Gleitmodus-Störungbeobachter mit Anpassung des Schaltgewinns und seine Anwendung auf optische Datenträgerlaufwerke

Dieses Papier behandelt das Design eines Gleitmodus-Störungbeobachters (SDOB) mit Anpassung des Schaltgewinns für eine Klasse nichtlinearer Systeme, die externen Signalen ausgesetzt sind. Der vorgeschlagene SDOB, der als IMP-SDOB bezeichnet wird, basiert auf dem Prinzip des internen Modells und erreicht somit eine robuste asymptotische Störungsabschätzung, während der konventionelle SDOB zu einem nicht nullen Schätzfehler bei einer zeitvariablen Störung führt. Darüber hinaus erfordert der konventionelle SDOB einen Schaltgewinn, der größer ist als die Größe einer unbekannten Störung, während das vorgeschlagene IMP-SDOB-Design diese Einschränkung aufhebt und lediglich einen kleinen Schaltgewinn im Vergleich zu einem konventionellen Design erfordert, was das Schwingen-Problem weiter lindert. Die Stabilität des kombinierten Regelungs-Beobachter-Systems wird auf der Grundlage einer Lyapunov-Analyse abgeleitet. Darüber hinaus wird im Gegensatz zu dem vorherigen Anpassungsgesetz für den Schaltgewinn, das zwangsläufig einen nicht abnehmenden Schaltgewinn und asymptotische Konvergenz der Schaltfunktion zur Folge hat, ein neuartiges Anpassungsgesetz vorgeschlagen, um den Schaltgewinn wann immer angemessen zu reduzieren und die endliche zeitliche Konvergenz der Schaltfunktion zu gewährleisten. Die Wirksamkeit des vorgeschlagenen Schemas wird durch experimentelle Studien am Nachlauf-System eines optischen Datenträgerlaufwerks demonstriert, das unter erheblichen 'Disk Runout' leidet.