Sterowanie ślizgowe w układzie połączonych zbiorników

W pracy przedstawiony został układ regulacji poziomu wody wykorzystujący sterowanie ślizgowe. Zaprezentowany algorytm sterowania ślizgowego opiera się na nieliniowej powierzchni ślizgania pierwszego rzędu. Niedogodnością sterowania ślizgowego są efekty częstych przełączeń sygnału sterowania, co niekorzystnie wpływa na trwałość i pracę urządzenia wykonawczego, w tym przypadku pompy. W celu usunięcia tej niedogodności w regulatorze ślizgowym, zamiast funkcji przekaźnikowej została zastosowana funkcja ograniczająca, wprowadzająca warstwę graniczną na powierzchni ślizgowej, co powoduje zlikwidowanie oscylacji (chatteringu). Na działanie algorytmu sterowania ślizgowego bardzo niekorzystnie wpływają również szumy pomiarowe, które usunięte zostały poprzez zastosowanie rozszerzonego filtru Kalmana. Ocena jakości pracy zaprojektowanego regulatora ślizgowego przeprowadzona została w oparciu o badania symulacyjne. Uzyskaną jakość pracy zaprojektowanego regulatora ślizgowego porównano z układem równoważnym zawierającym regulator liniowy PID.

The paper presents a system to control water level using sliding mode. The presented sliding mode control algorithm is based on a non-linear sliding surface of the first order. The drawback of sliding mode control are effects of frequent switching of control signal, what adversely affects the stability and the operation of the actuator, in this case the pump. In order to remove this drawback in the slide control instead of the relay function, the limiting function was applied, introducing a constraining layer on the slide surface, thereby causing chattering. The behavior of the sliding mode control algorithm is very adversely affected by the measurement noises, which were removed using the extended Kalman filter. Evaluation of the work quality of designed sliding mode control was carried out based on the simulation test. Obtained work quality of the designed sliding mode control was compared with the equivalent system containing linear PID controller.