کنترل مد لغزشی ترمینال تطبیقی بدون تکینگی و مبتنی بر رویتگر اغتشاش برای کنترل سیستم ژیروسکوپ ارتعاشی میکروالکترومکانیک

در این مقاله، یک کنترل‌کننده مد لغزشی ترمینال تطبیقی بدون تکینگی مبتنی بر رویتگر اغتشاش برای فرایند تشخیص و کنترل فرایند تحریک سیستم ژیروسکوپ ارتعاشی میکروالکترومکانیک پیشنهاد می‌شود. بدین منظور در ابتدا معادلات دینامیکی سیستم ژیروسکوپ ارتعاشی بیان می‌گردد. در ادامه معادلات دینامیکی این سیستم به حوزه معادلات حالت و سپس به حوزه خطای ردگیری انتقال داده می‌شود. پس از آن ساختار دینامیکی رویتگر اغتشاش زمان محدود ارائه می‌گردد. سپس روش طراحی کنترل مد لغزشی ترمینال تطبیقی بدون تکینگی و مبتنی بر رویتگر اغتشاش زمان محدود بیان می‌شود. راهکار پیشنهادی کنترل فرایند تحریک را در حضور عدم قطعیت‌های ساختاری و غیر ساختاری موجود در معادلات دینامیکی سیستم ژیروسکوپ ارتعاشی میکروالکترومکانیکی انجام می‌دهد و فرایند تشخیص از طریق تنها یک قانون تطبیقی انجام می‌گردد. اثبات ریاضی نشان می‌دهد که سیستم حلقه بسته با کنترل پیشنهادی و در حضور عدم قطعیت‌های موجود، دارای پایداری مجانبی سراسری زمان محدود است. حضور رویتگر اغتشاش در ساختار کنترل پیشنهادی باعث می‌شود تا نقش عدم قطعیت‌های غیر ساختاری در فرایند کنترل سیستم ژیروسکوپ را تضعیف نماید و دامنه ورودی کنترل را نیز کاهش دهد. برای بررسی عملکرد کنترل پیشنهادی، شبیه‌سازی‌هایی در 3 مرحله بر روی سیستم ژیروسکوپ ارتعاشی الکترومکانیک پیاده‌سازی می‌گردد. نتایج شبیه‌سازی‌ها، عملکرد مطلوب راهکار پیشنهادی را تایید می‌نمایند.

Adaptive Nonsingular Terminal Sliding Mode Control Based On Disturbance Observer for the Microelectromechanical Vibratory Gyroscope Contro

In this paper, an adaptive nonsingular terminal sliding mode control based on disturbance observer is proposed for detection process and control of the microelectromechanical vibratory gyroscope stimulation process. For this purpose, the dynamical equations of the vibrational gyroscope system are initially expressed. In the following, the dynamical equations of this system are transmitted to the domain of statespace equations and then to the domain of tracking error. After that, the dynamic structure of the finite time disturbance observer is presented. Then, the design of the adaptive nonsingular terminal sliding mode control based on finite time disturbance observer is expressed. The proposed strategy carries out the control of the stimulation process in the presence of structured and unstructured uncertainties existing in the dynamic equations of the microelectromechanical vibrational gyroscope system, and performs the detection process through only an adaptive law. The mathematical proof shows that the closedloop system with the proposed control, and in the presence of the existing uncertainties, has the finite time global asymptotic stability. The presence of a disturbance observer in the proposed control structure will weaken the role of unstructured uncertainties in the gyroscope control process and reduce the control input amplitude. In order to evaluate the proposed control performance, simulations in 3 steps are implemented on the electromechanical vibrational gyroscope system. Simulation results confirm the desired performance of the proposed control.