Systematic Design of Adaptive Controllers for Feedback Linearizable Systems

Kanellakopoulos, I.; Kokotović, P.V.; Morse, A. Stephen

doi:10.23919/acc.1991.4791451

Cited by 222 publications

(156 citation statements)

References 26 publications

Supporting

Mentioning

151

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Рассматривается построение системы управления на базе метода бэкстеппин-га. Впервые этот метод был предложен в работе [1] для синтеза адаптивного управления не-линейными объектами по выходу. Использование метода позволяет обеспечить в системе управления параметрическую робастность и возможность учета априорной информации о значениях параметров объекта управления.…”

unclassified

“…Другие модификации данного метода рассмотрены, например, в работах [3][4][5]. Однако предложенные в работах [1][2][3][4][5] ме-тоды сложны при аналитическом расчете системы управления и ее технической реализации. Сложность аналитических расчетов заключается в громоздкости вычислений полной произ-водной по времени от стабилизирующих сигналов управления.…”

unclassified

See 1 more Smart Citation

Modified backstepping algorithm for control over nonlinear plants with delay

Furtat¹,

Tupichin²

2015

Izv. vysš. učebn. zaved., Priborostr.

View full text Add to dashboard Cite

Предложено решение задачи робастного управления нелинейными объектами с запаздыванием по состоянию. Рассмотрены объекты управления в условиях па-раметрической неопределенности, действия внешних ограниченных возмуще-ний и измерения только выходной переменной; также изложены условия, при которых нелинейная система с запаздыванием может быть приведена к нор-мальной форме. Для синтеза алгоритма управления используется модифициро-ванный алгоритм бэкстеппинга (алгоритм обратного обхода интегратора). Про-цесс синтеза алгоритма управления условно разбивается на n шагов, где n -порядок модели объекта. На каждом шаге синтезируется стабилизирующее управление; на последнем шаге синтезируется основной закон управления, ко-торый обеспечивает слежение выходного сигнала объекта управления за глад-ким эталонным сигналом с требуемой точностью за конечное время. Показано, что для реализации алгоритма достаточно использовать всего один фильтр со-стояния по сигналу управления и упрощенные законы управления, полученные с использованием реальных дифференцирующих звеньев. Это позволяет суще-ственно упростить расчет и реализацию системы управления. Полученная сис-тема управления обладает универсальной структурой по отношению к виду мо-дели объекта управления: линейная, нелинейная, с запаздыванием и без него.Ключевые слова: робастное управление, метод бэкстеппинга, нелинейная система, запаздывание.Введение. Рассматривается построение системы управления на базе метода бэкстеппин-га. Впервые этот метод был предложен в работе [1] для синтеза адаптивного управления не-линейными объектами по выходу. Использование метода позволяет обеспечить в системе управления параметрическую робастность и возможность учета априорной информации о значениях параметров объекта управления. Последнее свойство наглядно продемонстрирова-но в работе [2], где представлен эффективный алгоритм бэкстеппинга для параметрически неопределенных объектов с измеряемым скалярным выходом. Другие модификации данного метода рассмотрены, например, в работах [3][4][5]. Однако предложенные в работах [1-5] ме-тоды сложны при аналитическом расчете системы управления и ее технической реализации. Сложность аналитических расчетов заключается в громоздкости вычислений полной произ-водной по времени от стабилизирующих сигналов управления. Трудности, возникающие при технической реализации системы, связаны с большим количеством компонентов и фильтров ее состояния, необходимых для формирования закона управления.В настоящей статье предложен модифицированный алгоритм бэкстеппинга для роба-стного управления параметрическими неопределенными объектами с запаздыванием. Пока-зано, что в отличие от схем, рассмотренных в работе [6], в предлагаемой системе управле-ния реализуется всего один фильтр размерности, равной порядку модели объекта, а для вы-числения производных стабилизирующих сигналов управления используются реальные

show abstract

unclassified

Modified backstepping algorithm for control over nonlinear plants with delay

Furtat¹,

Tupichin²

2015

Izv. vysš. učebn. zaved., Priborostr.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…На сегодняшний день предложено достаточно много методов и подходов к построению адаптивных и робастных систем управления неопределенными объектами. Осо-бого внимания заслуживает метод бэкстеппинга, впервые предложенный в работе [1] для синтеза адаптивного управления нелинейными объектами по выходу. Использование этого метода позволяет обеспечить в системе управления параметрическую робастность и возмож-ность учета априорной информации о значениях параметров объекта управления.…”

unclassified

Simplified Backstepping Algorithm for Control of Nonlinear Systems

Furtat¹,

Tupichin²

2015

Izv. vysš. učebn. zaved., Priborostr.

