Estabilización de la vibración no lineal de un resonador MEMS de arco de orden fraccional utilizando un nuevo control deslizante de modo finito basado en observador de perturbaciones
Autores: Alsubaie, Hajid; Yousefpour, Amin; Alotaibi, Ahmed; Alotaibi, Naif D.; Jahanshahi, Hadi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estabilización de la vibración no lineal de un resonador MEMS de arco de orden fraccional utilizando un nuevo control deslizante de modo finito basado en observador de perturbaciones
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Control de deslizamiento terminal
Teorema de estabilidad de Lyapunov
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Citaciones: Sin citaciones
Este documento trata sobre el control del caos en un sistema microelectromecánico en arco (MEMS) desde la perspectiva del cálculo fraccional. Existe una creciente necesidad de controladores efectivos en varios campos tecnológicos, y es importante considerar las interrupciones, incertidumbres y limitaciones de entrada de control al diseñar un controlador práctico. Para abordar este problema, proponemos una novedosa técnica de control de modo deslizante terminal basada en observador de perturbaciones para estabilizar y controlar el caos en un resonador MEMS en arco de orden fraccional. El diseño de esta técnica tiene en cuenta la incertidumbre, las perturbaciones y la saturación de la entrada de control en el sistema de orden fraccional. La técnica de control propuesta es práctica para aplicaciones del mundo real porque incluye la saturación de la entrada de control. Se presenta la ecuación para un resonador MEMS en arco de orden fraccional, y se estudian sus vibraciones no lineales y comportamiento caótico. Luego se describe el proceso de diseño para la técnica de control propuesta. Se utiliza el teorema de estabilidad de Lyapunov para demostrar la convergencia en tiempo finito del controlador propuesto y el observador de perturbaciones. El controlador propuesto se aplica al resonador MEMS en arco, y se utilizan simulaciones numéricas para demostrar su efectividad y robustez para sistemas no lineales inciertos. Los resultados de estas simulaciones muestran claramente la efectividad de la técnica de control propuesta.
Descripción
Este documento trata sobre el control del caos en un sistema microelectromecánico en arco (MEMS) desde la perspectiva del cálculo fraccional. Existe una creciente necesidad de controladores efectivos en varios campos tecnológicos, y es importante considerar las interrupciones, incertidumbres y limitaciones de entrada de control al diseñar un controlador práctico. Para abordar este problema, proponemos una novedosa técnica de control de modo deslizante terminal basada en observador de perturbaciones para estabilizar y controlar el caos en un resonador MEMS en arco de orden fraccional. El diseño de esta técnica tiene en cuenta la incertidumbre, las perturbaciones y la saturación de la entrada de control en el sistema de orden fraccional. La técnica de control propuesta es práctica para aplicaciones del mundo real porque incluye la saturación de la entrada de control. Se presenta la ecuación para un resonador MEMS en arco de orden fraccional, y se estudian sus vibraciones no lineales y comportamiento caótico. Luego se describe el proceso de diseño para la técnica de control propuesta. Se utiliza el teorema de estabilidad de Lyapunov para demostrar la convergencia en tiempo finito del controlador propuesto y el observador de perturbaciones. El controlador propuesto se aplica al resonador MEMS en arco, y se utilizan simulaciones numéricas para demostrar su efectividad y robustez para sistemas no lineales inciertos. Los resultados de estas simulaciones muestran claramente la efectividad de la técnica de control propuesta.