طراحی کنترل کننده غیرخطی به منظور پایدارسازی زمان محدود سیستم تعلیق الکترومغناطیسی

فن آوری تعلیق الکترومغناطیسی به دلیل مزایایی از قبیل عدم تماس و کاهش اصطکاک در سال های اخیر توسعه یافته است. البته تضمین کارایی در این سامانه ها نیازمند کنترل دقیق موقعیت جسم معلق است. از این رو سیستم تعلیق الکترومغناطیسی به عنوان یک فرآیند، مد نظر مهندسین کنترل قرار گرفته است. دینامیک حاکم بر سیستم های تعلیق الکترومغناطیسی غیرخطی بوده و همچنین شامل نامعینی هایی در مدل و عدم قطعیت پارامتری از جمله وزن جسم معلق می باشد. در سالهای اخیر کنترل زمان محدود برای سیستم های غیرخطی پیشنهاد شده که علاوه بر تضمین همگرایی خطا در مدت زمان محدود، مقاومت بیشتری در مقابل نامعینی های احتمالی دارد. از این رو در این مقاله از یک روش ترکیبی غیرخطی زمان محدود به منظور پایدارسازی سیستم تعلیق الکترومغناطیسی استفاده شده است. اثبات پایداری زمان محدود روش پیشنهادی مشابه با روش پسگام با استفاده از تئوری لیاپانوف انجام شده با این تفاوت که در هر گام طراحی از شرط پایداری زمان محدود استفاده گردیده است. در روش پیشنهادی رابطه ای برای محاسبه زمان همگرایی خطا وابسته به شرایط اولیه حالت ها و بهره های کنترل کننده ارایه گردیده است. کنترل کننده طراحی شده در این مقاله با روش های غیرخطی فیدبک خطی ساز، گام به عقب و مد لغزشی مقایسه گردیده و نشان داده شده است که روش پیشنهادی به ازای تلاش کنترلی کمتر قادر است در مدت زمان کوتاه تری خطای ردیابی را همگرا کند

Design of a nonlinear controller to finite time stabilization of electromagnetic suspension system

Electromagnetic suspension technology has been developed in recent years due to advantages such as no contact and reduced friction. Of course, ensuring efficiency in these systems requires precise control of the position of the suspended object. Therefore, electromagnetic suspension is considered as a process by control engineers. The dynamics of electromagnetic suspension systems is nonlinear and also include model and parametric uncertainties such as the weight of the suspended object. In this paper, a finite time nonlinear hybrid method is used to stabilize the electromagnetic suspension system. Proof of finite time stability of the proposed method is performed using Lyapunov theory and a relation for calculating the convergence time depends on the controller gains is presented. To ensure the finite time convergence of the system state and output variables, the backstepping algorithm is used and in each step, the finitetime convergence theory is used. The controller designed in this paper is compared with the backsteping method and the superiority of the proposed method in various simulations is shown.