کنترل هماهنگ گروهی از سیستم‌های اویلر-لاگرانژ با استفاده از کنترل عصبی چند لایه تطبیقی در حضور قیدهای حالت خروجی

امیر نادرالاصلی ¹ (دانشکده مهندسی برق- واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران)
خوشنام شجاعی ² (مرکز تحقیقات پردازش دیجیتال و بینایی ماشین- واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران)
عباس چترایی ³ (مرکز تحقیقات ریزشبکه‌های هوشمند- واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران)

تاریخ ارسال : 1401/08/22 تاریخ تایید : 1401/12/20

کلید واژه: رهبر- پیرو, سیستم‌های اویلر–لاگرانژ, قیدهای خروجی, کنترل آرایش, کنترل‌کننده پسگام,

چکیده مقاله :

در این مقاله، یک طراحی کنترل آرایش مقید برای حرکت گروهی از سیستم های بر پایه دینامیک اویلر-لاگرانژ در حضور عدم قطعیت های مدل و دینامیک های مدل نشده با در نظر گرفتن قید های حالت خروجی به کار گرفته شده است. برای طراحی یک سیستم کنترل آرایش مقید، یک مدل دینامیکی بر پایه اویلر-لاگرانژ بر اساس ساختار رهبر-پیرو استفاده شده است. برای حل مسئله مقید این سیستم ها، یک تابع لیاپانوف محدود کننده متقارن اعمال شده که با نزدیک شدن متغیرهای مستقل آن به کران‌های محدود، به بی‌نهایت میل می‌کند. از این ویژگی تابع های لیاپانوف محدود کننده برای جلوگیری از نقض قید‌های حالت های سیستم و قرار گیری خطاهای این حالت ها در کران های از پیش تعیین شده و محدود استفاده شده است. همچنین، روش پایداری لیاپانوف برای کرانداری تمام سیگنال‌های سیستم حلقه بسته به کار گرفته شده و پایداری مسئله آرایش به صورت نیمه سراسری به طور یکنواخت اثبات شده است. نتایج شبیه‌سازی کامپیوتری، کارآیی کنترل‌کننده آرایش رهبر-پیرو مقید برای سیستم‌های بر پایه دینامیک اویلر-لاگرانژ را نشان می‌دهد.

چکیده انگلیسی :

In this paper, a constrained formation control design is implemented for a group motion of systems based on the Euler-Lagrange dynamics in the presence of model uncertainties and un-modeled dynamics with considering the output state constraints. To design a constrained formation control system, a dynamic model with respect to the Euler-Lagrange based on leader-follower structure is utilized. To solve the constrained problem of these systems, a Barrier Lyapunov Function (BLF) is applied that advances to infinity when its arguments reach to the finite bounds, in which is applied in the control design. This feature of BLFs is applied to prevent the violation of state variables from the constrained boundaries and restrict the errors of these states in the predetermined and limited bounds. Thus, the Lyapunov stability method is adopted to reveal all the signals of the closed-loop system that are bounded and the stability of formation problem is proved as semi-globally uniformly ultimately bounded (SGUUB). The computer simulation results demonstrate the efficacy of this leader-follower formation controller for systems based on the Euler-Lagrange dynamics.