Published May 1, 2022
| Version v1
Publication
Open
Time-varying disturbance observer based on regulating boundary layer thickness sliding mode control for microelectromechanical systems gyroscope
Creators
- 1. Hanoi University of Science and Technology
- 2. Hung Yen University of Technology and Education
- 3. National University of Kaohsiung
Description
This paper presents a robust control methodology for a microelectromechanical systems gyroscope, which named time-varying disturbance observer based on regulating boundary layer thickness sliding mode control First, the micro electromechanical systems gyroscope mathematical model has been analyzed. Second, time-varying disturbance observer (T-V DOBs) was constructed for observing the unwanted signals from inside and outside of the system, which is well known as disturbance and uncertainty estimation. The time-varying disturbance observer has been constructed based on the basic nonlinear disturbance observer, the estimated disturbance has been used to compensate the outside disturbance and inside uncertainty. Third, the proportional integral derivative sliding mode surface was used to construct the equivalent control, afterward the switching control value of sliding mode control was selected following the regulating boundary layer thickness by using the fuzzy logic control to construct the switching boundary thickness. The simulation results has been archived by using MATLAB software. The chattering was significant goes to zero, and disturbance was mostly rejected. The convergence condition was proved based on the Lyapunov law.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تقدم هذه الورقة منهجية تحكم قوية لجيروسكوب الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة، والذي أطلق على مراقب الاضطراب المتغير زمنيًا بناءً على تنظيم التحكم في وضع انزلاق سمك الطبقة الحدودية أولاً، تم تحليل النموذج الرياضي لجيروسكوب الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة. ثانيًا، تم إنشاء مراقب الاضطراب المتغير زمنيًا (T - V DOBs) لمراقبة الإشارات غير المرغوب فيها من داخل النظام وخارجه، وهو ما يُعرف جيدًا باسم تقدير الاضطراب وعدم اليقين. تم بناء مراقب الاضطراب المتغير زمنيًا بناءً على مراقب الاضطراب غير الخطي الأساسي، وقد تم استخدام الاضطراب المقدر لتعويض الاضطراب الخارجي وعدم اليقين الداخلي. ثالثًا، تم استخدام سطح الوضع الانزلاقي المشتق المتكامل النسبي لإنشاء عنصر تحكم مكافئ، وبعد ذلك تم اختيار قيمة التحكم في التبديل للتحكم في الوضع الانزلاقي باتباع سمك الطبقة الحدية المنظمة باستخدام عنصر التحكم المنطقي الغامض لإنشاء سمك حدود التبديل. تمت أرشفة نتائج المحاكاة باستخدام برنامج MATLAB. كانت الثرثرة كبيرة وتذهب إلى الصفر، وتم رفض الاضطراب في الغالب. تم إثبات شرط التقارب بناءً على قانون ليابونوف.Translated Description (French)
Cet article présente une méthodologie de contrôle robuste pour un gyroscope à systèmes microélectromécaniques, qui a nommé un observateur de perturbation variable dans le temps basé sur la régulation du contrôle du mode glissant de l'épaisseur de la couche limite. Tout d'abord, le modèle mathématique du gyroscope à systèmes microélectromécaniques a été analysé. Deuxièmement, un observateur de perturbation variable dans le temps (DOB T-V) a été construit pour observer les signaux indésirables de l'intérieur et de l'extérieur du système, ce qui est bien connu sous le nom d'estimation de perturbation et d'incertitude. L'observateur de perturbation variable dans le temps a été construit sur la base de l'observateur de perturbation non linéaire de base, la perturbation estimée a été utilisée pour compenser la perturbation extérieure et l'incertitude intérieure. Troisièmement, la surface de mode glissant dérivée intégrale proportionnelle a été utilisée pour construire la commande équivalente, puis la valeur de commande de commutation de la commande de mode glissant a été sélectionnée après l'épaisseur de la couche limite de régulation en utilisant la commande à logique floue pour construire l'épaisseur de la limite de commutation. Les résultats de la simulation ont été archivés à l'aide du logiciel Matlab. Le bavardage était significatif va à zéro, et la perturbation a été rejetée pour la plupart. La condition de convergence a été prouvée sur la base de la loi de Lyapunov.Translated Description (Spanish)
Este documento presenta una metodología de control robusta para un giroscopio de sistemas microelectromecánicos, que denominó observador de perturbaciones variables en el tiempo basado en la regulación del control del modo de deslizamiento del espesor de la capa límite. En primer lugar, se ha analizado el modelo matemático del giroscopio de sistemas microelectromecánicos. En segundo lugar, se construyó el observador de perturbaciones variables en el tiempo (T-V DOBs) para observar las señales no deseadas desde el interior y el exterior del sistema, lo que se conoce como estimación de perturbaciones e incertidumbre. El observador de perturbación variable en el tiempo se ha construido en función del observador de perturbación no lineal básico, la perturbación estimada se ha utilizado para compensar la perturbación externa y la incertidumbre interna. En tercer lugar, se utilizó la superficie de modo deslizante derivada integral proporcional para construir el control equivalente, luego se seleccionó el valor de control de conmutación del control de modo deslizante siguiendo el espesor de la capa límite de regulación mediante el control de lógica difusa para construir el espesor del límite de conmutación. Los resultados de la simulación se han archivado utilizando el software MATLAB. La charla fue significativa va a cero, y la perturbación fue en su mayoría rechazada. La condición de convergencia se probó con base en la ley de Lyapunov.Files
00202940221083547.pdf
Files
(15.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f93f10c0fae008f616a018a3dd3ed7a1
|
15.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مراقب الاضطراب المتغير زمنيًا استنادًا إلى تنظيم التحكم في وضع انزلاق سمك الطبقة الحدودية للأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة جيروسكوب
- Translated title (French)
- Observateur de perturbation variable dans le temps basé sur la régulation du contrôle du mode de glissement de l'épaisseur de la couche limite pour le gyroscope des systèmes microélectromécaniques
- Translated title (Spanish)
- Observador de perturbaciones variables en el tiempo basado en la regulación del control del modo deslizante del espesor de la capa límite para giroscopio de sistemas microelectromecánicos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4283452160
- DOI
- 10.1177/00202940221083547
References
- https://openalex.org/W1901275660
- https://openalex.org/W1982182342
- https://openalex.org/W1990042683
- https://openalex.org/W1990851787
- https://openalex.org/W1995868051
- https://openalex.org/W1996477659
- https://openalex.org/W2007115778
- https://openalex.org/W2061370561
- https://openalex.org/W2107122393
- https://openalex.org/W2484215240
- https://openalex.org/W2566446143
- https://openalex.org/W2615712430
- https://openalex.org/W2735338646
- https://openalex.org/W2769237756
- https://openalex.org/W2774527377
- https://openalex.org/W2790484468
- https://openalex.org/W2793691274
- https://openalex.org/W2895309741
- https://openalex.org/W2897280639
- https://openalex.org/W2939112079
- https://openalex.org/W2954511463
- https://openalex.org/W2967549032
- https://openalex.org/W2968099781
- https://openalex.org/W2979573857
- https://openalex.org/W3010851602
- https://openalex.org/W326960746