インサイト - Regelungstechnik - # Adaptive Gleitmodusregelung mit Störbeobachter

Kontinuierliche Integral-Terminal-Gleitmodusregelung mit unbekannter a priori Schranke für Unsicherheit

Q: Wie könnte der vorgeschlagene Algorithmus für Systeme erweitert werden, die nicht affin in der Regelgröße sind?

Um den vorgeschlagenen Algorithmus auf Systeme zu erweitern, die nicht affin in der Regelgröße sind, könnte eine Erweiterung des Regelungsansatzes erforderlich sein. Eine Möglichkeit wäre die Integration eines nichtlinearen Zustandsbeobachters, um die Zustände des Systems zu schätzen, insbesondere wenn die Systemdynamik nicht direkt messbar ist. Durch die Verwendung eines Beobachters können die geschätzten Zustände in den Regelkreis zurückgeführt werden, um eine robuste Regelung zu gewährleisten. Ein weiterer Ansatz könnte die Anwendung von adaptiven Regelungstechniken sein, um mit den nichtlinearen und nicht affinen Aspekten des Systems umzugehen. Adaptive Regelungsalgorithmen passen sich kontinuierlich an die sich ändernden Systemdynamiken an und können dazu beitragen, die Leistungsfähigkeit des Regelungssystems zu verbessern, insbesondere in Bezug auf die Stabilität und Genauigkeit der Regelung.

Q: Wie könnte der Algorithmus modifiziert werden, um mit Unsicherheiten umzugehen, die nicht an den Eingang gekoppelt sind (sogenannte "mismatched disturbances")?

Um mit Unsicherheiten umzugehen, die nicht an den Eingang gekoppelt sind, also sogenannten "mismatched disturbances", könnte der Algorithmus durch die Integration eines robusten Beobachters oder eines adaptiven Beobachters verbessert werden. Diese Beobachter können dazu beitragen, die nicht an den Eingang gekoppelten Unsicherheiten zu schätzen und in den Regelkreis zu integrieren, um die Auswirkungen dieser Unsicherheiten auf das System zu kompensieren. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die adaptive Regelung zu erweitern, um die Unsicherheiten, die nicht direkt mit dem Eingang verbunden sind, zu berücksichtigen. Durch die Anpassung der Regelparameter basierend auf den geschätzten Unsicherheiten können mismatched disturbances effektiv kompensiert werden, was zu einer verbesserten Regelungsleistung führt.

Q: Gibt es Möglichkeiten, die Schranken für die Zustände und Schätzfehler weiter zu verschärfen?

Ja, es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Schranken für die Zustände und Schätzfehler weiter zu verschärfen. Eine Möglichkeit besteht darin, die Schranken basierend auf einer detaillierten Analyse der Systemdynamik und der Unsicherheiten zu optimieren. Durch die Verwendung von fortschrittlichen Optimierungsalgorithmen können die Schranken so festgelegt werden, dass sie die Stabilität und Leistungsfähigkeit des Regelungssystems maximieren. Darüber hinaus können robuste Beobachter und adaptive Regelungstechniken eingesetzt werden, um die Schätzfehler zu minimieren und die Genauigkeit der Zustandsschätzung zu verbessern. Durch die kontinuierliche Anpassung der Beobachter- und Regelungsparameter können die Schranken für die Zustände und Schätzfehler weiter optimiert werden, um eine präzise Regelung des Systems zu gewährleisten.

核心概念

Eine kontinuierliche und endliche Regelung für eine Klasse nichtlinearer Systeme mit bekannter Unsicherheit, deren obere Schranke jedoch unbekannt ist.

要約

Die Studie präsentiert eine Lösung für das Problem des Entwurfs einer kontinuierlichen und endlichen Regelung für eine Klasse nichtlinearer Systeme in Gegenwart von bekannter, aber in ihrer oberen Schranke unbekannter Unsicherheit. Zunächst wird ein Integral-Terminal-Gleitmodus mit konventionellem (diskontinuierlichem) Gleitmodus vorgeschlagen, um zu zeigen, dass er die kombinierten Eigenschaften von nichtsingulären Terminal- und Integral-Gleitmodusalgorithmen bietet. Zweitens wurde ein adaptiver Störbeobachter entworfen, um den Einfluss der Unsicherheit zu mindern. Die Anwendung des auf dem adaptiven Störbeobachter basierenden Integral-Terminal-Gleitmodusregelverfahrens reduziert den Chattering-Effekt im Regeleingang erheblich unter bedingt bekannten gekoppelten Störungen. Darüber hinaus werden die adaptiven Verstärkungen des Störbeobachters nichtmonoton aktualisiert, um ein Überschätzen der wirkenden Störungen zu vermeiden, während die globale Beschränktheit der Zustandstrajektorien sichergestellt wird. Schließlich wurde der vorgeschlagene Algorithmus erfolgreich auf die Lageregelung eines starren Raumfahrzeugs angewendet.

