Control deslizante terminal de modo robusto de orden superior no singular para sistemas dinámicos no lineales desconocidos
Autores: Zhu, Quanmin; Zhang, Jianhua; Liu, Zhen; Yu, Shuanghe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control deslizante terminal de modo robusto de orden superior no singular para sistemas dinámicos no lineales desconocidos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Control deslizante en modo terminal basado en modelos
Incertidumbre total
Sin modelo
Sistemas dinámicos
Robustez
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
A diferencia de la mayoría de los enfoques de control deslizante en modo terminal (TSMC) basados en modelos que dependen del modelo físico de la planta y/o de un modelo puntual adaptativo basado en datos, este estudio trata la planta dinámica desconocida como una incertidumbre total en una caja negra con entradas de control habilitadas y salidas alcanzables (ya sea medidas o estimadas), lo que propone en consecuencia un control deslizante en modo terminal sin modelo (MFTSMC) para sistemas dinámicos de orden superior con el fin de reducir el tedioso trabajo de modelado y la complejidad de diseño asociada con los enfoques de control basados en modelos. Los controladores totalmente libres de modelo, derivados de la desigualdad diferencial de Lyapunov, proporcionan obviamente concisión y robustez en el análisis/diseño/ajuste e implementación, manteniendo la esencia del TSMC. Tres ejemplos de prueba de banco simulados, en los que dos de ellos presentan desafíos numéricos representativos y el otro es un manipulador robótico rígido de dos eslabones con dos entradas y dos salidas (TITO) en modo operativo como una herramienta típica de dinámica no lineal interconectada de múltiples grados, se estudian para demostrar la efectividad del MFTSMC y se emplean para mostrar el procedimiento transparente para el usuario con el fin de facilitar las posibles aplicaciones. El rendimiento principal del MFTSMC incluye (1) estabilización dinámica en tiempo finito ( s) hacia los equilibrios al tratar con la incertidumbre total del modelo físico y las perturbaciones, (2) seguimiento dinámico efectivo y pequeño error en estado estacionario , (3) robustez (sensibilidad nula en la salida del estado contra la incertidumbre interna acotada y la perturbación externa desconocida), (4) sin problemas de singularidad en el vecindario de TSM , (5) chirrido estable con baja amplitud () a una frecuencia de 50 mHz debido al alto ganancia utilizada contra la perturbación ). Los resultados de la simulación son similares a los de los enfoques bien conocidos basados en modelos nominales.
Descripción
A diferencia de la mayoría de los enfoques de control deslizante en modo terminal (TSMC) basados en modelos que dependen del modelo físico de la planta y/o de un modelo puntual adaptativo basado en datos, este estudio trata la planta dinámica desconocida como una incertidumbre total en una caja negra con entradas de control habilitadas y salidas alcanzables (ya sea medidas o estimadas), lo que propone en consecuencia un control deslizante en modo terminal sin modelo (MFTSMC) para sistemas dinámicos de orden superior con el fin de reducir el tedioso trabajo de modelado y la complejidad de diseño asociada con los enfoques de control basados en modelos. Los controladores totalmente libres de modelo, derivados de la desigualdad diferencial de Lyapunov, proporcionan obviamente concisión y robustez en el análisis/diseño/ajuste e implementación, manteniendo la esencia del TSMC. Tres ejemplos de prueba de banco simulados, en los que dos de ellos presentan desafíos numéricos representativos y el otro es un manipulador robótico rígido de dos eslabones con dos entradas y dos salidas (TITO) en modo operativo como una herramienta típica de dinámica no lineal interconectada de múltiples grados, se estudian para demostrar la efectividad del MFTSMC y se emplean para mostrar el procedimiento transparente para el usuario con el fin de facilitar las posibles aplicaciones. El rendimiento principal del MFTSMC incluye (1) estabilización dinámica en tiempo finito ( s) hacia los equilibrios al tratar con la incertidumbre total del modelo físico y las perturbaciones, (2) seguimiento dinámico efectivo y pequeño error en estado estacionario , (3) robustez (sensibilidad nula en la salida del estado contra la incertidumbre interna acotada y la perturbación externa desconocida), (4) sin problemas de singularidad en el vecindario de TSM , (5) chirrido estable con baja amplitud () a una frecuencia de 50 mHz debido al alto ganancia utilizada contra la perturbación ). Los resultados de la simulación son similares a los de los enfoques bien conocidos basados en modelos nominales.