Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đồng bộ chu kỳ giới hạn của các hệ thống phi tuyến với những bất định phù hợp và không phù hợp dựa trên quan sát viên nhiễu thời gian hữu hạn
Tóm tắt
Bài báo này tập trung vào việc điều khiển chu kỳ giới hạn của các hệ thống phi tuyến không chắc chắn có cả những bất định phù hợp và không phù hợp. Để mục đích này, trước tiên, một hệ thống phi tuyến ảo được xây dựng, hệ thống này có chu kỳ giới hạn mong muốn trong các quỹ đạo pha của nó. Định lý ổn định Lyapunov cho các tập giới hạn dương được sử dụng để xác nhận tính ổn định của chu kỳ giới hạn đã tạo ra trong hệ thống ảo. Tiếp theo, bằng cách sử dụng phương pháp điều khiển trượt đầu cuối không kỳ dị đã được sửa đổi, một bộ điều khiển mạnh mẽ được thiết kế để đồng bộ hóa các quỹ đạo của hệ thống phi tuyến thực với hệ thống ảo tương ứng trong một khoảng thời gian hữu hạn. Giả định rằng hệ thống thực chịu tác động của cả những bất định phù hợp và không phù hợp và/hoặc các nhiễu bên ngoài không xác định. Một mặt phẳng trượt đầu cuối phi tuyến được thiết kế với mục tiêu là một quan sát viên nhiễu thời gian hữu hạn nhằm giải quyết các yếu tố không xác định này. Định lý ổn định Lyapunov thời gian hữu hạn được sử dụng để xác nhận tính ổn định và độ bền của luật điều khiển được thiết kế. Thông qua kết quả mô phỏng, việc ổn định thời gian hữu hạn của các lỗi đồng bộ hóa và hiệu suất thích hợp của luật điều khiển được đề xuất đã được xác minh.
Từ khóa
#Hệ thống phi tuyến #bất định phù hợp #bất định không phù hợp #chu kỳ giới hạn #quan sát viên nhiễu thời gian hữu hạn #luật điều khiển mạnh mẽ.Tài liệu tham khảo
C. Aguilar-Ibánez, J.C. Martinez, J. de Jesus Rubio, M.S. Suarez-Castanon, Inducing sustained oscillations in feedback-linearizable single-input nonlinear systems. ISA Trans. 54, 117–124 (2015)
B.R. Andrievsky, N.V. Kuznetsov, G.A. Leonov, Methods for suppressing nonlinear oscillations in astatic auto-piloted aircraft control systems. J. Comput. Syst. Sci. Int. 56(3), 455–470 (2017)
J. Aracil, F. Gordillo, E. Ponce, Stabilization of oscillations through backstepping in high-dimensional systems. IEEE Trans. Autom. Control 50(5), 705–710 (2005)
F. Asano, M. Yamakita, N. Kamamichi, Z.-W. Luo, A novel gait generation for biped walking robots based on mechanical energy constraint. IEEE Trans. Robot. Automation 20(3), 565–573 (2004)
M. Benmiloud, A. Benalia, Finite-time stabilization of the limit cycle of two-cell DC/DC converter: a hybrid approach. Nonlinear Dyn. 83(1–2), 319–332 (2016)
S.P. Bhat, D.S. Bernstein, Geometric homogeneity with applications to finite-time stability. Math. Control Signals Syst 17(2), 101–127 (2005)
I. Boiko, Analysis of orbital stability in lure system based on dynamic harmonic balance. J. Frankl. Inst. 354(12), 4826–4837 (2017)
Y. Feng, X. Yu, Z. Man, Non-singular terminal sliding mode control of rigid manipulators. Automatica 38(12), 2159–2167 (2002)
M. Golestani, S. Mobayen, F. Tchier, Adaptive finite-time tracking control of uncertain non-linear n-order systems with unmatched uncertainties. IET Control Theory Appl. 10(14), 1675–1683 (2016)
H. Gritli, N. Khraief, A. Chemori, S. Belghith, Self-generated limit cycle tracking of the underactuated inertia wheel inverted pendulum under IDA-PBC. Nonlinear Dyn 89, 1–32 (2017)
W.M. Haddad, V. Chellaboina, Nonlinear dynamical systems and control: a Lyapunov-based approach (Princeton University Press, Princeton, 2011)
A.R. Hakimi, T. Binazadeh, Robust generation of limit cycles in nonlinear systems: application on two mechanical systems. J. Comput. Nonlinear Dyn. 12(4), 041013 (2017)
A.R. Hakimi, T. Binazadeh, Inducing sustained oscillations in a class of nonlinear discrete-time systems. J. Vib. Control 24, 1162–1170 (2018)
