This paper presents a novel approach to the design of an adaptive fuzzy sliding mode controller for depth control of an autonomous underwater vehicle (AUV). So far, AUV's dynamics are highly nonlinear and the hydrodynamic coefficients of the vehicles are difficult to estimate, because of the variations of these coefficients with different operating conditions. These kinds of difficulties cause modeling inaccuracies of AUV's dynamics. Hence, we propose an adaptive fuzzy sliding mode control with novel fuzzy adaptation technique for regulating vertical positioning in presence of parametric uncertainty and disturbances. In this approach, two fuzzy approximator are employed in such a way that slope of the linear sliding surface is updated by first fuzzy approximator, to shape tracking error dynamics in the sliding regime, while second fuzzy approximator change the supports of the output fuzzy membership function in the defuzzification inference module of fuzzy sliding mode control (FSMC) algorithm. Simulation results shows that, the reaching time and tracking error in the approaching phase can be significantly reduced with chattering problem can also be eliminated. The effectiveness of proposed control strategy and its advantages are indicated in comparison with conventional sliding mode control FSMC technique.
This paper proposes a sliding mode controller with fuzzy adaptive perturbation compensator(FAPC) to get a good control performance and reduce the chatter, The proposed algorithm can reduce the chattering because the proposed fuzzy adaptive perturbation compensator compensates the perturbation terms. The compensator computes the control input for compensating unmodeled dynamic terms and disturbance by using the observer-based fuzzy adaptive network(FAN) The weighting parameters of the compensate. are updated by on-line adaptive scheme in order to minimize the estimation error and the estimation velocity error of each actuator. Therefore, the combination of sliding mode control and fuzzy adaptive network gives the robust and intelligent routine to get a good control performance. To evaluate the control performance of the proposed approach, tracking control is experimentally carried out for the hydraulic motion platform which consists of a 6-DOF parallel manipulator.
In this paper, an adaptive fuzzy sliding mode controller (AFSMC) is designed to reduce dynamic responses of seismically excited structures. In the conventional sliding mode control (SMC), direct implementation of switching-type control law leads to chattering phenomenon which may excite unmodeled high frequency dynamics and may cause vibration in control force. Attenuation of chattering and its harmful effects are done by using fuzzy controller to approximate discontinuous part of the sliding mode control law. In order to prevent time-consuming obtaining of membership functions and reduce complexity of the fuzzy rule bases, adaptive law based on Lyapunov function is designed. To demonstrate the performance of AFSMC method and to compare with that of SMC and fuzzy control, a linear three-story scaled building is investigated for numerical simulation based on the proposed method. The results indicate satisfactory performance of the proposed method superior to those of SMC and fuzzy control.
An adaptive fuzzy sliding-mode control system which combines the merits of sliding-mode control the fuzzy inference mechanism and the adaptive algorithm is proposed. A fuzzy sliding-mode controller is investigated in which a simple fuzzy inference mechamism is used to estimate the upper bound of uncertainties., The fuzzy inference mechanism with centre adaptation of membership functions is investigated to estimate the optimal bound of uncertainties.
In this study, the fuzzy approximator and sliding mode control (SMC) scheme are considered. An adaptive sliding mode control is proposed based on the SMC theory. This proposed control scheme is that a adaptive law is utilized to approximate the unknown function f by fuzzy logic system in designing the sliding mode controller for the nonlinear system. In order to reduce the approximation errors, the differences of nonlinear function and fuzzy approximator, an adaptive law is also intoduced and the stability of proposed control scheme are proven with simple adaptive law and roburst adaptive law. This proposed control scheme is applied to a single link robot arm.
Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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v.26
no.5
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pp.402-408
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2016
In this paper, a new approach to the terminal sliding mode control using adaptive fuzzy sliding surfaces is proposed. The idea behind this approach is to utilize an adaptive sliding surface, in which the slope of the surface is updated on line using a SISO fuzzy logic inference system. We expanded the concepts of terminal sliding mode controller and proposed the terminal sliding mode control input with continuous reaching laws. The computer simulation results have shown the improved performance of the proposed control approach in terms of a decrease in the reaching and settling times and chattering free as compared to the conventional terminal sliding mode control with a fixed sliding surface. The proposed controller has also an advantage that has less computational burden to the conventional terminal sliding mode control using one-directional fuzzy rules.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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v.11
no.1
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pp.12-18
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2011
This paper deals with a new adaptive fuzzy sliding mode controller and its application to an inverted pendulum. We propose a new method of adaptive fuzzy sliding mode control scheme that the fuzzy logic system is used to approximate the unknown system functions in designing the SMC of uncertain nonlinear systems. The controller's construction and its analysis involve sliding modes. The proposed controller consists of two components. Sliding mode component is employed to eliminate the effects of disturbances, while a fuzzy model component equipped with an adaptation mechanism reduces modeling uncertainties by approximating model uncertainties. To demonstrate its performance, the proposed control algorithm is applied to an inverted pendulum. The results show that both alleviation of chattering and performance are achieved.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.8
no.9
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pp.719-727
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2002
We proposed a decoupled adaptive fuzzy sliding-mode control scheme for a class of fourth-order nonlinear systems. The system is decoupled into two second-order systems such that each subsystem has a separate control target expressed in terms of sliding surface. For these sliding surfaces, we define main and sub target conditions. and, we made intermediate variables which are interconnected both surface conditions from the sub target sliding surface. Then, Two sets of fuzzy rule bases are utilized to represent the equivalent control input with unknown system functions of the main target sliding surface including intermediate variables. The membership functions of the THEN-part, which is used to construct a suitable equivalent control of sliding-mode control, are changed according to the adaptive law. With such a design scheme, we not only maintain the distribution of membership functions over state space but also reduce the computing time considerably. We apply the decoupled adaptive sliding-mode control to a nonlinear Cart-Pole system and confirms the validity of the proposed approach.
Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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v.3
no.2
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pp.117-123
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2001
To improve control performance of a non-linear system, many other reserches have used the sliding model control algorithm. The sliding mode controller is known to be robust against nonlinear and unmodeled dynamic terms. However, this algorithm raises the inherent chattering caused by excessive switching inputs around the sliding surface. Therefore, in order to solve the chattering problem and improve control performance, this study has developed the sliding mode controller with a perturbation estimator using the observer-based fuzzy adaptive network. The perturbation estimator based on the fuzzy adaptive network generates the control input of compensating unmodeled dynamics terms and disturbance. And the weighting parameters of the fuzzy adaptive network are updated on-line by adaptive law in order to force the estimation errors converge to zero. Therefore, the combination of sliding mode control and fuzzy adaptive network gives rise to the robust and intelligent routine. For evaluation control performance of the proposed approach, tracking control simulation is carried is carried out for the hydraulic motion simulator which is a 6-degree of freedom parallel manipulator.
In this paper, to overcome drawbacks of variable structure control system a self-tuning fuzzy sliding mode control algorithm using gradient descent method is proposed. The proposed method has the characteristics which are viewed in conventional VSC, e.g. insensitivity to a class of disturbance, parameter variations and uncertainties in the sliding mode. To demonstrate its performance, the proposed control algorithm is applied to a one-degree of freedom robot arm. The results show that both alleviation of chattering and performance are achieved.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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