Điều khiển trượt bền vững thích nghi với hàm trơn cho hệ thống trực thăng hai bậc tự do
DOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.107.2025.24-31Từ khóa:
Trực thăng hai bậc tự do; Hệ thống phi tuyến; Điều khiển trượt bền vững thích nghi; Hàm trơn; Tham số bất định; Nhiễu ngoài biến thiên theo thời gian.Tóm tắt
Bài báo xem xét vấn đề phát triển hệ thống điều khiển bám cho trực thăng hai bậc tự do trong điều kiện bất định tham số và nhiễu ngoài biến thiên theo thời gian. Mô hình toán học phi tuyến của hệ thống trực thăng hai bậc tự do được xây dựng. Tiếp theo, bộ điều khiển trượt thông thường được tổng hợp, đồng thời tiến hành phân tích nhược điểm của nó trong trong điều kiện bất định tham số và nhiễu ngoài. Để khắc phục các nhược điểm trên của bộ điều khiển trượt thông thường, bài báo đề xuất bộ điều khiển trượt thích nghi bền vững với hàm trơn cho hệ thống trực thăng hai bậc tự do, đảm bảo sự hội tụ của các tín hiệu của hệ thống kín. Tính ổn định bền vững của bộ điều khiển được khảo sát dựa trên lý thuyết ổn định Lyapunov. Mô phỏng hệ thống với hai bộ điều khiển tổng hợp trong bài báo được tiến hành trên MATLAB/Simulink. Kết quả mô phỏng so sánh cho thấy bộ điều khiển bền vững thích nghi đề xuất trong bài báo hiệu quả hơn bộ điều khiển trượt phi tuyến thông thường và hoàn toàn đáp ứng được các yêu cầu điều khiển đặt ra.
Tài liệu tham khảo
[1]. He, Y., J. Han, “Acceleration-feedback-enhanced robust control of an unmanned helicopter,” Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 33, No. 4, pp. 1236–1250, (2010). doi:10.2514/1.45659
[2]. Nguyen Minh Tam and Dong Van Huong, “Design of adaptive tracking controller fuzzy–neural network for 2-DOF helicopter system,” Journal of Science and Transport Technology, no. 19, pp. 9–12, (2016). ISSN 1859-4263. (in Vietnamese).
[3]. Dang Tien Trung, Nguyen Duc Viet, Tran Xuan Tinh, and Le Ngoc Giang, “Research on integrated guidance and control for unmanned helicopter,” EPU Journal of Science and Technology for Energy, no. 24, pp. 37–43, (2021). ISSN 1859-4557 (in Vietnamese).
[4]. Nguyen Truong Phi and Dang Xuan Kien, “Design and analysis of two degrees of freedom helicopter model based on robust H∞ control synthesis method,” Journal of Marine Science and Technology, no. 47, pp. 32–36, (2016) (in Vietnamese).
[5]. Chiem, N. X., and L. T. Thang, “Synthesis of an Orbit Tracking Controller for a 2-DOF Helicopter based on Sequential Manifolds with Stabilization Time in the Presence of Disturbances,” Engineering, Technology & Applied Science Research, vol. 14, no. 4, pp. 15083–15089, (2024). doi:10.48084/etasr.7512
[6]. Bi, H., J. Zhang, X. Wang, et al., “Neural Network-based Adaptive Finite-time Control for 2-DOF Helicopter Systems with Prescribed Performance and Input Saturation,” Journal of Intelligent & Robotic Systems, vol. 110, p. 132, (2024). https://doi.org/10.1007/s10846-024-02165-5
[7]. Zhao, Zhijia, Jiale Wu, Zhijie Liu, Wei He, and C. L. Philip Chen, “Adaptive neural network control of a 2-DOF helicopter system considering input constraints and global prescribed performance,” Science China Information Sciences, vol. 67, no. 7, (2024).
[8]. Lan, X., W. Yang, J. Zhang, Z. Zhao, G. Ma, and Z. Li, “Sliding mode control of a 2-DOF helicopter system with adaptive input compensation,” 2021 8th International Conference on Information, Cybernetics, and Computational Social Systems (ICCSS), pp. 200–204, Beijing, China, (2021). doi:10.1109/ICCSS53909.2021.9722015
[9]. Li Ruobing, Lei Changyi, Shi Baiyang, Zhu Quanmin, and Yue Xicai, “Adaptive sliding mode attitude control of 2-degrees-of-freedom helicopter system with actuator saturation and disturbances,” Journal of Vibration and Control, vol. 30, no. 19–20, pp. 4572–4590, (2023). doi:10.1177/10775463231212530
[10]. Lambert, P., and M. Reyhanoglu, “Observer-Based Sliding Mode Control of a 2-DOF Helicopter System,” IECON 2018 – 44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Washington, DC, USA, pp. 2596–2600, (2018). doi:10.1109/IECON.2018.8592714
[11]. Utkin, V., J. Guldner, and J. Shi, “Sliding Mode Control in Electro-Mechanical Systems (2nd ed.)”. CRC Press, Boca Raton, (2009).
[12]. Polycarpou, M. M., and P. A. Ioannou, “A Robust Adaptive Nonlinear Control Design,” American Control Conference, San Francisco, CA, USA, pp. 1365–1369, (1993). doi:10.23919/ACC.1993.4793094
