Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Điều Khiển Lặp Lại Dạng Trượt Với Dự Đo Cho Các Hệ Phi Tuyến Liên Kết
Tóm tắt
Bài báo này thiết kế một phương pháp điều khiển lặp lại dạng trượt với dự đoán (SMPRC) cho các hệ phi tuyến liên kết. Đầu tiên, một hệ thống lỗi mở rộng, bao gồm phương trình đạo hàm của động lực học tham chiếu tương lai có sẵn, đầu ra của bộ điều khiển lặp lại chỉnh sửa và động lực học lỗi theo dõi, được xây dựng. Tiếp theo, một mặt chuyển đổi tích phân được thiết kế để kiểm tra sự ổn định tiệm cận mạnh mẽ của hệ thống được xem xét dưới điều kiện không tuyến tính. Sau đó, bài toán thiết kế quy luật điều khiển lặp lại với dự đoán (PRC) được chuyển thành bài toán ổn định của hệ thống mở rộng với các điều kiện danh nghĩa. Tiếp theo, một quy luật điều khiển dạng trượt (SMC) phối hợp với quy luật PRC nhằm đảm bảo độ mạnh mẽ của các hệ thống liên kết trong sự hiện diện của không tuyến tính. Hơn nữa, các điều kiện ổn định cần thiết được suy diễn dựa trên phân tích Lyapunov, bất đẳng thức ma trận tuyến tính (LMI) và kỹ thuật phân rã giá trị kỳ dị (SVD). Cuối cùng, kết quả mô phỏng số chứng minh tính hiệu quả của phương pháp được đề xuất.
Từ khóa
#điều khiển dạng trượt #điều khiển lặp lại #hệ phi tuyến #ổn định tiệm cận #phân tích LyapunovTài liệu tham khảo
A.N. Atassi, H.K. Khalil, A separation principle for the stabilization of a class of nonlinear systems. IEEE Trans. Autom. Control 44(9), 1672–1687 (1999)
J.M. Cao, J.F. Zhou, J. Chen, A.H. Hu, M.F. Hu, Sliding mode control for discrete-time systems with randomly occurring uncertainties and nonlinearities under hybrid cyber attacks. Circuits Syst. Signal Process. 40(12), 5864–5885 (2021)
L. Chen, H.J. Liang, Y.N. Pan, T.S. Li, Human-in-the-loop consensus tracking control for UAV systems via an improved prescribed performance approach. IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst. 59(6), 8380–8391 (2023)
R. Chuei, Z.W. Cao, M. Mitrevska, Z.H. Man, Sliding mode based repetitive control for improved reference tracking, in Proceedings of 2014 International Conference on Modelling, Identification & Control (2014), pp. 166-171
R. Dandrea, G.E. Dullerud, Distributed control design for spatially interconnected systems. IEEE Trans. Autom. Control 48(9), 1478–1495 (2003)
M. Das, C. Mahanta, Optimal second order sliding mode control for linear uncertain systems. ISA Trans. 53(6), 1807–1815 (2014)
T.Y. Doh, J.R. Ryoo, M.J. Chung, Design of a repetitive controller: an application to the track-following servo system of optical disk drives. IEE Proc. Control Theory Appl. 153(3), 323–330 (2006)
Y.G. Gao, X.F. Li, W.J. Zhang, D.C. Hou, L.J. Zheng, A sliding mode control strategy with repetitive sliding surface for shunt active power filter with an LCLCL filter. Energies 13(7), 1740 (2020)
Q. Geng, H.H. Yuan, F.C. Liu, Output regulation for decentralized networked control systems under jamming attacks and actuator saturation. ISA Trans. 102, 33–42 (2020)
S. Ghali, A. Benallegue, S. Elloumi, A decentralized observer-based optimal control for interconnected systems using the block pulse functions. Trans. Inst. Meas. Control 42(15), 3063–3075 (2020)
A. Hac, Optimal linear preview control of active vehicle suspension, in 29th IEEE Conference on Decision and Control (1990) pp. 2779-2784
S. Hara, Y. Yamamoto, T. Omata, M. Nakano, Repetitive control system: a new type servo system for periodic exogenous signals. IEEE Trans. Autom. Control 33(7), 659–668 (2002)
D.W.C. Ho, G.P. Lu, Robust stabilization for a class of discrete-time non-linear systems via output feedback: the unified LMI approach. Int. J. Control 76(2), 105–115 (2003)
C. Jia, R.W. Longman, An adaptive smooth second-order sliding mode repetitive control method with application to a fast periodic stamping system. Syst. Control Lett. 151, 104912 (2021)
T. Katayama, T. Ohki, T. Inoue, T. Kato, Design of an optimal controller for a discrete-time system subject to previewable demand. Int. J. Control 41(3), 677–699 (1985)
A. Kojima, \( H_{\infty } \) controller design for preview and delayed systems. IEEE Trans. Autom. Control 60(2), 404–419 (2014)
Y.H. Lan, J.J. Xia, Y.X. Shi, Robust guaranteed-cost preview repetitive control for polytopic uncertain discrete-time systems. Algorithms 12(1), 20 (2019)
Y.H. Lan, J.L. He, P. Li, J.H. She, Optimal preview repetitive control with application to permanent magnet synchronous motor drive system. J. Frankl. Inst. 357(15), 10194–10210 (2020)
