کنترل گام به عقب وفقی-مقاوم یک سیستم غیر خطی با وجود عدم قطعیت، اغتشاش و تاخیر زمانی مجهول

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز

2 استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز

چکیده

در این مقاله کنترل گام به عقب وفقی-مقاوم برای دسته­ای از سامانه­های غیرخطی به صورتپسخور اکید با تاخیر زمانی مجهول و تحت اغتشاش در نظر گرفته شده است. در کاربرد عملی،اندازه­گیری دقیق مقدار تاخیر زمانی بنا به دلایلی چون فرسودگی قطعات، عدم قطعیت­های مجموعه و عدم احاطه به کل مجموعه بسیار دشوار است. بنابراین در این تحقیق مقدار تاخیر زمانی مجهول فرض شده است. با توجه به این فرض جمله های دارای تاخیر زمانی نباید در قوانین به روز رسانی و کنترلی ظاهر شوند. بنابراین به کمک تابعکلیاپانوف کراسوفسکی این عبارات از قوانین مزبور حذف می­شوند. عدم قطعیت در متغیرهای مجموعه، در بسیاری از سامانه­های فیزیکی وجود دارد. دسته­ای از سامانه های غیر خطی به فرم پسخور اکید هستند که می­توان برای آن­ها کنترلگر گام به عقب طراحی کرد. در عمل امکان ورود اغتشاش به بسیاری از سامانه­های مکانیکی، هیدرولیکی و الکتریکی وجود دارد، بنابراین در این تحقیق برای سامانه­های وفقی به فرم پسخور اکید کنترل مقاومی در برابر تاخیر زمانی مجهول و اغتشاش اعمالی به سامانه طراحی می­شود. در عمل اغتشاش­های اعمالی به سامانه های فیزیکی کراندار هستند، به همین دلیل برای عبارات اغتشاش کران بالایی در نظر گرفته می­شود. در پایان دو مثال برای نشان دادن کیفیت روش ارائه شده در این مقاله ارائه شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Robust Adaptive Backstepping Control of a Nonlinear System with Uncertainty, Disturbance and Unknown Time Delay

نویسندگان [English]

  • Hoseyn Chehardoli 1
  • Mohammad Eghtesad 2
چکیده [English]

In this paper, robust adaptive control is presented for a class of nonlinear systems in strict feedback form with uncertain time delay. It is assumed that time delay is not known, thus terms having delays must not appear in adaptation and control laws. By using the Lyapunov-Krasovskii functional, terms having time delay are deleted from adaptation and control laws. The adaptive backstepping method is used to design a controller and it is shown that this controller guarantees global uniform asymptotic stability of the system. A controller is robust against uncertain time delay and bounded disturbances, which enter the system. Two simulation results are provided to show the effectiveness of the proposed approach.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Robust Adaptive Control
  • Unknown Time Delay
  • Bounded Disturbance
  • Backstepping
  • Lyapunov-Krasovskii Functional

مراجع

[1] Z. Qu ,“Robust control of nonlinear systems by estimating time variant uncertainties,” IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 47, no. 1, pp. 121-115, 2002.
[2] H. Lee ,“Robust Adaptive Fuzzy Control by Backstepping for a Class of MIMO Nonlinear Systems”, IEEE Trans. on Fuzzy Systems, vol. 19, no. 2, pp. 265, 2011. - 275,
[3] J. Zhou, C. Wen, and Y. Zhang; ,“Adaptive Backstepping Control of a Class of Uncertain Nonlinear Systems With Unknown Backlash-Like Hysteresis”, IEEE Trans . on Automatic Control, vol. 49, no. 10, pp. 1757-1751, 2004.
[4] J. Maneeratanaporn, P. Patompak, and S. Varongkriengkrai ,“Adaptive Backstepping Controller for Triple Rotary Joint Manipulator”, in SICE Annual Conference, Taipei, Taiwan, pp. 436-431, 2010.
[5] Z. Pan, and T . Basar ,“Adaptive controller design for tracking and disturbance attenuation in parametric strict-feedback nonlinear systems”, IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 43, no.8, pp. 1066-1083, 1998.
[6] E. Fridman, U. Shaked “An improved stabilization method for linear time-delay systems”, IEEE Trans. on Automatic Control, vol. 47, pp.1931-1937, 2002.
[7] S. K. Nguory ,“Robust stabilization of a class of time-delay nonlinear systems”, IEEE Trans. on Automatic Control, vol.45, pp. 756-762, 2000.
[8] S. Xu, J. Lam, and Y. Zou ,“Delay-dependent guaranteed cost control of uncertain system with state and input delays”, IEEE Proceedings Control Theory and Applications, vol. 153, no.6, pp. 307-313, 2006.
[9] J. D. Chen ,“Delay-dependent robust H∞ control of uncertain neutral systems with state and input delays : LMI optimization approach”, Chaos, Solitons & Fractals, vol. 33, no.2, pp. 595-606, 2007.
[10] S. Tong, W. Wang, and L. Qu ,“Decentralized robust control for uncertain T–S fuzzy large-scale systems with time-delay”, International Journal of Innovative Computing Information and Control, vol. 3, no.3, pp. 657-672, 2007.
[11] J. P. Gao, B. Huang, and Z. D. Wang ,“LMI-based robust H∞ control of uncertain linear jump systems with time-delays”, Automatica, vol.37, no. 7, pp. 1141-1146, 2001.
[12] B. T. Cui and M. Hua ,“Observer-based passive control of linear time-delay systems with parametric uncertainty”, Chaos, Solitons & Fractals, vol. 32, pp. 160-167, 2007.
[13] F. L. S. He ,“Observer-based passive control for nonlinear uncertain time-delay jump systems”, Acta Mathematica Scientia. Series A vol. 29, no.2, pp. 135-143, 2009.
[14] J. Hale ,“Theory of functional differential equations”, 2nd ed., New York: Springer, 1977.
[15] S. S. Ge, F. Hong, and T. H. Lee ,“Robust adaptive control of nonlinear systems with unknown time delays”, Automatica, vol. 4, pp. 1181-1190, 2005.
[16] S. S. Ge, F. Hong, and T. H. Lee ,“Adaptive neural control of nonlinear time-delay systems with unknown virtual control coefficients”, IEEE Trans. on System, Man, Cybernetics B, vol.34, no. 1, pp. 499-516, 2004.
[17] M. Malek-Zavarei ,“Time-delay systems analysis, optimization and applications”, North -
Hollandsystems and control series, vol. 9, New York: Elsevier Science, pp. 87-92, 1987 .
[18] M. Moallem and V. A. Tabrizi ,“Nonlinear Position Control of Antagonistic Shape Memory Alloy Actuators”, Proc. of the American Control Conf., pp. 88-93, 2007.
[19] M. Krstic, I. Kanellakopoulos, and P. Kokotovic, “Nonlinear and adaptive control design: Wiley, Interscience”, American Control Conf., pp. 8893, 1995.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار