A Nonlinear Integral Sliding Surface to Improve the Transient Response of a Force-Controlled Pneumatic Actuator With Long Transmission Lines
Notice bibliographique
Résumé
Abstract A force-controlled pneumatic actuator with long connecting tubes is a well-accepted solution to develop magnetic resonance imaging (MRI)-compatible force control applications. Such an actuator represents an uncertain, second-order, nonlinear system with input delay. The integral sliding mode control, because of guaranteed robustness against matched uncertainties throughout the system response, provides a favorable option to design a robust controller for the actuator. However, if the controller is based on a linear integral sliding surface (LISS), the response of the actuator overshoots, especially when there are large initial errors. Minimizing overshoot results in a smaller controller bandwidth and a slower system response. This paper presents a novel nonlinear integral sliding surface (NLISS) for a sliding mode controller to improve the transient response of the actuator. The proposed surface is a LISS augmented by a nonlinear function of tracking error and does not have a reaching phase when there are initial errors and even multiple steps in the desired trajectory. The surface enables the integral sliding mode controller to offer variable damping, which changes from low to high as the transient error approaches small values and vice versa. Simulation studies and experimental results show that the controller based on the proposed sliding surface successfully eliminates the overshoot without compromising the controller bandwidth, rise, and settling times. For performance evaluation, the controller parameters are tuned using the globalized and bounded Nelder–Mead (GBNM) algorithm with deterministic restarts. The study also establishes the asymptotic stability of the controller based on the proposed sliding surface using Lyapunov's stability criterion.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».