Optimal sliding mode control of an electrohydraulic servomechanism

Abstract

In this paper sliding mode control with acceleration constraint is proposed to achieve robustness and optimal performance of electrohydraulic servomechanism. The main feature of the proposed control is application of a time-varying switching plane. Initially, the plane passes through the system representative point in the error state space and then it moves with a constant velocity to the origin of the space. Having reached the origin the plane stops moving and remains fixed. The plane parameters (determining angles of inclination and the velocity of its motion) are selected to ensure the minimum integral absolute error without violating acceleration constraints. The simulation results show, that the proposed control ensures accuracy, and robust performance.

W artykule przedstawiono ślizgowe sterowanie elektrohydraulicznym serwomechanizmem pozycyjnym, który został zamodelowany jako nieliniowy i niestacjonarny obiekt dynamiczny trzeciego rzędu. Zaproponowane sterowanie wykorzystuje ruchomą płaszczyznę przełączeń o stałym nachyleniu. Płaszczyzna przemieszcza się ruchem jednostajnym (ze stałą prędkością) ze swojego pierwotnego położenia określonego przez wartość uchybu regulacji w chwili rozpoczęcia procesu regulacji do początku układu współrzędnych w przestrzeni stanu. Parametry płaszczyzny zostały wyznaczone tak, aby zapewnić minimalizację całki modułu uchybu regulacji, przy uwzględnieniu ograniczenia przyśpieszenia elementu wykonawczego. Badania symulacyjne wykazały, że zastosowane sterowanie zapewnia pożądaną dokładność oraz niewrażliwość na zewnętrzny moment oporowy od początku trwania procesu regulacji.