طراحی و پیاده سازی کنترل کننده پسگام مبتنی بر رویتگر توسعه‌یافته زمان گسسته برای سرومکانیزم دو درجه آزادی

سرومکانیزم دو درجه آزادی کاربردهای فراوانی از جمله در جستجوگرهای طوقه دار دارد. این مکانیزم ها برای عملکرد صحیح نیاز به کنترل حلقه بسته دارند. در این مقاله، کنترل کننده ترکیبی پسگام چند ورودی-چند خروجی مبتنی بر رویتگر برای یک سروومکانیزم دو درجه آزادی طراحی گردیده است. از آن جایی که در مدل ارائه شده در این مقاله نامعینی هایی نظیر اغتشاشات وارد شده بر مکانیزم در نظر گرفته شده است، بنابراین از یک رویتگر توسعه یافته برای تخمین اغتشاش به منظور بهبود عملکرد کنترل کننده استفاده گردیده است. هم چنین با توجه به غیرخطی و دو ورودی-دو خروجی بودن دینامیک این جستجوگرها، استفاده از روش های ترکیبی کنترل چندمتغیره غیرخطی برای کنترل زاویه در این مکانیزم ها منجر به افزایش کارایی خواهد شد. برای این منظور ابتدا در گام اول ورودی های کنترل کمکی غیرخطی تعیین می شوند. سپس در گام دوم بردار ورودی کنترل غیرخطی با استفاده از روش فیدبک خطی ساز چند ورودی – چند خروجی تعیین می شود. در این گام از رویتگر زمان گسسته برای تخمین اغتشاش استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که رویتگر پیشنهادی با دقت مناسبی اغتشاش را تخمین زده و در اختیار کنترل کننده قرار می دهد. کنترل کننده طراحی شده با استفاده از این اطلاعات قادر به کنترل زوایای طوقه ها می باشد. هم چنین، نتایج پیاده سازی کنترل کننده طراحی شده در آزمون پردازنده در حلقه ارائه شده است.

design and implementation of discrete time observer based backstepping controller for a 2dof servomechanism

the two degrees of freedom servomechanism has many applications, including in gimbaled seekers. these mechanisms require closed-loop control to perform properly. in this paper, an observer-based multi-input-multi-output hybrid controller is designed for a two-degree-of-freedom servomechanism. since in the model presented in this paper, disturbances on the mechanism are considered, so an extended state observer to estimate disturbance term to improve the controller performance. also, due to the nonlinearity and two input- two output dynamics of these mechanisms, the use of combined nonlinear multivariate control methods to control the angle in these mechanisms will increase efficiency. for this purpose, nonlinear auxiliary control inputs are first determined in the first step. then, in the second step, the nonlinear control input vector is determined using the multi-input-multi-output linear feedback method. in this step, a discrete time observer is used to estimate the uncertainty. the simulation results show that the proposed observer accurately estimates the disturbance and provides it to the controller. the controller designed using this information is able to control the output angles. also, the results of the controller implementation designed in the processor in the loop test are presented.