Y.H. Lan, J.Y. Zhao, J.H. She, Preview repetitive control with equivalent input disturbance for continuous-time linear systems. IET Control Theory Appl. 16(1), 125–138 (2022)
Y.H. Lan, J.Y. Zhao, Design of a preview repetitive control with equivalent-input-disturbance system based on a continuous-discrete 2D model. J. Frankl. Inst. 360(3), 1884–1903 (2023)
Y.H. Lan, J.Y. Wu, J.H. She, Optimal sliding mode preview repetitive control for continuous-time nonlinear systems. Int. J. Control 96(10), 2415–2424 (2023)
D. Li, B.D. Schutter, Distributed model-free adaptive predictive control for urban traffic networks. IEEE Trans. Control. Syst. Technol. 30(1), 180–192 (2021)
G.L. Li, C.E. Ren, C.L.P. Chen, Preview-based leader-following consensus control of distributed multi-agent systems. Inf. Sci. 559, 251–269 (2021)
L. Li, F.C. Liao, Output feedback preview tracking control for discrete-time polytopic time-varying systems. Int. J. Control 92(12), 2979–2989 (2019)
L. Li, Observer-based preview repetitive control for uncertain discrete-time systems. Int. J. Robust Nonlinear Control 31(4), 1103–1121 (2021)
L. Li, X.H. Meng, Y.L. Liao, Preview repetitive control for linear continuous-time system. Int. J. Control Autom. Syst. 21(2), 508–518 (2023)
M. Li, P. Shi, M. Liu, Y.C. Zhang, S.Y. Wang, Event-triggered-based adaptive sliding mode control for T-S fuzzy systems with actuator failures and signal quantization. IEEE Trans. Fuzzy Syst. 29(6), 1363–1374 (2020)
F.C. Liao, Z.Q. Ren, M. Tomizuka, J. Wu, Preview control for impulse-free continuous-time descriptor systems. Int. J. Control 88(6), 1142–1149 (2015)
Y.R. Lu, F.C. Liao, H.Y. Liu, Usman, Cooperative preview tracking problem of discrete-time linear multi-agent systems: A distributed output regulation approach. ISA Trans. 85, 33–48 (2019)
W.J. Mao, J. Chu, Quadratic stability and stabilization of dynamic interval systems. IEEE Trans. Autom. Control 48(6), 1007–1012 (2003)
L. Mianzo, H. Peng, Output feedback \(H_\infty \) preview control of an electro-mechanical valve actuator. IEEE Trans. Contr. Syst. Technol. 15(3), 428–437 (2007)
J. Palraj, K. Mathiyalagan, P. Shi, New results on robust sliding mode control for linear time-delay systems. IMA J. Math. Control Inf. 38(1), 320–336 (2021)
I.R. Petersen, C.V. Hollot, A Riccati equation approach to the stabilization of uncertain linear systems. Automatica 22(4), 397–411 (1986)
A.H.M. Sayem, Z.W. Cao, Z.H. Man, Model free ESO-based repetitive control for rejecting periodic and aperiodic disturbances. IEEE Trans. Ind. Electron. 64(4), 3433–3441 (2016)
S. Schuler, U. Münz, F. Allgöwer, Decentralized state feedback control for interconnected systems with application to power systems. J. Process Control 24(2), 379–388 (2014)
J.H. She, M.X. Fang, Y. Ohyama, H. Hashimoto, M. Wu, Improving disturbance-rejection performance based on an equivalent-input-disturbance approach. IEEE Trans. Ind. Electron. 55(1), 380–389 (2008)
M. Wang, H.J. Liang, Y.N. Pan, X.P. Xie, A new privacy preservation mechanism and a gain iterative disturbance observer for multiagent systems. IEEE Trans. Netw. Sci. Eng. 11(1), 392–403 (2024)
H. Xie, F.C. Liao, S.S. Ge, Robust preview control of interconnected continuous-time systems with parametric uncertainties. Appl. Math. Model. 118, 107–127 (2023)
X. Yu, Observer-based decentralized tracking control with preview action for a class of nonlinear interconnected systems. Complexity 2020 (2020)
X. Yu, F.C. Liao, Output tracking control with preview action for a class of continuous-time Lipschitz nonlinear systems and its applications. J. Vib. Control 26(21–22), 2081–2091 (2020)
X. Yu, F.C. Liao, J. Deng, Tracking controller design with preview action for a class of Lipschitz nonlinear systems and its applications. Circuits Syst. Signal Process. 39, 2922–2947 (2020)
X. Yu, F.C. Liao, L. Li, New results on observer-based robust preview tracking control for Lipschitz nonlinear systems. J. Vib. Control 27(17–18), 2081–2096 (2021)
D. Zhang, X.J. Yang, Y.H. Wang, Event-triggered sliding mode control for singular Markovian jump systems. Circuits Syst. Signal Process. 42(5), 2675–2697 (2023)
L. Zhao, Y.M. Jia, J.P. Yu, J.P. Du, \(H_\infty \) sliding mode based scaled consensus control for linear multi-agent systems with disturbances. Appl. Math. Comput. 292, 375–389 (2017)
L. Zhou, J.H. She, X.M. Zhang, Z. Zhang, Improving disturbance-rejection performance in a modified repetitive-control system based on equivalent-input-disturbance approach. Int. J. Syst. Sci. 51(1), 49–60 (2020)