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SISO和MIMO系统基于干扰观测器的自适应终端滑模控制在控制输入限制下的实验验证。 (英语) Zbl 1483.93309号

摘要:如今,不同技术领域的进步增加了对可靠控制器的需求。对于大多数系统来说,控制输入的不确定性、干扰和限制是不可避免的。因此,在设计实用控制器时考虑它们似乎对任何系统都是必不可少的。我们针对多输入多输出(MIMO)和单输入单输出(SISO)系统提出了一种自适应、鲁棒和有限时间控制技术。在所提出的控制技术的设计中,由于不可否认存在干扰和控制输入限制,因此充分考虑了它们的影响。基于有限时间滑模控制策略,设计了控制器和扰动观测器。然后,利用李亚普诺夫稳定性理论证明了所提控制方案和扰动观测器的稳定性和有限时间收敛性。最后,为了研究所提方法在实际应用中的性能,对所提控制方案进行了硬件在役(HIL)测试。通过数值仿真和HIL测试结果,证明了该控制器对不确定混沌系统的高效性能。此外,HIL测试结果表明,通过在控制器设计中实现连续函数,在实际应用中会减少对系统有不利影响的抖振。改进控制器的数值仿真和HIL试验台的结果清楚地证实了所提供的控制技术对实际系统的有效性能。因此,将所提出的控制技术应用于具有控制输入限制、扰动和时变不确定性的复杂非线性系统将是有用的。

MSC公司:

93C40型 自适应控制/观测系统
93B12号机组 可变结构系统
93D40型 有限时间稳定性
93立方35 多变量系统、多维控制系统
93立方厘米 控制理论中的非线性系统
91G80型 其他理论的金融应用
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Aghababa,M.P。;Heydari,A.,具有不确定性、外部扰动、未知参数和输入非线性的两个不同混沌系统之间的混沌同步,应用。数学。型号。,36, 1639-1652 (2012) ·Zbl 1243.93071号
[2] Barambones,O。;Cortajarena,J.A。;阿尔科尔塔,P。;De Durana,J.M.G.,基于双馈感应发电机的风能系统实时滑模控制,能源,76412-6433(2014)
[3] O.Bebek。;Cavusoglu,M.C.,机器人辅助心脏跳动手术的智能控制算法,IEEE Trans。罗布。,23, 468-480 (2007)
[4] 贝基罗斯,S。;Jahanshahi,H。;Bezzina,F。;Aly,A.A.,超混沌金融系统的一种新的模糊混合H_2/H_∞最优控制器,混沌孤立分形,146,文章110878 pp.(2021)·兹比尔1498.93383
[5] 陈,M。;Shi,P。;Lim,C.C.,基于扰动观测器的MIMO非线性系统的鲁棒约束控制,IEEE Trans。自动。控制,60,3281-3286(2015)·Zbl 1360.93340号
[6] 陈,M。;吴秋霞。;崔瑞霞,一类SISO不确定非线性系统的终端滑模跟踪控制,ISA Trans。,52, 198-206 (2013)
[7] 朱,Z。;朱,D。;Yang,S.X.,基于观测器的远程操作车辆自适应神经网络轨迹跟踪控制,IEEE Trans。神经网络。学习。系统。,28, 1633-1645 (2016)
[8] 邓振国。;Wu,G.C.,不确定分数阶微分方程的近似解,Rom.J.Phys。,56, 868-872 (2011)
[9] 郭毅。;Song,S.M。;Li,X.H。;Li,P.,输入饱和条件下航天器姿态跟踪的终端滑模控制,J.Aerosp。工程,30,文章06016006 pp.(2017)
[10] 黄,L.L。;巴利亚努,D。;莫,Z.W。;Wu,G.C.,带不确定性的分数阶离散时间扩散方程:模糊离散分数阶微积分的应用,物理学。A、 508166-175(2018)·Zbl 1514.39005号
[11] 伊克巴尔,J。;乌拉,M。;Khan,S.G。;Khelifa,B。;Cho uković,S.,《非线性控制系统——历史和最新进展的简要概述》,《非线性工程》,6301-312(2017)
[12] Jahanshahi,H.,使用带有解耦滑模监督的鲁棒自适应方案平滑控制HIV/AIDS感染,《欧洲物理杂志》。J.规格顶部。,227, 707-718 (2018)
[13] Jahanshahi,H。;Rajagopal,K。;Akgul,A。;北卡罗来纳州萨里。;Namazi,H。;贾法里,S.,《超稳定非线性振荡器的完整分析和工程应用》,国际非线性力学杂志。,107, 126-136 (2018)
[14] Jahanshahi,H。;萨贾迪,S.S。;贝基罗斯,S。;Aly,A.A.,关于具有非线性模型预测控制器的变阶分数阶超混沌经济系统的发展,混沌孤立子分形,144,文章110698 pp.(2021)
[15] 贾汉沙希,H。;北卡罗来纳州萨里。;Pham,V.T。;Alsaadi,F.E。;Hayat,T.,《载波系统受滑模影响的最优自适应高阶控制器》,Int.J.Adv.Rob。系统。,第15条,第1729881418782097页(2018年)