View full text Add to dashboard Cite

Представлен алгоритм робастного управления параметрически неопределен-ными нелинейными объектами, основанный на модифицированном методе бэкстеппинга. Приведены результаты моделирования, иллюстрирующие рабо-тоспособность рассмотренной схемы.Ключевые слова: робастное управление, метод бэкстеппинга, нелинейная система.Введение. На сегодняшний день предложено достаточно много методов и подходов к построению адаптивных и робастных систем управления неопределенными объектами. Осо-бого внимания заслуживает метод бэкстеппинга, впервые предложенный в работе [1] для синтеза адаптивного управления нелинейными объектами по выходу. Использование этого метода позволяет обеспечить в системе управления параметрическую робастность и возмож-ность учета априорной информации о значениях параметров объекта управления. Последнее свойство наглядно продемонстрировано в работе [2], где представлен эффективный алгоритм бэкстеппинга для параметрически неопределенных объектов с измеряемым скалярным выхо-дом. Другие модификации данного метода рассмотрены, например, в работах [3][4][5]. Однако предложенные в работах [1-5] методы сложны при аналитическом расчете системы управ-ления, что объясняется громоздкостью вычислений полной производной по времени от ста-билизирующих сигналов управления. Кроме того, при технической реализации системы воз-никают трудности, связанные с большим количеством компонентов и фильтров ее состояния, необходимых для формирования закона управления.В настоящей статье предложен модифицированный метод бэкстеппинга для робастного управления параметрическими неопределенными объектами по выходу. Показано, что в от-личие от алгоритма, рассмотренного в работе [6], в предлагаемой системе управления реали-зуется всего один фильтр размерности, равной порядку модели объекта, а для вычисления производных стабилизирующих сигналов управления используются реальные дифференци-рующие устройства. Приведенный в работе [6] результат был обобщен для адаптивно-робастного управления линейными объектами, линейными объектами с запаздыванием и не-линейными объектами [7][8][9]. Это позволяет существенно упростить аналитический расчет настраиваемых параметров и техническую реализацию системы управления. При этом в замкнутой системе обеспечивается требуемая динамическая точность.Постановка задачи. Рассмотрим математическую модель объекта управления:

show abstract

“…For a system with a chain structure, the backstepping design technique is applicable to obtain a control law which will exponentially stabilize the system (Kanellakopoulos, Kokotovic and Morse 1991, Seto, Annaswamy and Baillieul 1994, Seto, Annaswamy and Baillieul 1994.…”

Section: Problem Formulationmentioning

confidence: 99%

“…Then, controller design can be easily carried out by applying the standard backstepping design procedure (Kanellakopoulos, Kokotovic and Morse 1991, Seto, Annaswamy and Baillieul 1994, Freeman and Kokotovic 1996, Sepulchre, Jankovic and Kokotovic 1997.…”

mentioning

confidence: 99%

Stabilization of underactuated mechanical systems: A non-regular back-stepping approach

Sun¹,

Ge²,

Lee³

2001

International Journal of Control

View full text Add to dashboard Cite

This paper presents a design framework for the stabilization of a class of underactuated mechanical systems. By utilizing nonregular static state feedbacks, these systems are transformed into a class of nonlinear systems with chain structures. Then, controller design is presented by applying the backstepping design technique. The design procedure is applied to an underactuated robotic system and simulation tests are carried out for illustrating the effectiveness of the proposed approach.

show abstract

Systematic Design of Adaptive Controllers for Feedback Linearizable Systems

Cited by 222 publications

References 26 publications

Modified backstepping algorithm for control over nonlinear plants with delay

Modified backstepping algorithm for control over nonlinear plants with delay

Simplified Backstepping Algorithm for Control of Nonlinear Systems

Stabilization of underactuated mechanical systems: A non-regular back-stepping approach

Contact Info

Product

Resources

About