Control dinámico de superficie basado en observador de perturbaciones para servomecanismos con rendimiento de seguimiento prescrito
Autores: Zhao, Xingfa; Liao, Wenhe; Liu, Tingting; Zhang, Dongyang; Tao, Yumin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control dinámico de superficie basado en observador de perturbaciones para servomecanismos con rendimiento de seguimiento prescrito
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Reto de diseño
Servomecanismos
Dinámicas desconocidas
Observador de estado extendido
Rendimiento prescrito
Estrategia de control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
El desafío de diseño crítico para una clase de servomecanismos es rechazar las dinámicas desconocidas (incluidas las incertidumbres internas y las perturbaciones externas) y lograr el rendimiento prescrito del error de seguimiento. Para eliminar la influencia de las dinámicas desconocidas, se emplea un observador de estado extendido (ESO) para estimar los estados del sistema y las dinámicas totales desconocidas y no requiere información a priori de la dinámica conocida. Mientras tanto, se presenta una función de rendimiento prescrita mejorada para garantizar el rendimiento transitorio del error de seguimiento (por ejemplo, la sobrecompensación, la tasa de convergencia y el error en estado estacionario). En consecuencia, se diseña una estrategia de control de superficie dinámica modificada basada en las estimaciones del ESO y las restricciones de error. La estabilidad de la estrategia de control propuesta se demuestra utilizando la teoría de Lyapunov. Finalmente, algunos resultados de simulación basados en un servomecanismo de platina giratoria muestran que el método propuesto es efectivo y tiene un mejor efecto de control y una mayor capacidad de resistencia a las perturbaciones en comparación con el método de control tradicional.
Descripción
El desafío de diseño crítico para una clase de servomecanismos es rechazar las dinámicas desconocidas (incluidas las incertidumbres internas y las perturbaciones externas) y lograr el rendimiento prescrito del error de seguimiento. Para eliminar la influencia de las dinámicas desconocidas, se emplea un observador de estado extendido (ESO) para estimar los estados del sistema y las dinámicas totales desconocidas y no requiere información a priori de la dinámica conocida. Mientras tanto, se presenta una función de rendimiento prescrita mejorada para garantizar el rendimiento transitorio del error de seguimiento (por ejemplo, la sobrecompensación, la tasa de convergencia y el error en estado estacionario). En consecuencia, se diseña una estrategia de control de superficie dinámica modificada basada en las estimaciones del ESO y las restricciones de error. La estabilidad de la estrategia de control propuesta se demuestra utilizando la teoría de Lyapunov. Finalmente, algunos resultados de simulación basados en un servomecanismo de platina giratoria muestran que el método propuesto es efectivo y tiene un mejor efecto de control y una mayor capacidad de resistencia a las perturbaciones en comparación con el método de control tradicional.