A.R. Hakimi, T. Binazadeh, Generation of stable oscillations in uncertain nonlinear systems with matched and unmatched uncertainties. Int. J. Control 92(1), 163–174 (2019)
E. Jafari, T. Binazadeh, Modified composite nonlinear feedback control for output tracking of nonstep signals in singular systems with actuator saturation. Int. J. Robust Nonlinear Control 28(16), 4855–4899 (2018)
Y. Ji, F. Ding, Multiperiodicity and exponential attractivity of neural networks with mixed delays. Circuits Syst. Signal Process. 36(6), 2558–2573 (2017)
T. Kai, Limit-cycle-like control for 2-dimensional discrete-time nonlinear control systems and its application to the Hénon map. Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simul. 18(1), 171–183 (2013)
H.K. Khalil, Nonlinear systems, vol. 3 (Prentice Hall, Upper Saddle River, 2002)
S. Li, Y.-P. Tian, Finite-time stability of cascaded time-varying systems. Int. J. Control 80(4), 646–657 (2007)
T.-S. Li, D. Wang, G. Feng, S.-C. Tong, A DSC approach to robust adaptive NN tracking control for strict-feedback nonlinear systems. IEEE Trans. Syst. Man Cybern. Part B Cybern. 40(3), 915–927 (2010)
S. Li, J. Yang, W.-H. Chen, X. Chen, Disturbance observer-based control: methods and applications (CRC Press, Boca Raton, 2014)
H. Li, Y. Wang, D. Yao, R. Lu, A sliding mode approach to stabilization of nonlinear Markovian jump singularly perturbed systems. Automatica 97, 404–413 (2018)
H. Liang, L. Zhang, H.R. Karimi, Q. Zhou, Fault estimation for a class of nonlinear semiMarkovian jump systems with partly unknown transition rates and output quantization. Int. J. Robust Nonlinear Control 28(18), 5962–5980 (2018)
B. Novák, J.J. Tyson, Design principles of biochemical oscillators. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 9(12), 981–991 (2008)
R. Ortega, J.A.L. Perez, P.J. Nicklasson, H.J. Sira-Ramirez, Passivity-based control of Euler-Lagrange systems: mechanical, electrical and electromechanical applications (Springer, Berlin, 2013)
R. Zurakowski, A. R. Teel, Enhancing immune response to HIV infection using MPC-based treatment scheduling. in Proceedings of the American Control Conference, vol. 2, pp. 1182–1187 (2003)
P. Rani, P. Kokil, H. Kar, L 2–L ∞ Suppression of limit cycles in interfered digital filters with generalized overflow nonlinearities. Circuits Syst. Signal Process. 36(7), 2727–2741 (2017)
C. Sikder, I. Husain, W. Ouyang, Cogging torque reduction in flux-switching permanent-magnet machines by rotor pole shaping. IEEE Trans. Ind. Appl. 51(5), 3609–3619 (2015)
J.T.M. Van Beek, R. Puers, A review of MEMS oscillators for frequency reference and timing applications. J. Micromech. Microeng. 22(1), 013001 (2011)
S. Varigonda, T.T. Georgiou, P. Daoutidis, Numerical solution of the optimal periodic control problem using differential flatness. IEEE Trans. Autom. Control 49(2), 271–275 (2004)
Y. Zhang, H. Li, J. Sun, W. He, Cooperative adaptive event-triggered control for multi-agent systems with actuator failures. IEEE Trans. Syst. Man Cybern. Syst. (2018). https://doi.org/10.1109/TSMC.2018.2883907
J. Yang, S. Li, J. Su, X. Yu, Continuous nonsingular terminal sliding mode control for systems with mismatched disturbances. Automatica 49(7), 2287–2291 (2013)
J. Yang, S. Li, X. Yu, Sliding-mode control for systems with mismatched uncertainties via a disturbance observer. IEEE Trans. Ind. Electron. 60(1), 160–169 (2013)
J. Yu, M. Chen, Fault tolerant control for near space vehicles with input saturation using disturbance observer and neural networks. Circuits Syst. Signal Process. 34(7), 2091–2107 (2015)
L. Yu, J. Huang, S. Fei, Sliding mode switching control of manipulators based on disturbance observer. Circuits Syst. Signal Process. 36(6), 2574–2585 (2017)