Control de sistemas no lineales con retardos de entrada basado en ecuaciones diferenciales parciales

Título original:

Partial Differential Equation Based Control of Nonlinear Systems With Input Delays

Contenido del libro:

Resumen:

Se desarrollan métodos de control basados en ecuaciones diferenciales parciales (EDP) para una clase de sistemas no lineales inciertos con perturbaciones externas acotadas y retardo de entrada variable en el tiempo conocido/desconocido. Inspirándose en los compensadores de retardo basados en predictores, se utiliza una transformación lineal para relacionar la entrada de control con una función espacial y temporalmente variable. La transformación permite expresar la entrada de forma que el control se separe en control con retardo y control sin retardo, y también facilita la capacidad de compensar el aspecto variable en el tiempo del retardo con condiciones de ganancia menos complejas que los enfoques de control robusto anteriores.

A diferencia de los enfoques anteriores basados en predictores, que dependen intrínsecamente de la dinámica del sistema, se introduce una función de error auxiliar para facilitar una estructura de control robusta que no dependa de la dinámica conocida. El controlador diseñado presenta ganancias para compensar el retardo y la derivada del retardo de forma independiente y se consigue una mayor robustez ya que el controlador no requiere un conocimiento exacto del modelo.

En el Capítulo 2, se desarrolla un controlador de seguimiento para un sistema de segundo orden con un retardo de entrada conocido y variable en el tiempo. Se utiliza un nuevo funcional Lyapunov-Krasovskii en el análisis de estabilidad basado en Lyapunov para probar la acotación final uniforme de las señales de error. Los capítulos 3 y 4 se centran en el desarrollo de un controlador de seguimiento para sistemas no lineales inciertos generalizados con perturbaciones externas acotadas y retardo de entrada variable en el tiempo.

En el Capítulo 3, se utiliza un mapeo no lineal para mapear el dominio temporal no compacto a un dominio espacial compacto, y luego se utiliza una red neuronal (NN) para estimar el retardo de entrada variable en el tiempo desconocido. En el Capítulo 4, se demuestra un método de optimización basado en el descenso de gradiente acelerado (AGD) para estimar la magnitud del retardo variable en el tiempo desconocido. En el capítulo 5 se examina la aplicación del retardo de entrada en sistemas flexibles. En concreto, se considera la dinámica del ala de un avión. El esquema de estimación basado en NN desarrollado en el Capítulo 3 se combina con un método de control de límites para mitigar las oscilaciones en el ala de la aeronave en el Capítulo 5.

Dissertation Discovery Company y la Universidad de Florida se dedican a hacer que las obras académicas sean más fáciles de encontrar y accesibles en todo el mundo. Esta tesis, "Partial Differential Equation Based Control of Nonlinear Systems With Input Delays" de Indrasis Chakraborty, se obtuvo de la Universidad de Florida y se vende con permiso del autor. También se puede encontrar una copia digital de este trabajo en el repositorio institucional de la universidad, IR@UF. El contenido de esta tesis no ha sido alterado en modo alguno. Hemos alterado el formato para facilitar la impresión y lectura de la disertación.