Diseño y Análisis de Estabilidad de un Controlador de Modo Deslizante para Robots Móviles de Tracción Diferencial No Holonómicos
Autores: Azar, Ahmad Taher; Abed, Azher M.; Abdul-Majeed, Farah Ayad; Hameed, Ibrahim A.; Jawad, Anwar Ja"afar Mohamad; Abdul-Adheem, Wameedh Riyadh; Ibraheem, Ibraheem Kasim; Kamal, Nashwa Ahmad
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño y Análisis de Estabilidad de un Controlador de Modo Deslizante para Robots Móviles de Tracción Diferencial No Holonómicos
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Observador de estado extendido de novela
Perturbación total
Función no lineal
Perturbaciones de orden superior
Error de estimación
Control de Rechazo de Perturbaciones Activas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un nuevo enfoque de observador de estado extendido (ESO) para una clase de plantas con dinámicas no lineales. El observador propuesto estima tanto las variables de estado como la perturbación total, que incluye tanto perturbaciones exógenas como endógenas. Los cambios del estudio se pueden resumir desarrollando un observador de estado extendido de orden superior con modo deslizante (SMHOESO) que incluye un estado aumentado de orden superior y una función no lineal para los términos de corrección del error de estimación. Al incluir múltiples estados mejorados, el observador propuesto puede monitorear perturbaciones totales asintóticamente, siendo la segunda derivada de la perturbación total una restricción superior sobre el error de estimación. Esta característica mejora la capacidad del observador para estimar perturbaciones de orden superior e incertidumbre. Para extender el concepto del observador de estado extendido lineal (LESO), una función no lineal puede modificar el error de estimación de tal manera que el observador propuesto pueda proporcionar estimaciones más rápidas y precisas del estado y la perturbación total. La no linealidad propuesta también reduce el problema de oscilaciones con los LESOs. Esta investigación examina y analiza a fondo la convergencia del SMHOESO propuesto utilizando la técnica de Lyapunov. Según este análisis, el SMHOESO es asintóticamente estable y el error de estimación puede reducirse significativamente en condiciones del mundo real. Además del SMHOESO, se construye un esquema modificado de Control de Rechazo de Perturbaciones Activas (ADRC), que incluye un controlador de retroalimentación de error de estado no lineal (NLSEF) y un diferenciador de seguimiento no lineal (TD). Varios modelos no lineales, incluido el Robot Móvil de Conducción Diferencial (DDMR), se simulan numéricamente, y el SMHOESO propuesto se compara con varios tipos alternativos, demostrando una reducción significativa en la energía del controlador, un aumento en la suavidad de la señal de control y un seguimiento preciso de la señal de referencia.
Descripción
Este documento presenta un nuevo enfoque de observador de estado extendido (ESO) para una clase de plantas con dinámicas no lineales. El observador propuesto estima tanto las variables de estado como la perturbación total, que incluye tanto perturbaciones exógenas como endógenas. Los cambios del estudio se pueden resumir desarrollando un observador de estado extendido de orden superior con modo deslizante (SMHOESO) que incluye un estado aumentado de orden superior y una función no lineal para los términos de corrección del error de estimación. Al incluir múltiples estados mejorados, el observador propuesto puede monitorear perturbaciones totales asintóticamente, siendo la segunda derivada de la perturbación total una restricción superior sobre el error de estimación. Esta característica mejora la capacidad del observador para estimar perturbaciones de orden superior e incertidumbre. Para extender el concepto del observador de estado extendido lineal (LESO), una función no lineal puede modificar el error de estimación de tal manera que el observador propuesto pueda proporcionar estimaciones más rápidas y precisas del estado y la perturbación total. La no linealidad propuesta también reduce el problema de oscilaciones con los LESOs. Esta investigación examina y analiza a fondo la convergencia del SMHOESO propuesto utilizando la técnica de Lyapunov. Según este análisis, el SMHOESO es asintóticamente estable y el error de estimación puede reducirse significativamente en condiciones del mundo real. Además del SMHOESO, se construye un esquema modificado de Control de Rechazo de Perturbaciones Activas (ADRC), que incluye un controlador de retroalimentación de error de estado no lineal (NLSEF) y un diferenciador de seguimiento no lineal (TD). Varios modelos no lineales, incluido el Robot Móvil de Conducción Diferencial (DDMR), se simulan numéricamente, y el SMHOESO propuesto se compara con varios tipos alternativos, demostrando una reducción significativa en la energía del controlador, un aumento en la suavidad de la señal de control y un seguimiento preciso de la señal de referencia.