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引用

"In der Welt der Regelungssysteme, die für die Verwaltung und Steuerung von Prozessen in einer unvorhersehbaren Umgebung unerlässlich sind, werden robuste Regelungsalgorithmen gesucht."
"Einer dieser robusten Regelungsstrategien ist die Gleitmodusregelung (SMC). Traditionelle SMC hat jedoch einige Einschränkungen. Eines der Hauptprobleme ist das häufige Umschalten des Regeleingangs, was zu einem Phänomen namens 'Chattering' führt."
"Um diese Herausforderungen zu überwinden, führt diese Studie eine alternative Regleroptionen ein. Dieser Regler besteht aus einem kontinuierlichen Regeleingang, der das häufige Umschalten und somit den 'Chattering'-Effekt eliminiert."

抽出されたキーインサイト

On Continuous Full-Order Integral-Terminal Sliding Mode Control with Unknown Apriori Bound on Uncertainty

by Jit Koley,Di... 場所 arxiv.org 03-21-2024

https://arxiv.org/pdf/2304.02433.pdf

On Continuous Full-Order Integral-Terminal Sliding Mode Control with Unknown Apriori Bound on Uncertainty

深掘り質問

Wie könnte der vorgeschlagene Algorithmus für Systeme erweitert werden, die nicht affin in der Regelgröße sind?

Um den vorgeschlagenen Algorithmus auf Systeme zu erweitern, die nicht affin in der Regelgröße sind, könnte eine Erweiterung des Regelungsansatzes erforderlich sein. Eine Möglichkeit wäre die Integration eines nichtlinearen Zustandsbeobachters, um die Zustände des Systems zu schätzen, insbesondere wenn die Systemdynamik nicht direkt messbar ist. Durch die Verwendung eines Beobachters können die geschätzten Zustände in den Regelkreis zurückgeführt werden, um eine robuste Regelung zu gewährleisten.
Ein weiterer Ansatz könnte die Anwendung von adaptiven Regelungstechniken sein, um mit den nichtlinearen und nicht affinen Aspekten des Systems umzugehen. Adaptive Regelungsalgorithmen passen sich kontinuierlich an die sich ändernden Systemdynamiken an und können dazu beitragen, die Leistungsfähigkeit des Regelungssystems zu verbessern, insbesondere in Bezug auf die Stabilität und Genauigkeit der Regelung.

Wie könnte der Algorithmus modifiziert werden, um mit Unsicherheiten umzugehen, die nicht an den Eingang gekoppelt sind (sogenannte "mismatched disturbances")?

Um mit Unsicherheiten umzugehen, die nicht an den Eingang gekoppelt sind, also sogenannten "mismatched disturbances", könnte der Algorithmus durch die Integration eines robusten Beobachters oder eines adaptiven Beobachters verbessert werden. Diese Beobachter können dazu beitragen, die nicht an den Eingang gekoppelten Unsicherheiten zu schätzen und in den Regelkreis zu integrieren, um die Auswirkungen dieser Unsicherheiten auf das System zu kompensieren.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die adaptive Regelung zu erweitern, um die Unsicherheiten, die nicht direkt mit dem Eingang verbunden sind, zu berücksichtigen. Durch die Anpassung der Regelparameter basierend auf den geschätzten Unsicherheiten können mismatched disturbances effektiv kompensiert werden, was zu einer verbesserten Regelungsleistung führt.

Gibt es Möglichkeiten, die Schranken für die Zustände und Schätzfehler weiter zu verschärfen?

Ja, es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Schranken für die Zustände und Schätzfehler weiter zu verschärfen. Eine Möglichkeit besteht darin, die Schranken basierend auf einer detaillierten Analyse der Systemdynamik und der Unsicherheiten zu optimieren. Durch die Verwendung von fortschrittlichen Optimierungsalgorithmen können die Schranken so festgelegt werden, dass sie die Stabilität und Leistungsfähigkeit des Regelungssystems maximieren.
Darüber hinaus können robuste Beobachter und adaptive Regelungstechniken eingesetzt werden, um die Schätzfehler zu minimieren und die Genauigkeit der Zustandsschätzung zu verbessern. Durch die kontinuierliche Anpassung der Beobachter- und Regelungsparameter können die Schranken für die Zustände und Schätzfehler weiter optimiert werden, um eine präzise Regelung des Systems zu gewährleisten.