طراحی کنترل‌کننده مقاوم برای دسته‌ای از سیستم‌های غیرخطی متغیر با زمان با رویکرد بهینگی

در این مقاله، یک کنترل کننده جدید برای پایدارسازی مجانبی دسته ای از سیستم های غیرخطی متغیر با زمان در حضور عدم قطعیت های مدل و اغتشاشات خارجی، با رویکرد بهینگی ارائه می شود. کنترل کننده پیشنهادی، دارای دو بخش نامی و مقاوم است که در طراحی هر دو بخش آن، ایده های جدیدی ارائه شده است. در قسمت اول، تابع لیاپانوف کنترلی جدیدی برای طراحی کنترل کننده نامی ارائه می شود. ساختار تابع لیاپانوف کنترلی پیشنهادی، متفاوت از نسخه های معمول تابع های لیاپانوف کنترلی است. این تابع به نحوی طراحی می شود که سطح لغزش به طور مستقیم در آن ظاهر می شود و بدین ترتیب، تلفیق بخش مقاوم (که براساس تکنیک کنترل مد لغزشی طراحی می شود) با بخش نامی را ممکن می سازد. این تلفیق، منجر به یک قانون کنترلی زیربهینه متفاوت می شود که بخش گسسته آن براساس مقدار لحظه ای سطح لغزش سوئیچ می کند و ترم های پیوسته براساس رویکرد بهینگی طراحی می شود. در انتهای مقاله نیز، به منظور تصدیق کارایی و عملکرد رویکرد پیشنهادی و تایید دستاوردهای تئوری، این کنترل کننده به یک سیستم پاندول اینرسی غیرخطی متغیر با زمان اعمال و نتایج شبیه سازی ارائه می شود.

Roust Controller Design for a Class of Nonlinear Time-Varying Systems with Optimality Approach

:In this paper, a novel controller is presented with an optimal approach for asymptotic stabilizing of a class of nonlinear timevarying systems in presence of model uncertainties and external disturbances. The proposed controller has two nominal and robust parts and there are new ideas in designing of both of them. In the first part, a new ccontrol Lyapunov function is presented for the nominal controller design. The suggested structure of the proposed control Lyapunov function is different from the common versions. This function is designed in a way that a sliding surface equation is appeared in it directly and therefore, provides the possibility of combining the robust part (which is designed based on sliding mode control technique) with nominal one. This combination leads to a different suboptimal control law where its discontinuous part switches based on the moment value of the sliding surface and the continuous terms will be designed based on the optimality approach. At the end of the paper, this controller is applied to a nonlinear timevarying inertia pendulum and the simulation results are given to confirm the performance and efficiency of proposed approach and verifying the theoretical achievements.