Ultramodelos Globales y el Control por Rechazo Activo de Perturbaciones en Sistemas No lineales Diferencialmente Planos

Resumen

Se introducen los ultra-modelos como un paradigma para la simplificacio¿n substancial del disen¿o de leyes de control por realimentacio¿n de salida, basadas en observadores, para el seguimiento de trayectorias en una amplia clase de sistemas planos inciertos. Un ultramodelo simplemente agrega, en la forma de una perturbacio¿n desconocida variante en el tiempo, los efectos combinados de todas las no-linealidades dependientes del estado (endo¿genas) as¿ı como tambie¿n todas aquellas perturbaciones externas (exo¿genas) presentes en el modelo de entrada-salida plana del sistema. Como resultado, el disen¿o de un controlador basado en el ultramodelo global solo requiere del conocimiento de 1) los o¿rdenes de Kronecker del sistema y 2) la matriz de funciones de ganancias de la entrada. Se propone un esquema de control basado en un observador extendido de alta ganancia para el Control por Rechazo Activo de Perturbaciones en sistemas no lineales diferencialmente planos. Se incluye un ejemplo ilustrativo, con simulaciones real¿ısticas consistente en el control de un motor s¿ıncrono de imanes permanentes.

Abstract

Global ultra-models are introduced as a paradigm for vastly simplifying the design of observer-based linear output feedback control laws in output trajectory tracking problems for a large class of uncertain nonlinear flat systems. An ultra-model simply lumps, as an unknown time-varying disturbance, the combined effects of all uncertain state-dependent (i.e., endogenous) nonlinearities as well as those of external (i.e., exogenous) perturbation inputs present in the input-to-flat output model of the system. As a result, a global ultra-model based controller design only requires knowledge of the system order and of the nonlinear control input gain function. An extended high gain observer based control scheme is proposed for linear Active Disturbance Rejection (ADRC) for nonlinear differentially flat systems. An Illustrative case study example is presented.

Referencias no citadas

Biagiotti and Melchiorri, 2008, Coleman, 1966, Delaleau and Stanković, 2004, Demmel, 1997, Fliess and Join, 2013, Fliess et al., 1998, Gliklikh, 2006, Han, 2009, Hogben, 2006, Johnson, 1971, Khalil, 2002, Pontryagin, 1962, Poznyak et al., 1996, Schipanov, 1939, Sira-Ramirez and Agrawal, 2004, Sira-Ramírez et al., 2010a, Sira-Ramírez et al., 2010b, Tian and Gao, 2009, Zak, 1990 and Zheng and Gao, 2010.