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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

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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


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.

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