Estabilidad Absoluta con Impedancia Acotada de Sistemas de Control de Teleoperación Bilateral

Los métodos de estabilidad robusta basados en pasividad disponibles para sistemas de control de teleoperación bilateral son generalmente conservadores, ya que consideran un rango ilimitado de dinámicas para la clase de operadores pasivos y entornos en el plano complejo. En este artículo, introducimos un poderoso método de análisis de estabilidad robusta geométrica en 3D basado en las nociones de variables de onda y parámetros de dispersión. La metodología, que originalmente era un método gráfico en 2D utilizado en sistemas de microondas para análisis de frecuencia única, se desarrolla más en este documento para sistemas de teleoperación y hápticos. El método propuesto proporciona tanto ayudas matemáticas como visuales para determinar límites o regiones en la respuesta de frecuencia compleja de los parámetros de impedancia del entorno pasivo para los cuales un sistema potencialmente inestable conectado a cualquier operador pasivo es estable, y viceversa. Además, el método permite el diseño de controladores bilaterales cuando se conocen tales límites, o incluso puede utilizarse cuando las dinámicas del entorno son activas. La prueba geométrica también puede ser reemplazada por una condición matemática equivalente, que se puede verificar fácilmente a través de un nuevo parámetro de estabilidad. El método propuesto da como resultado condiciones de estabilidad garantizadas menos conservadoras en comparación con el criterio de Llewellyn; por lo tanto, promete un mejor compromiso entre estabilidad y rendimiento. El nuevo método se evalúa numéricamente para dos arquitecturas de control bilateral.