[16] Jahanshahi,H。;Shahraria-Kahkeshi,M。;Alcaraz,R。;王,X。;辛格,V.P。;Pham,V.T.,具有隐藏吸引子的非平衡四维混沌系统的熵分析和基于神经网络的自适应控制,熵,21,156(2019)
[17] Jahanshahi,H。;Yousefpour,A。;Munoz-Pacheco,J.M。;卡卡尔,S。;范,V.-。T。;Alsaadi,F.E.,《一种新型分数阶超混沌忆阻振荡器:动态分析、鲁棒自适应同步及其在语音加密中的应用》,应用。数学。计算。,383,第125310条pp.(2020)·Zbl 1508.94058号
[18] Jahanshahi,H。;Yousefpour,A。;Munoz-Pacheco,J.M。;莫罗兹,I。;魏,Z。;Castillo,O.,一种新的具有自激和隐藏混沌吸引子的多稳态分数阶四维系统:使用新型模糊自适应滑模控制方法的动态分析和自适应同步,应用。软计算。,87,第105943条pp.(2020)
[19] Jahanshahi,H。;Yousefpour,A。;魏,Z。;Alcaraz,R。;Bekiros,S.,《具有共存吸引子的金融超混沌系统:动态研究、熵分析、控制和同步》,混沌孤子分形,12666-77(2019)·Zbl 1451.91233号
[20] Jimenez-Fabian,R。;Verlinden,O.,《下肢矫形器、假肢和外骨骼机器人踝关节系统控制算法综述》,医学工程物理。,34, 397-408 (2012)
[21] Kosari,A。;Jahanshahi,H。;Razavi,S.A.,《两艘航天器对接机动的最优模糊PID控制方法:定向运动》,《工程科学》。Technol公司。国际期刊,20,293-309(2017)
[22] 库马尔,S.R。;Rao,S。;Ghose,D.,具有冲击角约束的非奇异终端滑模制导,J.Guid。控制动态。,3711114-1130(2014)
[23] Li,J.F。;Jahanshahi,H。;卡卡尔,S。;Chu,Y.M。;Gómez-Aguilar,J.F。;新墨西哥州阿洛塔比。;Alharbi,K.H.,《关于可变阶分数忆阻振荡器:使用基于2型模糊扰动观测器的鲁棒控制的数据安全应用和同步》,混沌孤子分形,145,第110681页,(2021)·Zbl 1498.94070号
[24] Mobayen,S。;巴利亚努,D。;Tchier,F.,一类非线性不确定系统基于LMI的二阶快速终端滑模控制设计及其在混沌系统中的应用,J.Vib。控制,23,2912-2925(2017)·Zbl 1402.93134号
[25] Mobayen,S。;Javadi,S.,使用终端滑动模式设计受扰三阶非完整系统的扰动观测器和有限时间跟踪器,J.Vib。控制,23181-189(2017)
[26] Rajagopal,K。;Jahanshahi,H。;贾法里,S。;Weldegiorgis,R。;Karthikeyan,A。;Duraisamy,P.,分数阶水轮机调节系统中共存吸引子和基于模糊PID的混沌控制,亚洲J.control,23894-907(2021)
[27] Rajagopal,K。;Jahanshahi,H。;瓦兰,M。;海湾I。;Pham,V.T。;贾法里,S。;Karthikeyan,A.,具有基于模糊的混沌控制和基于LQR的混沌同步的超混沌忆阻振荡器,AEU Int.J.Electron。社区。,94, 55-68 (2018)
[28] 沙赫扎德,M。;Pham,V.T。;艾哈迈德,医学硕士。;贾法里,S。;Hadaeghi,F.,《具有共存隐藏吸引子的混沌系统的同步和电路设计》,《欧洲物理学》。J.规格顶部。,224, 1637-1652 (2015)
[29] Sun,J。;Wang,Y。;Wang,Y。;Shen,Y.,基于非奇异终端滑模控制的两个未知参数复变量混沌系统的有限时间同步,非线性动力学。,85, 1105-1117 (2016) ·Zbl 1355.34097号
[30] Sun,L。;李,D。;钟,Q.C。;Lee,K.Y.,基于修正的不确定性和扰动估计器的一类具有时滞的工业过程的控制,IEEE Trans。Ind.Electron公司。,637018-7028(2016)
[31] Vahidi-Moghaddam,A。;Rajaei,A。;Ayati,M.,基于扰动观测器的MIMO不确定非线性系统模糊终端滑模控制,应用。数学。型号。,70, 109-127 (2019) ·Zbl 1465.93033号
[32] Vahidi-Moghaddam,A。;Rajaei,A。;瓦坦卡,R。;Hairi-Yazdi,M.R.,在Casimir力存在下静电驱动纳米梁振动抑制的非对称输入饱和终端滑模控制,应用。数学。型号。,60, 416-434 (2018) ·Zbl 1480.93080号
