Second order sliding mode control systems

Abstract

V ÖZET istenilen sistem davranışını elde etmek için ani değişim ler gösteren bir denetim girdisi kullanma zorunluluğu, kayma kipli denetim kuramında bir sorun olagelmiştir. Bu tezde, izlemedeki doğrulukla denetim girdisinin düzlüğü arasındaki ödünleşim sorunu na bir çözüm olarak öne sürülen ikinci dereceden kayma kipi yakla şımı ele alınmıştır. Birinci ve ikinci dereceden kayma kip li denetim yordamları doğrusal olmayan bir sistemin benzetimi aracılığıyla incelenmiş tir. Birinci dereceden yordamın uygulanmasıyla ortaya çıkan ödün leşim gözlenmiştir. İkinci dereceden yordamın sunduğu parametrele rin sistem davranışı üzerindeki etkileri incelenmiş ve tasarım i çin uygulayım kuralları elde edilmiştir. Ayrıca, iki yöntemin bir karşılaştırılması yapılmıştır. Her iki yordam bir robot kolu modeli üzerine uygulanmış ve ikinci dereceden kayma kipi yaklaşı mının ödünleşimi gidermek imkanını sunduğu gösterilmiştir. Son olarak, ayrık zamanlı kayma kipi sistemleri ele alın mış ve ikinci dereceden kayma kipi koşulunun ayrık zaman alanına bir uyarlanması gerçekleştirilmiştir. Bu yeni yaklaşımın denetim girdisindeki ani değişimleri azalttığı gösterilmiştir.

IV ABSTRACT The high amount of control activity required in obtaining the desirable system performance has remained as a problem in. sliding mode control theory. In this thesis, the second-order sliding mode approach which is proposed as a solution to the trade-off between the tracking accuracy and smoothness of the control is considered. The first and second order sliding mode strategies are studied throughout the simulations of a non-linear system. The trade-off resulting from the first-order strategy is observed. The effects of the parameters offered by the second order methodology on system performance is studied and rules of thumb for the design are obtained. Moreover, a comparison of the two methodologies is made. The two strategies are further applied on a model of a robotic arm and it is shown that the second-order sliding mode approach gives the chance to alleviate the trade-off. Finally, discrete time sliding mode systems are considered and an adaptation of the second-order sliding mode condition to discrete domain is made. It is shown that this new approach results in chatter elimination.