Rastreamento de sistemas incertos com direção de controle desconhecida via método ADRC e função de monitoração
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Data de Publicação: | 2021 |
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Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
Texto Completo: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/19777 |
Resumo: | This paper proposes an improved active disturbance rejection control (ADRC) method for output tracking of uncertain plants with unknown control direction. A basic design procedure in the ADRC methodology is to assume the exact knowledge of the system control direction, that is, the sign of its input channel coefficient. Recent Works have been proposed to relax such a requirement by performing modifications in its control structure. However, despite considering uncertainties in the input coefficient, many variants of the ADRC method still assume the knowledge of the control direction, which means that the control gain is uncertain in norm, but not in sign. For solving the later case, and also aiming to generalize the earlier ADRC results for a larger class of systems, the present work incorporates the concept of monitoring functions in the controller design, which is a switching-based strategy whose main function is to determine the correct sign of the control direction, which is directly related to the sign of the plant input channel coefficient. As a consequence of the resulting new control method, exponential stability with respect to a small residual set is guaranteed for the output tracking problem in closed-loop. Numerical simulations are performed and discussed in an academical example for comparing the robustness properties concerning the unknown control direction of the proposed strategy with another ADRC methodology. In the sequence, the proposed ADRC strategy based on monitoring function is applied to the automotive plant system of an Anti-Lock Braking System (ABS) for illustrating its performance. |
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A basic design procedure in the ADRC methodology is to assume the exact knowledge of the system control direction, that is, the sign of its input channel coefficient. Recent Works have been proposed to relax such a requirement by performing modifications in its control structure. However, despite considering uncertainties in the input coefficient, many variants of the ADRC method still assume the knowledge of the control direction, which means that the control gain is uncertain in norm, but not in sign. For solving the later case, and also aiming to generalize the earlier ADRC results for a larger class of systems, the present work incorporates the concept of monitoring functions in the controller design, which is a switching-based strategy whose main function is to determine the correct sign of the control direction, which is directly related to the sign of the plant input channel coefficient. As a consequence of the resulting new control method, exponential stability with respect to a small residual set is guaranteed for the output tracking problem in closed-loop. Numerical simulations are performed and discussed in an academical example for comparing the robustness properties concerning the unknown control direction of the proposed strategy with another ADRC methodology. In the sequence, the proposed ADRC strategy based on monitoring function is applied to the automotive plant system of an Anti-Lock Braking System (ABS) for illustrating its performance.Este trabalho propõe um método aprimorado de controle com rejeição ativa de distúrbios (ADRC) para o rastreamento de saída aplicado em plantas incertas e com direção de controle desconhecida. Um procedimento básico de projeto na metodologia ADRC é assumir o conhecimento exato da direção de controle do sistema, ou seja, do sinal do coeficiente do canal de entrada. Trabalhos recentes têm sido propostos realizando modificações em sua estrutura de controle. Porém, apesar de considerar as incertezas no coeficiente de entrada, muitas variantes do método ADRC ainda assumem o conhecimento da direção do controle, o que significa que o ganho de controle é incerto na norma, mas não no sinal. Para resolver o último caso, e também com o objetivo de generalizar os resultados anteriores do ADRC para uma classe maior de sistemas, o presente trabalho incorpora o conceito de funções de monitoração no projeto do controlador, que consiste em uma estratégia baseada em chaveamento cuja função principal é determinar o sinal correto da direção de controle, que está diretamente relacionado ao sinal do coeficiente do canal de entrada da planta. Como consequência do novo método de controle, a estabilidade exponencial em relação a um pequeno conjunto residual é garantida para o rastreamento em malha fechada. Simulações numéricas são realizadas e discutidas em um exemplo acadêmico para comparar as propriedades de robustez relativas à direção de controle desconhecida da estratégia proposta com outra metodologia ADRC. Na sequência, a estratégia ADRC proposta com base na função de monitoração é aplicada ao sistema automotivo de um Sistema de Frenagem Antibloqueio (ABS) para ilustrar seu desempenho.Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2023-06-16T15:58:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Aline Freixo Teixeira - 2021 - Completo.pdf: 1974195 bytes, checksum: 4705244efbdfa49af1d65c44806f1e15 (MD5)Made available in DSpace on 2023-06-16T15:58:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Aline Freixo Teixeira - 2021 - Completo.pdf: 1974195 bytes, checksum: 4705244efbdfa49af1d65c44806f1e15 (MD5) Previous issue date: 2021-11-11application/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia EletrônicaUERJBrasilCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de EngenhariaElectronic engineeringAdjustable control systemsSimulation methodsEngenharia eletrônicaSistemas de controle ajustávelMétodos de simulaçãoENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::ELETRONICA INDUSTRIAL, SISTEMAS E CONTROLES ELETRONICOSRastreamento de sistemas incertos com direção de controle desconhecida via método ADRC e função de monitoraçãoUncertain systems tracking with unknown control direction via ADRC method and monitoring functioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALDissertação - Aline Freixo Teixeira - 2021 - Completo.pdfDissertação - Aline Freixo Teixeira - 2021 - Completo.pdfapplication/pdf1974195http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/19777/2/Disserta%C3%A7%C3%A3o+-+Aline+Freixo+Teixeira+-+2021+-+Completo.pdf4705244efbdfa49af1d65c44806f1e15MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82123http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/19777/1/license.txte5502652da718045d7fcd832b79fca29MD511/197772024-02-27 15:16:53.393oai:www.bdtd.uerj.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:16:53Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false |
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