超扭转控制与零交叉自适应。稳定性分析与验证

IF 1.1 4区 计算机科学 Q4 AUTOMATION & CONTROL SYSTEMS
Jorge Anderson, J. J. Moré, Paul F. Puleston, V. Roda, R. Costa-Castelló
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摘要

近年来,基于二阶滑模(MDSO)技术设计的控制算法已成为传统滑模的重要替代方案。在这些算法中,MDSO超扭转控制由于其连续控制作用,允许显著减少颤振(高频振荡),同时保持所需的鲁棒性和有限时间收敛特性。然而,在实际实现中,有时有必要夸大控制器增益,以允许拒绝大的,尽管通常是零星的扰动。这不可避免地导致控制器工作量的增加,从而增加了系统的颤振。因此,本文提出了MDSO超扭转控制算法的稳定性分析和增益自适应机制的验证。它延续了Pisano等人为相对等级为2的系统开发的基于零交叉的自适应方法。首先对所提出的算法进行了评估。通过对电力系统应用情况的仿真。随后,在700W平台上实现了受控系统并进行了实验验证。结果表明,与传统的超捻算法相比,抖振显著降低,鲁棒性相似。
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Control Super-Twisting con adaptación basada en cruce por cero. Análisis de estabilidad y validación
En los últimos años, los algoritmos de control diseñados a partir de técnicas por Modos Deslizantes de Segundo Orden (MDSO) se han consolidado como una importante alternativa al modos deslizantes tradicional. Dentro de estos algoritmos, el control por MDSO Super-Twisting permite una importante reducción del chattering (oscilaciones de alta frecuencia), gracias a su acción de control continua, manteniendo las características de robustez y convergencia en tiempo finito deseadas. Sin embargo, en su implementación práctica, en ciertas ocasiones es necesario sobredimensionar las ganancias del controlador, con el objetivo de permitir el rechazo de grandes, aunque usualmente esporádicas, perturbaciones. Esto redunda inevitablemente en un incremento en el esfuerzo del controlador y, por ende, en un incremento del chattering del sistema. De esta manera, en este trabajo se presenta el análisis de estabilidad y validación de un mecanismo de Adaptación de Ganancias para un algoritmo de control por MDSO Super-Twisting. El mismo, continúa con el enfoque de adaptación basada en cruce por cero desarrollado por Pisano et al. para sistemas con grado relativo 2. El algoritmo propuesto es evaluado, en primera instancia. por simulación para el caso de aplicación de un sistema de potencia. Posteriormente, el sistema controlado es implementado y validado experimentalmente en una plataforma de 700W. Los resultados obtenidos mostraron una importante reducción del chattering y similares características de robustez, en comparación con el algoritmo Super-Twisting tradicional.
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期刊介绍: La Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial (RIAI) es el órgano de expresión del Comité Español de Automática (CEA), miembro de la Federación Internacional de Control Automático (IFAC). La revista se desarrolla en el marco de la comunidad iberoamericana, y en general, en los entornos en los que el español constituye el idioma básico y no excluyente de comunicación. RIAI engloba las siguientes temáticas: • Teoría de control y sistemas. • Ingeniería de control de procesos e instrumentación. • Técnicas de control avanzado. • Automatización y control de sistemas de producción. • Robótica y sistemas robotizados. • Arquitecturas de control y tecnología de computadores aplicada al control automático de sistemas. • Sistemas de tiempo real e informática industrial aplicados al control automático de sistemas. • Filtrado, estimación y análisis y tratamiento de señales e imágenes aplicados al control automático de sistemas. • Visión por computador aplicada al control automático de sistemas. • Modelado, identificación, simulación y optimización de sistemas. • Inteligencia computacional y técnicas de supervisión y detección de fallos aplicados al control automático de sistemas. • Historia de la automática. La automática en sistemas sociales, económicos y empresariales. • Cuestiones docentes y de formación en automática. • Control de sistemas en red y complejos a gran escala. • Control automático de procesos industriales, sistemas energéticos, mineros, ingeniería civil y edificios. • Control automático de sistemas de transporte y vehículos. • Control automático en bioingeniería, biología, agricultura, ecología y medicina. • Control automático de máquinas y motores y mecatrónica.
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