertos del sistema causados por la no linealidad de su actuador y las perturbaciones externas se estiman e infieren adaptativamente mediante el mecanismo de lógica difusa propuesto, lo que da como resultado el funcionamiento eficiente del sistema subaccionado SIMO en tiempo real. El algoritmo propuesto se implementó luego en el entorno sintético, donde los resultados obtenidos demuestran su efectividad.Files
27663297.pdf.pdf
Files
(428.2 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d319072b60de40db296df87d19a843e3
|
428.2 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نهج فعال لأنظمة سيمو باستخدام التحكم في الوضع الانزلاقي الهرمي الضبابي التكيفي
- Translated title (French)
- Une approche efficace pour les systèmes SIMO utilisant le contrôle adaptatif du mode de glissement hiérarchique flou
- Translated title (Spanish)
- Un enfoque eficiente para sistemas SIMO que utilizan control de modo deslizante jerárquico difuso adaptativo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3157297363
- DOI
- 10.1109/icarsc52212.2021.9429793
References
- https://openalex.org/W1524010227
- https://openalex.org/W1619551699
- https://openalex.org/W1647726290
- https://openalex.org/W2002876660
- https://openalex.org/W2085238338
- https://openalex.org/W2621178540
- https://openalex.org/W2920564406
- https://openalex.org/W2943295487
- https://openalex.org/W2947315999
- https://openalex.org/W2956309146
- https://openalex.org/W2970732288
- https://openalex.org/W2993874299
- https://openalex.org/W3017210588
- https://openalex.org/W3101252968