Robusto control en cascada dentro de una nueva arquitectura de coincidencia de modelo
Autores: Rico-Azagra, Javier; Gil-Martínez, Montserrat
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Robusto control en cascada dentro de una nueva arquitectura de coincidencia de modelo
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Planta
Bucles de retroalimentación
Controladores
Ruido del sensor
Controlador de avance
Teoría de Retroalimentación Cuantitativa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Siempre que se puedan medir estados adicionales de una planta, se pueden explotar bucles de retroalimentación anidados de diversas formas. El objetivo aquí es reducir el ancho de banda de los controladores de retroalimentación y, por lo tanto, reducir la amplificación del ruido del sensor que de otro modo podría arruinar el rendimiento esperado cuando el actuador se satura. Esto puede ser particularmente relevante para especificaciones de seguimiento exigentes e incertidumbres de planta grandes. En este contexto, el trabajo actual propone una arquitectura de control de coincidencia de modelo novedosa con un controlador de avance y dos controladores de retroalimentación, que se acompaña de un nuevo método de diseño robusto en el dominio de frecuencia de la Teoría de Retroalimentación Cuantitativa (QFT). El uso de un controlador de avance reduce la cantidad de retroalimentación al mínimo necesario para limitar la propagación de las respuestas de errores de seguimiento como se especifica. Además, esta cantidad de retroalimentación se distribuye cuantitativamente a lo largo de la frecuencia entre los lazos internos y externos para reducir el ruido total del sensor en la entrada de control tanto como sea posible. Un ejemplo teórico ilustra el método y destaca las ventajas de la nueva arquitectura sobre otras dos soluciones QFT factibles previamente: una con doble retroalimentación y otra con retroalimentación simple más avance. También se demuestra la importancia de elegir la frecuencia de conmutación correcta entre los lazos. Finalmente, se controla con éxito el ángulo de rotación de un servomotor comercial utilizando la velocidad del motor como medida interna.
Descripción
Siempre que se puedan medir estados adicionales de una planta, se pueden explotar bucles de retroalimentación anidados de diversas formas. El objetivo aquí es reducir el ancho de banda de los controladores de retroalimentación y, por lo tanto, reducir la amplificación del ruido del sensor que de otro modo podría arruinar el rendimiento esperado cuando el actuador se satura. Esto puede ser particularmente relevante para especificaciones de seguimiento exigentes e incertidumbres de planta grandes. En este contexto, el trabajo actual propone una arquitectura de control de coincidencia de modelo novedosa con un controlador de avance y dos controladores de retroalimentación, que se acompaña de un nuevo método de diseño robusto en el dominio de frecuencia de la Teoría de Retroalimentación Cuantitativa (QFT). El uso de un controlador de avance reduce la cantidad de retroalimentación al mínimo necesario para limitar la propagación de las respuestas de errores de seguimiento como se especifica. Además, esta cantidad de retroalimentación se distribuye cuantitativamente a lo largo de la frecuencia entre los lazos internos y externos para reducir el ruido total del sensor en la entrada de control tanto como sea posible. Un ejemplo teórico ilustra el método y destaca las ventajas de la nueva arquitectura sobre otras dos soluciones QFT factibles previamente: una con doble retroalimentación y otra con retroalimentación simple más avance. También se demuestra la importancia de elegir la frecuencia de conmutación correcta entre los lazos. Finalmente, se controla con éxito el ángulo de rotación de un servomotor comercial utilizando la velocidad del motor como medida interna.