Análisis de sistemas adaptativos de orden fraccional representados por el modelo de error 1 utilizando un enfoque de gradiente de orden fraccional
Autores: Sánchez-Rivero, Maibeth; Duarte-Mermoud, Manuel A.; Travieso-Torres, Juan Carlos; Orchard, Marcos E.; Ceballos-Benavides, Gustavo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de sistemas adaptativos de orden fraccional representados por el modelo de error 1 utilizando un enfoque de gradiente de orden fraccional
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Control adaptativo
Modelos de error
Cálculo de orden fraccionario
Leyes adaptativas
Métodos de gradiente de orden fraccionario
Modelo de error de orden fraccionario
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
En el control adaptativo, los modelos de error utilizan el error de salida del sistema y las leyes adaptativas para actualizar los parámetros del controlador en tareas de control o identificación. El cálculo de orden fraccional, que implica derivadas e integrales de orden no entero, es cada vez más importante para la modelización, estimación y control debido a su capacidad para generalizar métodos clásicos y ofrecer una mayor robustez a las perturbaciones. Este artículo aborda la brecha en la literatura donde los métodos de gradiente de orden fraccional aún no se han aplicado ampliamente en esquemas de identificación y control adaptativo. Introducimos un modelo de error de orden fraccional con gradiente de orden fraccional (FOEM1-FG), que integra operadores de gradiente fraccional basados en la derivada fraccional de Caputo. Mediante análisis teórico y simulaciones, confirmamos que FOEM1-FG mantiene la estabilidad y garantiza errores de salida acotados en una variedad de señales de entrada. Notablemente, el rendimiento del gradiente fraccional mejora a medida que el orden, , aumenta con , lo que conduce a una convergencia más rápida. En comparación con los métodos de orden entero existentes, el enfoque propuesto proporciona una solución más flexible y eficiente en esquemas de identificación y control adaptativo. Nuestros resultados muestran que FOEM1-FG ofrece características de estabilidad y convergencia superiores, aportando nuevos conocimientos al campo del cálculo fraccional en sistemas adaptativos.
Descripción
En el control adaptativo, los modelos de error utilizan el error de salida del sistema y las leyes adaptativas para actualizar los parámetros del controlador en tareas de control o identificación. El cálculo de orden fraccional, que implica derivadas e integrales de orden no entero, es cada vez más importante para la modelización, estimación y control debido a su capacidad para generalizar métodos clásicos y ofrecer una mayor robustez a las perturbaciones. Este artículo aborda la brecha en la literatura donde los métodos de gradiente de orden fraccional aún no se han aplicado ampliamente en esquemas de identificación y control adaptativo. Introducimos un modelo de error de orden fraccional con gradiente de orden fraccional (FOEM1-FG), que integra operadores de gradiente fraccional basados en la derivada fraccional de Caputo. Mediante análisis teórico y simulaciones, confirmamos que FOEM1-FG mantiene la estabilidad y garantiza errores de salida acotados en una variedad de señales de entrada. Notablemente, el rendimiento del gradiente fraccional mejora a medida que el orden, , aumenta con , lo que conduce a una convergencia más rápida. En comparación con los métodos de orden entero existentes, el enfoque propuesto proporciona una solución más flexible y eficiente en esquemas de identificación y control adaptativo. Nuestros resultados muestran que FOEM1-FG ofrece características de estabilidad y convergencia superiores, aportando nuevos conocimientos al campo del cálculo fraccional en sistemas adaptativos.