Control de Fuerza Adaptativo Basado en Observadores y Backstepping de Actuador Electro-Mecánico con Modelo de Fricción LuGre Mejorado
Autores: Zhang, Wensen; Ping, Zilong; Fu, Yongling; Zheng, Shicheng; Zhang, Peng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Control de Fuerza Adaptativo Basado en Observadores y Backstepping de Actuador Electro-Mecánico con Modelo de Fricción LuGre Mejorado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Simulador de carga
Momento de bisagra aerodinámico
Superficie de control
Control adaptativo
Modelo de fricción
Actuador electro-mecánico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Un simulador de carga dinámica, que puede reproducir el momento de bisagra aerodinámico en tierra de la superficie de control, es un equipo esencial para la prueba de rendimiento y estabilidad de un sistema de actuación de aeronaves. En este artículo, se propone una estrategia de control adaptativo basado en observadores y retroceso (OBAC) con un modelo de fricción mejorado para abordar el problema de seguimiento de fuerza de un actuador electromecánico bajo la influencia de fricción no lineal y perturbaciones agrupadas. Primero, se mejora el modelo de fricción LuGre introduciendo el efecto de carga del simulador de carga lineal eléctrica (ELLS), y se identifican tanto los parámetros dinámicos como estáticos con datos experimentales. Luego, el sistema ELLS se divide en un subsistema de carga y un subsistema de actuación para el diseño del controlador de retroceso. La estimación de la perturbación de posición se obtiene utilizando un observador de estado extendido y se utiliza para la compensación de avance para el subsistema de carga. Para rechazar la perturbación de las incertidumbres de los parámetros de fricción para el subsistema de actuación, se introduce un factor de escala de fricción con una ley de actualización adaptativa razonable durante el proceso de compensación de fricción. Finalmente, se demuestra la estabilidad de todo el sistema en lazo cerrado utilizando un método basado en Lyapunov, y se realizan experimentos para validar la efectividad del algoritmo desarrollado.
Descripción
Un simulador de carga dinámica, que puede reproducir el momento de bisagra aerodinámico en tierra de la superficie de control, es un equipo esencial para la prueba de rendimiento y estabilidad de un sistema de actuación de aeronaves. En este artículo, se propone una estrategia de control adaptativo basado en observadores y retroceso (OBAC) con un modelo de fricción mejorado para abordar el problema de seguimiento de fuerza de un actuador electromecánico bajo la influencia de fricción no lineal y perturbaciones agrupadas. Primero, se mejora el modelo de fricción LuGre introduciendo el efecto de carga del simulador de carga lineal eléctrica (ELLS), y se identifican tanto los parámetros dinámicos como estáticos con datos experimentales. Luego, el sistema ELLS se divide en un subsistema de carga y un subsistema de actuación para el diseño del controlador de retroceso. La estimación de la perturbación de posición se obtiene utilizando un observador de estado extendido y se utiliza para la compensación de avance para el subsistema de carga. Para rechazar la perturbación de las incertidumbres de los parámetros de fricción para el subsistema de actuación, se introduce un factor de escala de fricción con una ley de actualización adaptativa razonable durante el proceso de compensación de fricción. Finalmente, se demuestra la estabilidad de todo el sistema en lazo cerrado utilizando un método basado en Lyapunov, y se realizan experimentos para validar la efectividad del algoritmo desarrollado.