El diseño de un sistema de control de velocidad de volante de inercia de reacción basado en ADRC
Autores: Song, Jiachen; Guo, Jianguo; Qin, Changtao; Zhao, Wanliang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
El diseño de un sistema de control de velocidad de volante de inercia de reacción basado en ADRC
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Automatización industrial
Palabras clave
Volante de inercia de reacción
Sistema de control de velocidad
Controlador ADRC
Perturbaciones
Rendimiento
Satélite
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 59
Citaciones: Sin citaciones
El volante de reacción es un componente operativo crucial dentro del sistema de control de actitud de un satélite. Mejorar el rendimiento del sistema de control de velocidad del volante de reacción tiene una gran importancia para el control de actitud del satélite. En este documento, se introduce un enfoque de control de rechazo de perturbaciones activo (ADRC) para mitigar el impacto de perturbaciones inciertas en la precisión del control de velocidad del volante de reacción. El sistema de control de velocidad del volante de reacción se diseña como un controlador ADRC debido al desafío actual de medir con precisión perturbaciones desconocidas en el sistema del volante de reacción. Para derivar el valor de observación de la velocidad del rotor y el valor estimado de las perturbaciones totales, los datos muestreados de la posición del rotor del volante de reacción y la señal de control de torque se alimentan al observador de estado extendido. El valor estimado de las perturbaciones totales se compensa en el control de avance, lo que podría mitigar significativamente los efectos de diversas perturbaciones no lineales. El documento establece inicialmente la justificación detrás del controlador ADRC del volante de reacción a través de un análisis teórico, seguido del análisis de las diferencias de rendimiento del control del volante de reacción por el controlador ADRC y el controlador PID en MATLAB/SIMULINK. Los resultados de la simulación demuestran las evidentes ventajas del controlador ADRC sobre el controlador PID en términos de capacidad de seguimiento de comandos de velocidad y capacidad de supresión de perturbaciones. Posteriormente, se implementan el programa del controlador ADRC y el programa del controlador PID en el circuito de control del volante de reacción, y se realizan experimentos para contrastar el seguimiento de comandos de velocidad y la supresión de perturbaciones. Es importante destacar que los resultados experimentales se alinean con los resultados de la simulación.
Descripción
El volante de reacción es un componente operativo crucial dentro del sistema de control de actitud de un satélite. Mejorar el rendimiento del sistema de control de velocidad del volante de reacción tiene una gran importancia para el control de actitud del satélite. En este documento, se introduce un enfoque de control de rechazo de perturbaciones activo (ADRC) para mitigar el impacto de perturbaciones inciertas en la precisión del control de velocidad del volante de reacción. El sistema de control de velocidad del volante de reacción se diseña como un controlador ADRC debido al desafío actual de medir con precisión perturbaciones desconocidas en el sistema del volante de reacción. Para derivar el valor de observación de la velocidad del rotor y el valor estimado de las perturbaciones totales, los datos muestreados de la posición del rotor del volante de reacción y la señal de control de torque se alimentan al observador de estado extendido. El valor estimado de las perturbaciones totales se compensa en el control de avance, lo que podría mitigar significativamente los efectos de diversas perturbaciones no lineales. El documento establece inicialmente la justificación detrás del controlador ADRC del volante de reacción a través de un análisis teórico, seguido del análisis de las diferencias de rendimiento del control del volante de reacción por el controlador ADRC y el controlador PID en MATLAB/SIMULINK. Los resultados de la simulación demuestran las evidentes ventajas del controlador ADRC sobre el controlador PID en términos de capacidad de seguimiento de comandos de velocidad y capacidad de supresión de perturbaciones. Posteriormente, se implementan el programa del controlador ADRC y el programa del controlador PID en el circuito de control del volante de reacción, y se realizan experimentos para contrastar el seguimiento de comandos de velocidad y la supresión de perturbaciones. Es importante destacar que los resultados experimentales se alinean con los resultados de la simulación.