Mejorando el rendimiento de los sistemas de control ADRC afectados por ruido de medición utilizando un observador de estado extendido ajustado por filtro de Kalman
Autores: Michalski, Jacek; Mrotek, Mikoaj; Pazderski, Dariusz; Kozierski, Piotr; Retinger, Marek
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mejorando el rendimiento de los sistemas de control ADRC afectados por ruido de medición utilizando un observador de estado extendido ajustado por filtro de Kalman
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Método de ajuste
Observador de estado extendido
Control de rechazo activo de perturbaciones
Varianzas de ruido
Filtro de Kalman
Calidad del control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Este documento presenta un método de ajuste novedoso para el observador de estado extendido (ESO), que se aplica en el control de rechazo de perturbaciones activas (ADRC) operando en un entorno estocástico. En lugar del método tradicional de colocación de polos (PP), se propone la selección de ganancias de ESO basadas en las varianzas de ruido del filtro de Kalman (KF). Además, se introduce una parametrización simple de las ganancias de ESO para el proceso de control particular basada en el ancho de banda del observador. Se realiza un análisis de lugar de raíces y frecuencia para el observador basado en KF y se presenta con respecto al método de ajuste propuesto. Los resultados presentados provienen de experimentos realizados en la planta real de la mesa de equilibrio de la bola (BBT) para varios niveles de ruido de medición. Se investigaron las posibilidades de rechazar el ruido de medición mediante el algoritmo de estimación para garantizar un control efectivo y minimizar la energía de la señal de control. Basándose en los experimentos realizados, se puede concluir que el método de ajuste presentado proporciona mejores resultados que el algoritmo PP tradicional en el entorno estocástico en términos de calidad de control y reducción de ruido de medición.
Descripción
Este documento presenta un método de ajuste novedoso para el observador de estado extendido (ESO), que se aplica en el control de rechazo de perturbaciones activas (ADRC) operando en un entorno estocástico. En lugar del método tradicional de colocación de polos (PP), se propone la selección de ganancias de ESO basadas en las varianzas de ruido del filtro de Kalman (KF). Además, se introduce una parametrización simple de las ganancias de ESO para el proceso de control particular basada en el ancho de banda del observador. Se realiza un análisis de lugar de raíces y frecuencia para el observador basado en KF y se presenta con respecto al método de ajuste propuesto. Los resultados presentados provienen de experimentos realizados en la planta real de la mesa de equilibrio de la bola (BBT) para varios niveles de ruido de medición. Se investigaron las posibilidades de rechazar el ruido de medición mediante el algoritmo de estimación para garantizar un control efectivo y minimizar la energía de la señal de control. Basándose en los experimentos realizados, se puede concluir que el método de ajuste presentado proporciona mejores resultados que el algoritmo PP tradicional en el entorno estocástico en términos de calidad de control y reducción de ruido de medición.