Oparte na równaniach różniczkowych cząstkowych sterowanie systemami nieliniowymi z opóźnieniami wejściowymi

Oryginalny tytuł:

Partial Differential Equation Based Control of Nonlinear Systems With Input Delays

Zawartość książki:

Streszczenie:

Opracowano metody sterowania oparte na równaniach różniczkowych cząstkowych (PDE) dla klasy niepewnych systemów nieliniowych z ograniczonymi zakłóceniami zewnętrznymi i znanym/nieznanym zmiennym w czasie opóźnieniem wejściowym. Zainspirowany kompensatorami opóźnień opartymi na predyktorach, transformacja liniowa jest używana do powiązania wejścia sterującego z funkcją przestrzenną i zmienną w czasie. Transformacja ta pozwala na wyrażenie danych wejściowych w sposób, który rozdziela sterowanie na sterowanie z opóźnieniem i sterowanie bez opóźnienia, a także ułatwia kompensację zmiennego w czasie aspektu opóźnienia przy mniej złożonych warunkach wzmocnienia niż poprzednie solidne podejścia do sterowania.

W przeciwieństwie do poprzednich podejść opartych na predyktorach, które z natury zależą od dynamiki systemu, wprowadzono pomocniczą funkcję błędu, aby ułatwić solidną strukturę sterowania, która nie zależy od znanej dynamiki. Zaprojektowany kontroler posiada wzmocnienia kompensujące niezależnie opóźnienie i pochodną opóźnienia, a dalsza odporność jest osiągana, ponieważ kontroler nie wymaga dokładnej znajomości modelu.

W rozdziale 2 opracowano kontroler śledzący dla systemu drugiego rzędu ze znanym zmiennym w czasie opóźnieniem wejściowym. W analizie stabilności opartej na funkcji Lyapunova wykorzystano nową funkcję Lyapunova-Krasovskiego w celu udowodnienia równomiernego, ostatecznego ograniczenia sygnałów błędu. Rozdziały 3 i 4 koncentrują się na opracowaniu kontrolera śledzącego dla uogólnionych niepewnych systemów nieliniowych z ograniczonymi zakłóceniami zewnętrznymi i nieznanym zmiennym w czasie opóźnieniem wejściowym.

W rozdziale 3 nieliniowe odwzorowanie jest używane do odwzorowania nie zwartej domeny czasowej na zwartą domenę przestrzenną, a następnie sieć neuronowa (NN) jest używana do oszacowania nieznanego zmiennego w czasie opóźnienia wejściowego. W rozdziale 4 zademonstrowano metodę optymalizacji opartą na przyspieszonym spadku gradientu (AGD) w celu oszacowania nieznanej zmiennej w czasie wielkości opóźnienia. W rozdziale 5 przeanalizowano zastosowanie wejściowego opóźnienia czasowego dla systemu elastycznego. W szczególności rozważana jest dynamika skrzydła samolotu. Schemat estymacji oparty na NN opracowany w rozdziale 3 jest połączony z metodą kontroli granicznej w celu złagodzenia oscylacji skrzydła samolotu w rozdziale 5.

Dissertation Discovery Company i University of Florida dokładają wszelkich starań, aby prace naukowe były łatwiejsze do znalezienia i dostępne na całym świecie. Niniejsza rozprawa doktorska, "Partial Differential Equation Based Control of Nonlinear Systems With Input Delays" autorstwa Indrasisa Chakraborty'ego, została uzyskana z University of Florida i jest sprzedawana za zgodą autora. Cyfrową kopię tej pracy można również znaleźć w repozytorium instytucjonalnym uniwersytetu, IR@UF. Treść niniejszej rozprawy nie została w żaden sposób zmieniona. Zmieniliśmy formatowanie, aby ułatwić drukowanie i czytanie rozprawy.