طراحي كنترل كننده مد لغزشي ـ تطبيقي براي سيستم كروز كنترل در قطارهاي پرسرعت

Adaptive Sliding Mode Controller Design for Cruise Control of High Speed Trains

در اين مقاله كاربرد كنترل مد لغزشی برای سيستم كروز كنترل قطارهای پرسرعت در حضور عدم قطعيت های پارامتری و اغتشاشات خارجی مطالعه شده است. در ابتدا، يك قانون فيدبك حالت مد لغزشی طراحی شده تا خطای رديابی  را به يك مجموعه مثبت ناوردای به اندازه دلخواه محدود كه شامل مبدأ است، سوق دهد. نشان داده شده است كه تحت شرايط مناسب، می توان به طور هم زمان به رديابی و دفع اغتشاش دست يافت. سپس با هدف مقاوم سازی كنترل كننده در برابر نامعينی های با حد بالای نامعلوم، يك مكانيزم تطبيقی برای تنظيم بهره های كليدزنی ارائه شده است. به منظور كاهش زيگزاگ در سيگنال كنترلی، تغييری در قانون كنترل ايجاد شده است كه توانايی دست يابی به رديابی خروجی را با سيگنال كنترلی نرم تر دارا می باشد. طراحی ارائه شده برای دو نوع قطار انجام شده و از طريق پياده سازی های عددی با هم ديگر مقايسه می شوند.

This paper studies application of sliding mode control for cruise control of high speed trains in the presence of parametric uncertainties and external disturbances. First, a state feedback sliding mode control law is designed to drive the tracking error to a positively invariant set which is arbitrarily bounded and contains the origin. It is shown that under suitable conditions, command tracking and disturbance rejection could be achieved simultaneously. Then, an adaptive mechanism is derived for switching gains to make the controller robust against perturbations with unknown upper bounds. In order to reduce chattering, a modified controller is proposed; achieving output tracking, but with smooth control effort. The design is performed for both Distributed Driving (DD) and Push-Pull Deriving (PPD) trains. Both designs are compared through numerical simulations.