Control de seguimiento robusto basado en asignación de control para embarcaciones de superficie sobreactuadas sujetas a restricciones de estado completo variables en el tiempo
Autores: Li, Heng; Lin, Xiaogong; Jiang, Anzuo; Lai, Chonglang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Control de seguimiento robusto basado en asignación de control para embarcaciones de superficie sobreactuadas sujetas a restricciones de estado completo variables en el tiempo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propuesto
Control de seguimiento robusto
Embarcaciones marítimas
Perturbaciones ambientales
Modo deslizante adaptativo
Esquema de asignación de control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, proponemos un esquema de control de seguimiento robusto para el seguimiento de trayectorias de embarcaciones marinas de superficie sobreactuadas sujetas a perturbaciones ambientales y restricciones de estado completo asimétricas que varían con el tiempo. El esquema de control robusto propuesto se basa en la técnica de función de barrera unificada que convierte el sistema de posicionamiento dinámico restringido original en uno equivalente no restringido. En contraste con los métodos basados en funciones de Lyapunov de barrera, el requisito inquebrantable sobre las restricciones es menos restrictivo, y el controlador resultante es mucho más simple en este documento. El efecto de las perturbaciones ambientales es compensado por un observador de perturbaciones de modo deslizante adaptativo de doble capa. Sobre la base del observador de perturbaciones adaptativo propuesto, la incertidumbre agrupada desconocida puede ser estimada en tiempo finito sin conocer los límites superiores de la derivada de la incertidumbre agrupada. Dado que la embarcación de superficie está sobreactuada, se requiere un esquema de asignación de control para distribuir la señal de fuerza generalizada a los actuadores. Se emplea el algoritmo de pseudoinversa redistribuida mejorado para garantizar que la fuerza generalizada pueda ser redistribuida entre los actuadores redundantes. Por último, se lleva a cabo un estudio de simulación en un barco de posicionamiento dinámico para verificar la efectividad del método de control propuesto.
Descripción
En este documento, proponemos un esquema de control de seguimiento robusto para el seguimiento de trayectorias de embarcaciones marinas de superficie sobreactuadas sujetas a perturbaciones ambientales y restricciones de estado completo asimétricas que varían con el tiempo. El esquema de control robusto propuesto se basa en la técnica de función de barrera unificada que convierte el sistema de posicionamiento dinámico restringido original en uno equivalente no restringido. En contraste con los métodos basados en funciones de Lyapunov de barrera, el requisito inquebrantable sobre las restricciones es menos restrictivo, y el controlador resultante es mucho más simple en este documento. El efecto de las perturbaciones ambientales es compensado por un observador de perturbaciones de modo deslizante adaptativo de doble capa. Sobre la base del observador de perturbaciones adaptativo propuesto, la incertidumbre agrupada desconocida puede ser estimada en tiempo finito sin conocer los límites superiores de la derivada de la incertidumbre agrupada. Dado que la embarcación de superficie está sobreactuada, se requiere un esquema de asignación de control para distribuir la señal de fuerza generalizada a los actuadores. Se emplea el algoritmo de pseudoinversa redistribuida mejorado para garantizar que la fuerza generalizada pueda ser redistribuida entre los actuadores redundantes. Por último, se lleva a cabo un estudio de simulación en un barco de posicionamiento dinámico para verificar la efectividad del método de control propuesto.