استراتژی کنترل سطح پس‌گام دینامیکی برای سیستم‌های غیرخطی فاقد فرم پسخوردی اکید ‌

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

2 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

یک روش طراحی کنترل ردیابی برای دسته‌ای از سیستم‌های غیرخطی فاقد فرم پسخوردی اکید ارائه شده است که با ترکیب تکنیک‌های پس‌گام و کنترل سطح دینامیکی انجام می‌شود. در هر مرحله از طراحی، یک قانون کنترل مجازی یا واقعی مبتنی بر پس‌گام برای پایداری زیرسیستم مربوطه تعیین می‌گردد. برای رفع مشکل ساختار دایره‌ای کنترل، از یک فیلتر پایین‌گذر مرتبه اول برای پردازش سیگنال کنترل مجازی در هر مرحله میانی طراحی بازگشتی استفاده شد. نتایج پایداری سیستم حلقه‌بسته نشان می‌دهد که تمامی سیگنال‌ها به صورت نیمه‌جهانی و در نهایت به طور یکنواخت محدود هستند. همچنین، با انتخاب صحیح پارامترها می‌توان تضمین کرد که خطای ردیابی در حالت پایدار به یک همسایگی کوچک اختیاری از صفر همگرا می‌شود. کارایی این طراحی با استفاده از یک مثال شبیه‌سازی نشان داده شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  • Krstic M, Kanellakopoulos I, Kokotovic PV. Nonlinear and Adaptive Control Design. New York, NY, USA: Wiley; 1995.
  • Zhou J, Wen CY. Adaptive Backstepping Control of Uncertain Systems: Nonsmooth Nonlinearities, Interactions or Time-Variations. Berlin, Germany: Springer; 2008.
  • Kanellakopoulos I, Kokotovic PV, Morse AS. Systematic design of adaptive controllers for feedback linearizable systems. IEEE Trans Autom Control. 1991 Nov; 36(11): 1241-1253.
  • Krstic M, Kanellakopoulos I, Kokotovic PV. Adaptive nonlinear control without overparametrization. Syst Control Lett. 1992 Sep; 19(3): 177-185.
  • Seto D, Annaswamy AM, Baillieul J. Adaptive control of nonlinear systems with a triangular structure. IEEE Trans Autom Control. 1994 Jul; 39(7): 1411-1428.
  • Polycarpou MM. Stable adaptive neural scheme for nonlinear systems. IEEE Trans Autom Control. 1996 Mar; 41(3): 447-451.
  • Ge SS, Hang CC, Zhang T. A direct method for robust adaptive nonlinear control with guaranteed transient performance. Syst Control Lett. 1999 Aug; 37(5): 275-284.
  • Wang D, Huang J. Adaptive neural network control for a class of uncertain nonlinear systems in pure-feedback form. Automatica. 2002 Aug; 38(8): 1365-1372.
  • Wang C, Hill DJ, Ge SS, Chen GR. An ISS-modular approach for adaptive neural control of pure-feedback systems. Automatica. 2006 May; 42(5): 723-731.
  • Chen WS, Jiao LC, Li J, Li RH. Adaptive NN backstepping output-feedback control for stochastic nonlinear strict-feedback systems with time-varying delays. IEEE Trans Syst Man Cybern B Cybern. 2010 Jun; 40(3): 939-950.
  • Wang M, Ge SS, Hong KS. Approximation-based adaptive tracking control of pure-feedback nonlinear systems with multiple unknown time-varying delays. IEEE Trans Neural Netw. 2010 Nov; 21(11): 1804-1816.
  • Zhang TP, Shi XC, Zhu Q, Yang YQ. Adaptive neural tracking control of pure-feedback nonlinear systems with unknown gain signs and unmodeled dynamics. Neurocomputing. 2013 Dec; 121: 290-297.
  • Chen M, Ge SS, How BVE, Choo YS. Robust adaptive position mooring control for marine vessels. IEEE Trans Control Syst Technol. 2013 Mar; 21(2): 395-409.
  • Chen B, Liu XP, Tong SC. Adaptive fuzzy output tracking control of MIMO nonlinear uncertain systems. IEEE Trans Fuzzy Syst. 2007 Apr; 15(2): 287-300.
  • Zou AM, Hou ZG, Tan M. Adaptive control of a class of nonlinear pure-feedback systems using fuzzy backstepping approach. IEEE Trans Fuzzy Syst. 2008 Aug; 16(4): 886-897.
