Un esquema de control adaptativo de referencia de modelo NARX: Control mejorado de rechazo de perturbaciones con control PID de orden fraccional de un sistema experimental de levitación magnética
Autores: Alimohammadi, Hossein; Alagoz, Baris Baykant; Tepljakov, Aleksei; Vassiljeva, Kristina; Petlenkov, Eduard
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un esquema de control adaptativo de referencia de modelo NARX: Control mejorado de rechazo de perturbaciones con control PID de orden fraccional de un sistema experimental de levitación magnética
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Sistemas de control real
Rendimiento de control de rechazo de perturbaciones
MRAC multibucle
Modelo NARX
Control FOPID
Incidentes de perturbación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas de control reales requieren un rendimiento de control robusto para hacer frente a las condiciones operativas impredecibles y cambiantes de los sistemas del mundo real. La mejora del rendimiento de control de rechazo de perturbaciones debe considerarse como uno de los objetivos de control esenciales en las tareas de diseño de sistemas de control prácticos. Este estudio presenta un esquema de Control Adaptativo de Referencia de Modelo de múltiples lazos (MRAC) que aprovecha una red neuronal autorregresiva no lineal con entradas externas (NARX) como modelo de referencia. Los autores observaron que el rendimiento del control MRAC de múltiples lazos-proporcional integral derivativo de orden fraccional (FOPID) con regla MIT depende en gran medida de la capacidad del modelo de referencia para representar la dinámica de lazo cerrado principal del sistema ML experimental. Por lo tanto, el modelo NARX se utiliza para representar el comportamiento dinámico sin perturbaciones del lazo de control PID. Es notable que el modelo de referencia obtenido es independiente de la sintonización de otros lazos de control en el sistema de control. La estructura de control MRAC-FOPID de múltiples lazos detecta los impactos de incidentes de perturbación en el rendimiento de control del sistema de control FOPID de lazo cerrado y adapta la respuesta del sistema de control FOPID para reducir los efectos negativos de la perturbación de entrada aditiva. Esta estructura de control de múltiples lazos despliega dos lazos de control especializados: un lazo interno, que es el sistema de control FOPID de lazo cerrado para la estabilidad y el control del punto de ajuste, y un lazo externo, que involucra un modelo de referencia NARX y una regla MIT para aumentar la capacidad de adaptación del sistema. Por lo tanto, la estructura de MRAC de dos lazos permite mejorar el rendimiento de rechazo de perturbaciones sin deteriorar las características de control precisas del punto de ajuste y la estabilidad del lazo de control FOPID. Este es un beneficio importante de esta estructura de control. Para demostrar las mejoras en el rendimiento de rechazo de perturbaciones del control propuesto de MRAC-FOPID de múltiples lazos con modelo NARX, se realiza un estudio experimental para el control de rechazo de perturbaciones de la configuración de prueba de levitación magnética en el laboratorio. Los resultados de simulación y experimentales indican una mejora en el rendimiento de rechazo de perturbaciones.
Descripción
Los sistemas de control reales requieren un rendimiento de control robusto para hacer frente a las condiciones operativas impredecibles y cambiantes de los sistemas del mundo real. La mejora del rendimiento de control de rechazo de perturbaciones debe considerarse como uno de los objetivos de control esenciales en las tareas de diseño de sistemas de control prácticos. Este estudio presenta un esquema de Control Adaptativo de Referencia de Modelo de múltiples lazos (MRAC) que aprovecha una red neuronal autorregresiva no lineal con entradas externas (NARX) como modelo de referencia. Los autores observaron que el rendimiento del control MRAC de múltiples lazos-proporcional integral derivativo de orden fraccional (FOPID) con regla MIT depende en gran medida de la capacidad del modelo de referencia para representar la dinámica de lazo cerrado principal del sistema ML experimental. Por lo tanto, el modelo NARX se utiliza para representar el comportamiento dinámico sin perturbaciones del lazo de control PID. Es notable que el modelo de referencia obtenido es independiente de la sintonización de otros lazos de control en el sistema de control. La estructura de control MRAC-FOPID de múltiples lazos detecta los impactos de incidentes de perturbación en el rendimiento de control del sistema de control FOPID de lazo cerrado y adapta la respuesta del sistema de control FOPID para reducir los efectos negativos de la perturbación de entrada aditiva. Esta estructura de control de múltiples lazos despliega dos lazos de control especializados: un lazo interno, que es el sistema de control FOPID de lazo cerrado para la estabilidad y el control del punto de ajuste, y un lazo externo, que involucra un modelo de referencia NARX y una regla MIT para aumentar la capacidad de adaptación del sistema. Por lo tanto, la estructura de MRAC de dos lazos permite mejorar el rendimiento de rechazo de perturbaciones sin deteriorar las características de control precisas del punto de ajuste y la estabilidad del lazo de control FOPID. Este es un beneficio importante de esta estructura de control. Para demostrar las mejoras en el rendimiento de rechazo de perturbaciones del control propuesto de MRAC-FOPID de múltiples lazos con modelo NARX, se realiza un estudio experimental para el control de rechazo de perturbaciones de la configuración de prueba de levitación magnética en el laboratorio. Los resultados de simulación y experimentales indican una mejora en el rendimiento de rechazo de perturbaciones.