Barrier-Funktionsbasiertes adaptives Gleitschichtkontrollsystem für unsichere Systeme mit Eingangssättigung

Dieser Artikel zielt darauf ab, ein auf Barrier-Funktionen basierendes adaptives Gleitschichtkontrollschema (BFASM) für eine Klasse unsicherer nichtlinearer Systeme mit Aktuatorsättigung vorzustellen. In der konventionellen adaptiven Gleitschichtkontrolle für gesättigte Systeme steigt der adaptive Gewinn oft monoton im Hinblick auf die anhaltende Störung, was zu aggressiven Steuerungseingängen mit schwerem Schwingen führt, das häufig zu Systeminstabilität führt. Um dieses Problem zu lösen, schlägt dieser Artikel einen BFASM-Regler vor, der die Aktuatorsättigung und Unsicherheiten explizit berücksichtigt. Die vorgeschlagene Methode enthält einen Steuerungseingang, der sich an die zeitlich variierenden Störungen anpassen kann. Darüber hinaus erfordert die vorgeschlagene Methode nicht die obere Schrankeninformation der Störung, die in der konventionellen Gleitschichtkontrolle häufig angefordert wird, und beseitigt somit die konservative Annahme eines ausreichend großen Steuerungsgewinns. Die Stabilitätsanalyse beweist, dass der Nachverfolgungsfehler unter der vorgeschlagenen Kontrolle asymptotisch in eine vorgegebene Region konvergieren kann, auch in Gegenwart von Aktuatorsättigung, Parameterunsicherheiten und externen Störungen. Die vorgeschlagene Methode wird auch auf ein luftschwebendes Positionierungssystem mit Eingangssättigung angewendet, und die experimentellen Ergebnisse zeigen ihre Wirksamkeit.