کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8051448 1519373 2018 32 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Terminal sliding mode control with non-symmetric input saturation for vibration suppression of electrostatically actuated nanobeams in the presence of Casimir force
ترجمه فارسی عنوان
کنترل حالت کشویی ترمینال با اشباع ورودی غیر متقارن برای مهار ارتعاش نانوبل های فعال الکترواستاتیکی در حضور نیروی کازیمیر
کلمات کلیدی
تئوری گرادیان کرنش غیرخطی، کنترل حالت کشویی قوی، کنترل ترمینال کشویی مبتنی بر ناظر، اشباع ورودی غیر متقارن، نیروی کازیمیر،
ترجمه چکیده
در مقاله حاضر، یک کنترل کننده حالت کشویی قوی و یک کنترلر ردیابی حالت کشویی مبتنی بر اختلال مشاهده کننده مبتنی بر همگرایی زمانی محدود برای تثبیت یک نانوبلم عملکردی و یکنواخت پیشنهاد شده است. نانوبلوم در نظر گرفته شده براساس نظریه ی گرادیان غیرخطی و نظریه ی پرتو ائولر برنولی و تحت فشار نیروی کازیمیر مدل شده است. اعمال الکترواستاتیک در معادلات حاکم بر سیستم به عنوان مدل ورودی کنترلی در نظر گرفته می شود. رویکرد گالرکین برای کاهش معادله دیفرانسیل غیرخطی حرکتی متعارف حرکتی به یک معادله دیفرانسیل معمولی غیر خطی با ناهمخوانیهای درجه دو و مکعبی استفاده شده است. کنترل کننده حالت کشویی قوی برای تثبیت نانوبیم با پارامترهای نامشخص طراحی شده است که باعث خراب شدن می شود. علاوه بر این، یک ترمینال حالت کشویی مبتنی بر ناظر مبتنی بر مشاهدات برای تثبیت نانوحمد در حضور اختلال بار بار خارجی و اشباع ورودی ناشناخته غیر متقارن است که برای زمانی که یک محدودیت در ورودی کنترل سیستم به علت اعمال الکترواستاتیک نتایج شبیه سازی ارائه شده است و مقایسه روش های کنترل پیشنهادی برای سیستم ذکر شده و همچنین برای یک میکروسکوپ نیروی اتمی به عنوان مطالعه مورد دوم برای نشان دادن عملکرد کنترل کننده های پیشنهادی انجام شده است. در نهایت، تأیید آزمایشی با استفاده از ترمینال کشویی ترمینال پیشنهاد شده برای اثبات موقعیت دقت بالا انجام شد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مکانیک محاسباتی
پیش نمایش مقاله
کنترل حالت کشویی ترمینال با اشباع ورودی غیر متقارن برای مهار ارتعاش نانوبل های فعال الکترواستاتیکی در حضور نیروی کازیمیر
چکیده انگلیسی
In the present article, a robust sliding mode controller and a disturbance-observer-based terminal sliding mode tracking controller with finite time convergence are proposed for stabilization of a functionally graded and homogeneous nanobeam. The considered nanobeam is modeled based on the nonlocal strain gradient theory and Euler-Bernoulli beam theory and subjected to Casimir force. Electrostatic actuation is considered in the governing equations of the system as the control input modeling. The Galerkin approach is employed to reduce the governing nonlinear partial differential equation of motion to a nonlinear ordinary differential equation with quadratic and cubic nonlinearities. The robust sliding mode controller is designed for stabilization of the nanobeam with the uncertain parameters which eliminates chattering. Furthermore, a disturbance-observer-based terminal sliding mode controller is used for stabilization of the nanobeam in the presence of an external load disturbance and unknown non-symmetric input saturation which is useful for when a constraint exists in the system control input due to the electrostatic actuation. Simulation results are presented and comparisons of the suggested control techniques are accomplished for the mentioned system and also for an atomic force microscope as the second case study in order to show the performance of the proposed controllers. Finally, experimental verification has been done by using the suggested terminal sliding mode controller to prove the high precision positioning.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Applied Mathematical Modelling - Volume 60, August 2018, Pages 416-434
نویسندگان
, , , ,