[33] Vaidyanathan,S。;Sampath,S.,通过滑模控制实现四翼混沌系统的反同步,国际汽车杂志。计算。,9, 274-279 (2012)
[34] 王,B。;Jahanshahi,H。;杜塔,H。;Zambrano-Serrio,E。;格雷本尤克,V。;贝基罗斯,S。;Aly,A.A.,《将快速智能控制技术融入生态学:分数混沌生态系统基于切比雪夫神经网络的终端滑模方法》,Ecol。复杂。,47,第100943条pp.(2021)
[35] 王,B。;Jahanshahi,H。;沃洛斯,C。;贝基罗斯,S。;Khan,M.A。;阿加瓦尔,P。;Aly,A.A.,基于RBF神经网络的分数时滞系统新型容错主动控制,电子学,101501(2021)
[36] 王,B。;Jahanshahi,H。;沃洛斯,C。;贝基罗斯,S。;优素福,A。;阿加瓦尔,P。;Aly,A.A.,使用新的固定时间超扭曲滑模技术控制受控制输入限制的对称混沌供应链系统,Symmetry,13,1257(2021)
[37] Wang,H。;韩振中。;谢庆云。;Zhang,W.,通过非奇异终端滑模控制实现有限时间混沌控制,Commun。非线性科学。数字。同时。,14, 2728-2733 (2009) ·兹比尔1221.37225
[38] 王,S。;贝基罗斯,S。;优素福,A。;He,S。;O.卡斯蒂略。;Jahanshahi,H.,使用新型2型模糊主动控制方法同步分数时滞金融系统,混沌孤子分形,136,第109768页,(2020)·Zbl 1489.93064号
[39] Wang,Y.L。;Jahanshahi,H。;贝基罗斯,S。;Bezzina,F。;Chu,Y.M。;Aly,A.A.,具有市场信心的分数阶混沌金融系统的带有限时间终端滑模控制的深度递归神经网络,混沌孤子分形,146,文章110881 pp.(2021)·Zbl 1498.93086号
[40] 吴,X。;Lin,Z.,《关于抗风机制的即时、延迟和预期激活:静态抗风案例》,IEEE Trans。自动。控制,57,771-777(2011)·Zbl 1369.93401号
[41] 尹,Y。;刘杰。;桑切斯,J.A。;吴,L。;巴斯克斯,S。;Leon,J.I。;Franquelo,L.G.,NPC转换器基于观测器的自适应滑模控制:RBF神经网络方法,IEEE Trans。电力电子。,34, 3831-3841 (2018)
[42] Yousefpour,A。;Haji Hosseinloo,A。;Reza Hairi Yazdi,M。;Bahrami,A.,基于干扰观测器的终端滑模控制,用于非线性振动能量采集器的有效性能,J.Intell。马特。系统。结构。,第1045389X20922903条pp.(2020)
[43] Yousefpour,A。;Jahanshahi,H.,超混沌忆阻振荡器基于快速扰动观测器的鲁棒积分终端滑模控制,欧洲物理。J.规格顶部。,228, 2247-2268 (2019)
[44] Yousefpour,A。;Jahanshahi,H。;贝基罗斯,S。;Muñoz-Pacheco,J.M.,分数阶记忆神经网络的鲁棒自适应控制,具有人工智能应用的神经形态电路的Mem-Elements,501-515(2021),Elsevier
[45] Yousefpour,A。;Jahanshahi,H。;Gan,D.,记忆神经网络同步的模糊积分滑模技术,神经形态电路的记忆元件与人工智能应用,485-500(2021),Elsevier
[46] Yousefpour,A。;Jahanshahi,H。;Munoz-Pacheco,J.M。;贝基罗斯,S。;Wei,Z.,具有瞬态混沌的分数阶超混沌经济系统,混沌孤子分形,130,文章109400 pp.(2020)·兹比尔1489.91150
[47] 曾博士。;张,R。;Park,J.H。;钟,S。;Cheng,J。;Wu,G.C.,具有执行器故障和非周期事件触发采样数据控制的复值记忆神经网络的可靠稳定性和稳定性,非线性分析。混合系统。,39,第100977条pp.(2021)·Zbl 07443523号
[48] 张杰。;Ren,M。;田,Y。;Hou,G。;Fang,F.,带非高斯噪声非线性随机系统的约束随机分布控制,Int.J.Innov。计算。信息控制,91759-1767(2013)
[49] M.Zhihong,X.H.Yu,MIMO线性系统的终端滑模控制,in,IEEE,第4619-4624页。
[50] 周S.S。;Jahanshahi,H。;丁,Q。;贝基罗斯,S。;Alcaraz,R。;马里兰州阿拉斯萨菲。;Alsaadi,F.E。;Chu,Y.M.,离散时间宏观经济系统:使用基于模糊的激活反馈控制的分岔分析和同步,混沌孤子分形,142,文章110378 pp.(2021)
[51] Zirkohi,M.M.,使用自适应反推快速终端滑模控制的数字安全通信的有效方法,计算。选举人。工程,76311-322(2019)
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