en fr Sliding mode control laws for the stepper motor Lois de commande par modes glissants du moteur pas-à-pas Report as inadecuate




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1 LAGIS - Laboratoire d-Automatique, Génie Informatique et Signal

Abstract : This work presents sliding modes technics, in order to estimate parameters, to reconstructstate variables observer and-or to control a stepper motor. The aim is at realizing a robusttracking of position trajectory with a minimum of sensors. After describing the context of thestudy, the objectives, the planning and the optimization of trajectories, the experimental set-uprealized in the LAGIS is described. An identification of the parameters by several methods isthen presented. The flatness properties of the stepper motor are used. Classical control lawsare quickly developed and illustrated with some experimental results. However, they are notenough robust with respect to internal disturbances uncertainties or variations of parametersor external load torque. To deal with this problem, first and second sliding mode controllaws are then designed. Experiments are led to demonstrate the qualities and efficiencies ofthe sliding modes. A new third order sliding mode control, based on geometric homogeneitywith an additional integral sliding mode term, is introduced to decrease the chattering. Theexperimental results show a very good accuracy, a decrease of the chattering and the energyconsumption. For sensorless second and third order sliding mode control laws , second ordersliding mode observers are designed successfully.

Résumé : Ce travail présente des techniques, basées sur les modes glissants, permettant d-estimer des paramètres, de reconstruire des variables observateur et-ou de commander un moteur pas-à-pas. Le but étant de réaliser un suivi de trajectoire en position robuste avec un minimum de capteurs. Après avoir défini le contexte de l-étude, la planification et l-optimisation des trajectoires et les objectifs, le banc réalisé au LAGIS est décrit. Il est alors présenté une identification des paramètres par plusieurs méthodes. Les propriétés de platitude du moteur pas-à-pas sont utilisées. Des commandes classiques sont rapidement développées et illustrées de résultats expérimentaux. Cependant, elles ne sont pas assez de robustes vis à vis de perturbations internes incertitudes ou variations paramétriques ou externes couple de charge. Pour pallier ce problème, des lois de commande par modes glissants, d-ordre 1 et 2, sont alors utilisées. Après une description, des expérimentations sont menées qui démontrent les qualités des modes glissants. Un nouveau mode glissant d-ordre 3, basé sur l-homogénéité géométrique et un terme additionnel de type mode glissant intégral, est introduit pour diminuer la réticence. Les résultats expérimentaux montrent une très bonne précision, une diminution de la réticence et de la consommation énergétique. Pour les commandes d-ordre deux et trois, des observateurs par modes glissants d-ordre 2 sont utilisés avec succès pour se passer d-un capteur de vitesse.

en fr

Keywords : Stepper motor sliding modes higher order sliding mode integral sliding mode flatness chattering observer optimization robustness.

Mots-clés : robustesse Moteur pas-à-pas modes glissants modes glissants d-ordre supérieur mode glissant intégral platitude réticence observateur identification planification optimisation robustesse.





Author: Frédéric Nollet -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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