Un observador de estado extendido super-torsionante para sistemas no lineales
Autores: Li, Yi; Tan, Panlong; Liu, Junjie; Chen, Zengqiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un observador de estado extendido super-torsionante para sistemas no lineales
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Perturbaciones
Incertidumbres
Observador de estado extendido
Control activo de rechazo de perturbaciones
Algoritmo de super-twisting
Análisis de simulación
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Las perturbaciones e incertidumbres son las principales preocupaciones en los sistemas de control. Para obtener esta información en tiempo real, se propone el observador de estado extendido como núcleo del control de rechazo de perturbaciones activas. Sin embargo, los errores de estimación del observador de estado extendido no pueden converger a cero en presencia de perturbaciones desconocidas pero acotadas, lo que traerá errores de seguimiento inesperados al sistema en lazo cerrado. Aprovechando el observador de estado extendido lineal y el algoritmo de super-twisting, se propone el observador de estado extendido de super-twisting para tratar las perturbaciones de segundo orden no decrecientes en este documento. La convergencia asintótica del observador de estado extendido de super-twisting y el controlador se demuestran mediante el método de Lyapunov. Además, la efectividad y robustez del observador de estado extendido de super-twisting se verifican mediante análisis de simulación. Los resultados de la simulación muestran que el observador de estado extendido de super-twisting propuesto mantiene el error de estimación minimizado con un tiempo de establecimiento menor en comparación con el observador de estado extendido lineal. El rendimiento de seguimiento del controlador con el observador propuesto se mejora significativamente.
Descripción
Las perturbaciones e incertidumbres son las principales preocupaciones en los sistemas de control. Para obtener esta información en tiempo real, se propone el observador de estado extendido como núcleo del control de rechazo de perturbaciones activas. Sin embargo, los errores de estimación del observador de estado extendido no pueden converger a cero en presencia de perturbaciones desconocidas pero acotadas, lo que traerá errores de seguimiento inesperados al sistema en lazo cerrado. Aprovechando el observador de estado extendido lineal y el algoritmo de super-twisting, se propone el observador de estado extendido de super-twisting para tratar las perturbaciones de segundo orden no decrecientes en este documento. La convergencia asintótica del observador de estado extendido de super-twisting y el controlador se demuestran mediante el método de Lyapunov. Además, la efectividad y robustez del observador de estado extendido de super-twisting se verifican mediante análisis de simulación. Los resultados de la simulación muestran que el observador de estado extendido de super-twisting propuesto mantiene el error de estimación minimizado con un tiempo de establecimiento menor en comparación con el observador de estado extendido lineal. El rendimiento de seguimiento del controlador con el observador propuesto se mejora significativamente.