Un novedoso enfoque de control de seguimiento de posición en tiempo finito adaptativo para un sistema de teleoperación con retrasos de comunicación variables
Autores: Zhang, Haochen; Fu, Liyue; Zhang, Ancai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un novedoso enfoque de control de seguimiento de posición en tiempo finito adaptativo para un sistema de teleoperación con retrasos de comunicación variables
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Enfoque de control tradicional
Sistema de teleoperación
Retraso de comunicación
Rendimiento de convergencia en tiempo finito
Sistema de telerrobótica
Esquema de control en tiempo finito
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Basado en el enfoque de control tradicional, el rendimiento de seguimiento de posición del sistema de teleoperación con retardo de comunicación es generalmente estable asintóticamente. En aplicaciones prácticas, se espera que el sistema en lazo cerrado logre un rendimiento de convergencia estable y de tiempo finito. En este artículo se presenta un nuevo esquema de control bilateral de tiempo finito para un sistema de tele-robótica con retardo de comunicación. Sobre la base del control de inyección de amortiguación proporcional tradicional, este artículo propone y diseña un nuevo método de control de tiempo finito introduciendo la potencia no entera al error de posición, la velocidad y el error combinado con el error de posición y la velocidad. En comparación con las estructuras de control de inyección de amortiguación proporcional y de tiempo finito existentes, el método propuesto no solo logra el rendimiento de convergencia de tiempo finito del seguimiento de posición, sino que también tiene las ventajas de una estructura simple y menos coeficientes de ganancia. El controlador también incorpora la red neuronal de función de base radial (RBF) y un enfoque adaptativo para compensar dinámicas desconocidas y fuerzas externas, evitando así la medición de señales de fuerza. Luego se define la función de Lyapunov-Krasovskii, y se demuestra que el seguimiento de posición del sistema de teleoperación en lazo cerrado tiene estabilidad acotada y rendimiento de control de tiempo finito. También se realiza un experimento de simulación, y los resultados ilustran aún más la estabilidad acotada del sistema. Además, en comparación con los errores de seguimiento de posición de otros métodos de control no de tiempo finito, se demuestra que el esquema de control de tiempo finito propuesto tiene una tasa de convergencia más rápida y una mayor precisión de convergencia.
Descripción
Basado en el enfoque de control tradicional, el rendimiento de seguimiento de posición del sistema de teleoperación con retardo de comunicación es generalmente estable asintóticamente. En aplicaciones prácticas, se espera que el sistema en lazo cerrado logre un rendimiento de convergencia estable y de tiempo finito. En este artículo se presenta un nuevo esquema de control bilateral de tiempo finito para un sistema de tele-robótica con retardo de comunicación. Sobre la base del control de inyección de amortiguación proporcional tradicional, este artículo propone y diseña un nuevo método de control de tiempo finito introduciendo la potencia no entera al error de posición, la velocidad y el error combinado con el error de posición y la velocidad. En comparación con las estructuras de control de inyección de amortiguación proporcional y de tiempo finito existentes, el método propuesto no solo logra el rendimiento de convergencia de tiempo finito del seguimiento de posición, sino que también tiene las ventajas de una estructura simple y menos coeficientes de ganancia. El controlador también incorpora la red neuronal de función de base radial (RBF) y un enfoque adaptativo para compensar dinámicas desconocidas y fuerzas externas, evitando así la medición de señales de fuerza. Luego se define la función de Lyapunov-Krasovskii, y se demuestra que el seguimiento de posición del sistema de teleoperación en lazo cerrado tiene estabilidad acotada y rendimiento de control de tiempo finito. También se realiza un experimento de simulación, y los resultados ilustran aún más la estabilidad acotada del sistema. Además, en comparación con los errores de seguimiento de posición de otros métodos de control no de tiempo finito, se demuestra que el esquema de control de tiempo finito propuesto tiene una tasa de convergencia más rápida y una mayor precisión de convergencia.