Semiglobal stabilization of a class of nonlinear systems using output feedback

En este artículo se presenta el diseño y aplicación de un método de control adaptativo para un sistema bilateral de teleoperación. El esquema y algoritmo de control se ha formulado en el espacio de estados siguiendo una técnica de control por convergencia del estado de maestro y esclavo. Sobre dicho esquema de control se han ajustado a través del método de control adaptativo las ganancias de las matrices de los reguladores para obtener un sistema bilateral estable con una reflexión de fuerzas establecida a priori, lo que es de utilidad en aplicaciones industriales en las que el operador manipula cardas de gran variabilidad. La validación del método de control diseñado se ha realizado con un sistema experimental maestro-esclavo de un grado de libertad, pero los resultados también son aplicables con varios grados de libertad. Copyright © 2010 CEA.Palabras Clave: Control Adaptativo, Convergencia de Estados, Modelado, Teleoperación, Bilateral. INTRODUCCIÓNDesde la década de los 40 (Goertz, 1946) los sistemas teleoperados han sido objeto de numerosas investigaciones y aplicaciones tales como las operaciones de manipulación en el sector nuclear, las exploraciones espaciales o submarinas, y otras más recientes como las aplicaciones medicas basadas en sistemas de telecirugía. Los sistemas teleoperados permiten al operador realizar tareas de manipulación remotas mediante un sistema bilateral maestro-esclavo (Sheridan, 1989).Las estrategias de control que se utilizan en los diferentes sistemas de teleoperación constituyen un campo de investigación abierto. Entre ellas se puede mencionar los esquemas de control bilateral (Raju et al., 1989;Anderson and Spong, 1989;Yokokohji and Yoshikawa, 1992;Lawrence, 1992;Peñin, 1998; Azorín, 2003). En el estudio de la base del control bilateral es importante avanzar hacia un análisis de una serie de esquemas y técnicas de control que deben ser diseñados con el objetivo de alcanzar la mejor actuación del sistema global de teleoperación en la ejecución de tareas.Por otro lado, el Control Adaptativo es una técnica de control ya utilizado en el campo de la robótica (Siciliano et al., 1986;Slotine and Li, 1987;Kelly and Carelli, 1988;Craig, 1988;Ghorbel et al., 1989); sin embargo, son muchos los problemas que quedan por resolver en este campo. Como una rama de la teoría de sistemas, el Control Adaptativo, permite la mejora en el rendimiento de sistemas bilaterales como puede ser el estudio de la dinámica de manipuladores que presenta una mayor complejidad, mayor que la de los sistemas dinámicos lineales donde se ha enfocado tradicionalmente los estudios para la aplicación de controladores adaptativos. Sin embargo, se han propuesto muchos controladores adaptativos en aplicaciones de robótica (Siciliano et al., 1986;Slotine and Li, 1987;Kelly and Carelli, 1988;Ghorbel et al., 1989;Feliu et al., 1989) la mayoría de ellos cuentan con aproximaciones lineales localmente, tiempo-invariante o desacoplo de la dinámica, para garantizar la convergencia del seguimiento. A nivel de aplicaciones de con...

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“…La matriz R n×n Q ∈ es definida positiva dado que verifica la ecuación de Lyapunov (Canudas de Wit, et al 1997; (Khalil, 1992):…”

Section: E(t) = a X (T) + B A X (T) B E(t) = A X (T) + B K X (T) + B unclassified

Sistema de Control Bilateral Adaptativo por Convergencia de Estados en Teleoperación

Artigas

Aracil

Ferré

et al. 2010

Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial R

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“…The stability of the closed loop structures with the SOM as a controller, during network training and operation, can be guaranteed if the sum of the network gains is bounded and the nonlinear plant is stable under persistent disturbances [3,16].…”

Section: Stabilitymentioning

confidence: 99%

“…In the last decade there has been a growing interest about the theory [1][2][3] and algorithms [4,5] to control nonlinear systems. This is due to the fact that most of our real world systems are nonlinear, and many of these systems can be further exploited if the operating range is extended to cover the nonlinear region.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Control of Nonlinear Systems Using a Self-Organising Neural Network

Delgado

2000

Neural Computing & Applications

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Two applications of Self Organising Map (SOM) networks in the context of nonlinear control are introduced, one in approximate feedback linearisation and the second in optimal control. It is shown that a modified SOM can be used to approximately Input/Output (I/O) linearise and to control nonlinear systems using a combination of the SOM learning algorithm, and a biologically inspired optimisation algorithm known as chemotaxis. A proof to guarantee the stability of the closed loop during the training of the network and the operation of the whole system is included. The results are illustrated with simulations of a single link manipulator.

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“…1 is asymptotically orbitally stable [40,1] if all of the eigenvalues of Φ are inside the unit circle of the complex plane. As a system parameter (bifurcation parameter) varies, the trajectory of the eigenvalues can be plotted.…”

Section: Necessary Conditions For Period-doubling Bifurcation and Sadmentioning

confidence: 99%

Local Bifurcations in PWM DC-DC Converters

Fang¹,

Abed²

1999

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ISR develops, applies and teaches advanced methodologies of design and analysis toAbstract A general sampled-data model of PWM DC-DC converters [1, 2] is employed to study types of loss of stability of the nominal (periodic) operating condition and their connection with local bifurcations. In this work, the nominal solution's periodic nature is accounted for via the sampled-data model. This results in more accurate predictions of instability and bifurcation than can be obtained using the averaging approach. The local bifurcations of the nominal operating condition studied here are period-doubling bifurcation, saddle-node bifurcation, and Neimark bifurcation. Examples of bifurcations associated with instabilities in PWM DC-DC converters are given. In particular, input filter instability is shown to be closely related to the Neimark bifurcation.

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Semiglobal stabilization of a class of nonlinear systems using output feedback

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Sistema de Control Bilateral Adaptativo por Convergencia de Estados en Teleoperación

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