  • Lin FJ, Shieh PH, Chou PH. Robust adaptive backstepping motion control of linear ultrasonic motors using fuzzy neural network. IEEE Trans Fuzzy Syst. 2008 Jun; 16(3): 676-692.
  • Tong SC, He XL, Zhang HG. A combined backstepping and small-gain approach to robust adaptive fuzzy output feedback control. IEEE Trans Fuzzy Syst. 2009 Oct; 17(5): 1059-1069.
  • Li YM, Tong SC, Li TS. Adaptive fuzzy output feedback control of MIMO nonlinear uncertain systems with time-varying delays and unknown backlash-like hysteresis. Neurocomputing. 2012 Sep; 93: 56-66.
  • Tong SC, Wang T, Li YM, Chen B. A combined backstepping and stochastic small-gain approach to robust adaptive fuzzy output feedback control. IEEE Trans Fuzzy Syst. 2013 Apr; 21(2): 314-327.
  • Li YM, Tong SC, Li TS, Jing XJ. Adaptive fuzzy control of uncertain stochastic nonlinear systems with unknown deadzone using small-gain approach. Fuzzy Sets Syst. 2014 Jan; 235: 1-24.
  • Swaroop D, Gerdes JC, Yip PP, Hedrick JK. Dynamic surface control of nonlinear systems. In: Proc. American Control Conference, Albuquerque, NM, USA 1997; 3028-3034.
  • Wang D, Huang J. Neural network based adaptive dynamic surface control for nonlinear systems in strict-feedback form. IEEE Trans Neural Netw. 2005 Jan; 16(1): 195-202.
  • Zhang TP, Ge SS. Adaptive dynamic surface control of nonlinear systems with unknown deadzone in pure feedback form. Automatica. 2008 Jul; 44(7): 1895-1903.
  • Li TS, Wang D, Feng G, Tong SC. A DSC approach to robust adaptive NN tracking control for strict-feedback nonlinear systems. IEEE Trans Syst Man Cybern B Cybern. 2010 Jun; 40(3): 915-927.
  • Wang D. Neural network-based adaptive dynamic surface control of uncertain nonlinear pure-feedback systems. Int J Robust Nonlinear Control. 2011 Mar; 21(5): 527-541.
  • Sun G, Wang D, Li XQ, Peng ZH. A DSC approach to adaptive neural network tracking control for pure-feedback nonlinear systems. Appl Math Comput. 2013 Jan; 219(11): 6224-6235.
  • Yang YS, Ren JS. Adaptive fuzzy robust tracking controller design via small gain approach and its application. IEEE Trans Fuzzy Syst. 2003 Dec; 11(6): 783-795.
  • Yang S, Feng G, Ren JS. A combined backstepping and small-gain approach to robust adaptive fuzzy control for strict-feedback nonlinear systems. IEEE Trans Syst Man Cybern A Syst Humans. 2004 May; 34(3): 406-420.
  • Sun G, Wang D, Peng ZH. Adaptive control based on single neural network approximation for non-linear pure-feedback systems. IET Control Theory Appl. 2012 Oct; 6(15): 2387-2396.
  • Sun G, Wang D, Wang MX. Robust adaptive neural network control of a class of uncertain strict-feedback nonlinear systems with unknown dead-zone and disturbances. Neurocomputing. 2014 Dec; 145: 221-229.
  • Wang X, Li TS, Chen CLP, Lin B. Adaptive robust control based on single neural network approximation for a class of uncertain strict-feedback discrete-time nonlinear systems. Neurocomputing. 2014 Nov; 138: 325-331.
  • Wang MX, Sun G. Single neural network approximation-based adaptive control of a class of uncertain strict-feedback nonlinear systems. In: Proc. 6th Int. Conf. Information Science and Technology, Dalian, China 2016; 280-284.
  • KhalafAnsar HM, Keighobadi J, Ettefagh MM, Tanha J. Black-box nonlinear observer-based deep reinforcement learning controller with application on Floating Wind Turbines. Sci Iran. 2024.
  • Keighobadi J, KhalafAnsar HM, Naseradinmousavi P. Adaptive neural dynamic surface control for uniform energy exploitation of floating wind turbine. Appl Energy. 2022; 316: 119132.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار