کنترل تطبیقی سیستم‌های غیرخطی در حضور خرابی عملگر
الموضوعات :
1 - استادیار – دانشکده مهندسی برق، واحد نجف‌آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران
مرکز ریزشبکه‌های هوشمند،واحد نجف‌آباد،دانشگاه آزاد اسلامی، نجف‌آباد، ایران
الکلمات المفتاحية: کنترل تطبیقی, خرابی متغیر با زمان عملگر, سیستم غیرخطی, روش کنترلی گام به عقب,
ملخص المقالة :
در این مقاله، یک کنترل کننده تطبیقی برای کنترل یک کلاس از سیستم‌های غیرخطی در معرض پارامترهای نامعین، بهره کنترلی متغیر و با وجود خرابی عملگر ارائه شده است. کنترل کننده ارائه شده می تواند خرابی کاهش کارایی و خرابی قفل شونده در عملگر را کامل جبران کند. مدل خرابی عملگر در نظر گرفته شده قابلیت جبران غالب خرابی‌های قابل وقوع در سیستم های عملی و کاربردی را دارد. کنترل کننده تطبیقی پیشنهادی بر اساس روش کنترلی گام به عقب طراحی شده است. در این مقاله، با معرفی توابع لیاپانوف- کراسوسکی مناسب، قوانین تطبیقی جدیدی طراحی شده است که خرابی‌های نامعین و پارامترهای نامعلوم را جبران می‌کند. روش کنترلی ارائه شده، تعقیب مجانبی خروجی و کرانداری تمامی سیگنال‌های سیستم حلقه بسته را تضمین می‌کند. روش پیشنهادی جهت کنترل بال هواپیما در حضور خرابی متغیر با زمان عملگر استفاده شده است. نتایج شبیه سازی، کارایی و صحت روش کنترلی ارائه شده را نشان می دهد.
[1] J.D. Boskovic, J. A. Jackson, R. K. Mehra, N. T. Nguyen, "Multiple-model adaptive fault-tolerant control of a planetary lander", Journal of Guidance, Control, and Dynamics. Vol. 32, No. 6, pp. 1812-1826, 2009.
[2] Q. Hu, "Robust adaptive sliding mode attitude maneuvering and vibration damping of three-axis-stabilized flexible spacecraft with actuator saturation limits", Journal of Nonlinear Dynamics. Vol. 55, No. 4, pp. 301-321, 2009.
[3] Q. Hu, B. Xiao, "Adaptive fault tolerant control using integral sliding mode strategy with application to flexible spacecraft", International Journal of Systems and Science, Vol. 44, No. 12, pp. 1-14, 2012.
[4] M.L. Corradini, G. Orlando, "Actuator failure identification and compensation through sliding modes", IEEE Trans. on Control Systems Technology. Vol.15, No. 1, pp. 184-190, 2007.
[5] M. Bodson, J.E. Groszkiewicz, "Multivariable adaptive algorithms for reconfigurable flight control", IEEE Trans. on Control Systems Technology, Vol. 5, No. 2, pp. 217-229, 1997.
[6] G. Tao, S.M. Joshi, X.L. Ma, "Adaptive state feedback control and tracking control of systems with actuator failures", IEEE Trans. on Automation Control, Vol. 46, No. 1, pp. 78-95, 2001.
[7] G. Tao, S. H. Chen, S. M. Joshi, "An adaptive failure compensation controller using output feedback", IEEE Trans. on Automatic Control, Vol. 47, No. 3, pp. 506-511, 2002.
[8] G. Tao, S. Chen, S.M. Joshi, "An adaptive actuator failure compensation using output feedback", IEEE Trans. on Automatic Control, Vol.47, No. 3, pp. 506-511, 2002.
[9] X. Tang, G. Tao, S.M. Joshi, "Adaptive actuator failure compensation for MIMO systems with an aircraft control application", Automatica, Vol. 43, No. 11, pp. 1869–1883, 2007.
[10] J. Wang, H-L. Pei, N-Z. Wang, "Adaptive output feedback control using fault compensation and fault estimation for linear system with actuator failure", International Journal of Automation and Computing, Vol. 10, No.5, pp. 463-471, 2013.
[11] J.X. Zheng, Y.G. Hong, "Robust adaptive fault tolerant compensation control with actuator failures and bounded disturbances", Acta Automatica Sinica, Vol. 35, No. 3, pp. 305-309, 2009.
[12] M. Krstic, I. Kanellakopoulos, P. Kokotovic, "Nonlinear and adaptive control design", John Wiley and Sons (New York, 1995).
[13] C. Wen, Y. Zhang, Y. C. Soh, "Robustness of an adaptive backstepping controller without modification", Systems and Control Letters, Vol. 36, No. 2, pp. 87-100, 1999.
[14] X. Tang, G. Tao, M. Joshi, "Adaptive actuator failure compensation for parametric strict feedback systems and an aircraft application", Automatica, Vol. 39, No. 11, pp. 1975-1980, 2003.
[15] G. Tao, X. Tang, S. Chen, S. M. Joshi, Adaptive control of systems with actuator failures, Springer (2004).
[16] X. Tang, G. Tao, M. Joshi, "Adaptive output feedback actuator failure compensation for a class of nonlinear systems", International Journal of Adaptive Control and Signal Processing, Vol. 19, No. 6, pp. 419-444, 2005.
[17] Z. Zhang, C. Weisheng, "Adaptive output feedback control of nonlinear systems with actuator failures", Information Sciences, Vol. 179 , No. 24, pp.4249-4260, 2009.
[18] Z. Zhang, S. Xu, B. Wang, "Adaptive actuator failure compensation with unknown control gain signs", IET Control Theory Application, Vol. 5, No. 16, pp. 1859-1867, 2011.
[19] Z. Zhang, W. Chen, "Adaptive tracking control for actuator failure compensation based on MT-filters", Journal of Systems Science and Complexity, Vol. 23, No. 4, pp. 759-768, 2010.
[20] W. Wang, C. Wen, "Adaptive actuator failure compensation control of uncertain nonlinear systems with guaranteed transient performance", Automatica, Vol. 46, No. 12, pp. 2082-2091, 2010.
[21]S. Zhang, X. Quo, C. Liu, "Neural adaptive compensation control for a class of MIMO uncertain nonlinear systems with actuator failures", Journal of Circuits, Systems, and Signal Processing, Vol.33, No. 6, pp. 1971-1984, 2013.
[22] X. Qiu, S. Zhang, C. Liu, "Backstepping adaptive compensation control for a class of MIMO nonlinear systems with actuator failures", Proceedings of the IEEE/CCC, pp. 6088-6093, Xi'an, China, July 2013.
[23] A. Mihankhah, F. Salmasi, K. Salahshoor, "Partial and total actuator faults accommodation for input-affine nonlinear process plants", ISA Transactions, Vol. 52, No. 3, pp. 351-357, 2013.
[24] L. Meng, B. Jiang, "Backstepping-based active fault tolerant control for a class of uncertain SISO nonlinear systems", Journal of Systems Engineering and Electronics, Vol. 20, No. 6, pp. 1263-1270, 2009.
[25] P. Li, G. Yang, "Backstepping adaptive fuzzy control of uncertain nonlinear systems against actuator faults", Journal of Control Theory and Applications, Vol. 7, No. 3, pp. 248–256, 2009.
[26] S. Tong, T. Wang, Y. Li, "Fuzzy adaptive actuator failure compensation control of uncertain stochastic nonlinear systems with unmodeled dynamics", IEEE Trans. on FuzzySystems, Vol. 22, No. 3, pp. 563-574, 2013
_||_