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Parameter estimation based robust liquid level control of quadruple tank system — Second order sliding mode approach
Journal of Process Control ( IF 3.624 ) Pub Date : 2021-06-09 , DOI: 10.1016/j.jprocont.2021.05.009
Bhagyashri Gurjar, Vinita Chaudhari, Shailaja Kurode

This article proposes a liquid level control scheme for a quadruple tank process (QTP) plant. A robust control is proposed using higher order sliding mode (HOSM) control. The four tank setup has opposite tanks actuated by a single pump and unmeasured liquid outflow from upper tanks affecting the levels in the lower tanks. This renders nonlinearity in the dynamics with uncertain behavior. A novel experimentation based estimator is proposed for identification of the unknown control valve ratios of the plant. The estimated parameter is used for robust control design and state observer model. The unmeasurable states are estimated using a sliding mode observer and the required derivatives of liquid levels in the tanks are evaluated using a HOSM differentiator. The complete schema is tested in simulation and validated experimentally on a QTP setup.



中文翻译:

基于参数估计的四缸系统鲁棒液位控制——二阶滑模法

本文为四联槽工艺 (QTP) 工厂提出了一种液位控制方案。提出了使用高阶滑动模式 (HOSM) 控制的鲁棒控制。四罐设置具有由单个泵驱动的相对罐,以及从上部罐流出的未测量液体影响下部罐中的液位。这使得动态中的非线性具有不确定的行为。提出了一种新的基于实验的估计器,用于识别工厂的未知控制阀比率。估计参数用于鲁棒控制设计和状态观察器模型。使用滑模观测器估计不可测量状态,使用 HOSM 微分器评估罐中液位所需的导数。完整的模式在模拟中进行了测试,并在 QTP 设置上进行了实验验证。

更新日期:2021-06-09
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