Abstract
A nonlinear PI controller for a system with a mismatched and unknown external
disturbance is proposed in the present paper. A Sigmoidal function is proposed to be used
in the nonlinear integral element to attenuate the disturbance effect. Formally the controller
forces the state to a positively invariant set around the origin. As an application, the
nonlinear PI controller is used as a virtual controller for the upper subsystem in the frame of
Backstepping control approach for the DC motor system. In this Backstepping controller
design the restriction about the disturbance form in the upper system is relaxed. The results
show the effectiveness of the nonlinear PI controller to attenuate the effect of unknown and
varying disturbance torque and force the angular velocity to follow the desired reference.
Finally a reduced order observer is designed to estimate the armature current used in the
designed controller for the DC motor system.
disturbance is proposed in the present paper. A Sigmoidal function is proposed to be used
in the nonlinear integral element to attenuate the disturbance effect. Formally the controller
forces the state to a positively invariant set around the origin. As an application, the
nonlinear PI controller is used as a virtual controller for the upper subsystem in the frame of
Backstepping control approach for the DC motor system. In this Backstepping controller
design the restriction about the disturbance form in the upper system is relaxed. The results
show the effectiveness of the nonlinear PI controller to attenuate the effect of unknown and
varying disturbance torque and force the angular velocity to follow the desired reference.
Finally a reduced order observer is designed to estimate the armature current used in the
designed controller for the DC motor system.
Keywords
Backstepping
Cascade Structure.
Disturbance Attenuation
Nonlinear PI
Abstract
في هذا البحث ، تم تصميم مسيطر (تناسبي - تكاملي) لا خطي للسيطرة على نظام يتعرض لضوضاء خارجية
غير معروفة ، حيث تم تصميم (Sigmoid Function) ليتم أستعمالها كعنصر تكامل لا خطي لتخفيف وازالة تأثير
الضوضاء ، وبشكل أساسي فأن المسيطر سوف يجبر الحالة للذهاب إلى مجموعة (Positively Invariant Set)
حول نقطة الأصل. كتطبيق ، تم أستعمال المسيطر (التناسبي -التكاملي) كمسيطر وهمي للنظام الفرعي الأعلى في أطار
طريقة التراجع الخلفي (Backstepping) للسيطرة على نظام محرك التيار المستمر . في تصميم مسيطر التراجع
الخلفي التقييد بشكل الضوضاء في النظام الفرعي الأعلى قد تم تخفيفه ، النتائج أظهرت كفاءة المسيطر (التناسبي-
التكاملي اللا خطي لتخفيف وأزالة تأثير ضوضاء عزم الدوران المتغير وغير المعلوم وإجبار السرعة الدورانية لكي
تتبع السرعة المطلوبة . ختاماً تم تصميم مراقب ذو مرتبة متضائلة لكي يخمن تيار الـ (Armature) لكي يتم أستعماله
في السيطرة على نظام محرك التيار المستمر.
غير معروفة ، حيث تم تصميم (Sigmoid Function) ليتم أستعمالها كعنصر تكامل لا خطي لتخفيف وازالة تأثير
الضوضاء ، وبشكل أساسي فأن المسيطر سوف يجبر الحالة للذهاب إلى مجموعة (Positively Invariant Set)
حول نقطة الأصل. كتطبيق ، تم أستعمال المسيطر (التناسبي -التكاملي) كمسيطر وهمي للنظام الفرعي الأعلى في أطار
طريقة التراجع الخلفي (Backstepping) للسيطرة على نظام محرك التيار المستمر . في تصميم مسيطر التراجع
الخلفي التقييد بشكل الضوضاء في النظام الفرعي الأعلى قد تم تخفيفه ، النتائج أظهرت كفاءة المسيطر (التناسبي-
التكاملي اللا خطي لتخفيف وأزالة تأثير ضوضاء عزم الدوران المتغير وغير المعلوم وإجبار السرعة الدورانية لكي
تتبع السرعة المطلوبة . ختاماً تم تصميم مراقب ذو مرتبة متضائلة لكي يخمن تيار الـ (Armature) لكي يتم أستعماله
في السيطرة على نظام محرك التيار المستمر.
Keywords
التراجع الخلفي
تخفيف الضوضاء
مسيطر لاخطي
هيكل متتالي