Adaptive motion control with state constraints using barrier Lyapunov functions

• Autorzy: Jastrzębski M. , Kabziński J. , Mosiołek P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.04.24

Warianty tytułu

PL

Adaptacyjne sterowanie nadążnego układu napędowego z ograniczeniami z zastosowaniem barierowych funkcji Lapunowa

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A servo control with unknown system parameters and the constraints imposed on the maximal position and velocity is considered. The barrier Lyapunov functions approach is applied to assure the preservation of bounds in any conditions. The system performance is compared for three cases of the controller design: based on quadratic Lyapunov functions, based on barrier Lyapunov functions if only position constraints are imposed and based on barrier Lyapunov functions if both position and velocity bounds are present. The tuning rules are discussed and several numerical experiments demonstrating features of the proposed control and the influence of the parameters are presented.

PL

Opisano problem sterowania napędowym układem nadążnym z nieznanymi parametrami i ograniczeniami nałożonymi na maksymalne wartości położenia i prędkości. Porównano właściwości trzech układów regulacji: ze sterowaniem zaprojektowanym na podstawie kwadratowych funkcji Lapunowa, ze sterowaniem zaprojektowanym na podstawie barierowych funkcji Lapunowa i ograniczeniem na położenie, oraz ze sterowaniem zaprojektowanym na podstawie barierowych funkcji Lapunowa przy ograniczeniach na położenie i prędkość. Opisano szereg eksperymentów, które ilustrują charakterystyczne właściwości układu regulacji i dostarczają wniosków co do wyboru parametrów algorytmu sterowania.

Słowa kluczowe

EN

nonlinear control; adaptive control; servo control

PL

sterowanie nieliniowe; sterowanie adaptacyjne; sterowanie napędem nadążnym

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 4
• Strony: 112--119
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., wykr.

Twórcy

autor

Jastrzębski M.

• Lodz University of Technology, Institute of Automatic Control, ul. Stefanowskiego 18/22, 90-924 Łódź

autor

Kabziński J.

• Lodz University of Technology, Institute of Automatic Control, ul. Stefanowskiego 18/22, 90-924 Łódź

autor

Mosiołek P.

• Lodz University of Technology, Institute of Automatic Control, ul. Stefanowskiego 18/22, 90-924 Łódź

Bibliografia

• [1] Ngo K., Jiang Z., Integrator backstepping using barrier functions for systems with multiple state constraints, Proc. of the 44th IEEE Conf. Decision and Contr. Eur. Contr. Conf., (2005), 8306-8312
• [2] Tee K. P., Ge S. S., Tay E. H., Barrier Lyapunov functions for the output-constrained nonlinear systems, Automatica, 45 (2009),, n.4, 918-927
• [3] Ren B. B., Ge S. S., Tee K. P., Lee T. H., Adaptive neural control for output feedback nonlinear systems using a barrier Lyapunov function, IEEE Trans. Neural Networks, 21 (2010), n.8, 1339-1345
• [4] Tee K. P., Ge S. S., Control of nonlinear systems with partial state constraints using a barrier Lyapunov function, International Journal of Control, 84 (2010), n.12, 2009-2023
• [5] Ren B. B., Ge S. S., Tee K. P., Lee T. H., Adaptive control of electrostatic microactuator with bidirectional drive, IEEE Trans. Contr. Syst. Technol., 17 (2009), n. 2, 340-352
• [6] How B. V. E., Ge S. S., Choo Y. S., Control of coupled vessel, crane, cable, and payload dynamics for subsea installation operation, IEEE Trans. Contr. Sys. Tech., 19 (2011), n.1, 208-220
• [7] Kristic M., Kanellakopoulos L., Kokotovic P. V., Nonlinear and Adaptive Control Design, Wiley, New York, (1995)
• [8] Slotine J. E. Li W., Applied Nonlinear Control. Englewood Cliff, NJ: Prentice-Hall, (1991)

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.