Linealizacion por realimentacion constructiva de sistemas mecanicos con grado de subactuacion 1 inestables con friccion

M. López-Martínez, J. A. Acosta

Resumen

En los últimos años se han desarrollado diversos métodos para controlar sistemas mecánicos subactuados. De hecho, dichos métodos no lineales han conseguido resolver problemas muy interesantes desde el punto de vista de control. Sin embargo, para obtener una solución con estos métodos, normalmente es necesario resolver un sistema de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales, lo cual no siempre es posible. En este artículo, se presenta una metodología constructiva para diseñar un controlador para una clase de sistemas mecánicos inestables en bucle abierto y con grado de subactuación uno. Para el diseño se emplean principalmente las técnicas de linealización por realimentación y Lyapunov. La metodología consiste en proponer una salida ficticia que se pueda rediseñar de forma constructiva para resolver el problema planteado, dando lugar a una ley de control explícita, que permite tener en cuenta la fricción incluso en las coordenadas no actuadas.

Palabras clave

Nonlinear systems; Underactuated Mechanical Systems; Feedback linearization; Lyapunov redesign

Texto completo:

pdf

Referencias

Avila Vilchis, J.C., B. Brogliato, A. Dzul y R. Lozano (2003). Nonlinear modelling and Control of Helicopters. Automatica, 39, pp. 1583- 1596.

Akesson, J., y K.J. Aström (2001). Safe manual control on the Furuta pendulum, Proceedings of the IEEE Conference on Control Applications, pp. 890-895.

Acosta, J.A., y M. López-Martínez (2005). Constructive feedback linearization of underactuated mechanical systems with 2 DOF, Proceedings of the Joint Conference on Decision and Control and European Control Conference.

Acosta, J.A., R. Ortega y A. Astolfi (2005), Interconnection and damping assignment passivity–based control of mechanical systems with underactuation degree one, IEEE Transactions on Automatic Control, 50, (12), pp. 1936–1955.

Bates, D., y I. Postlethwaite (2002). Robust Multivariable Control of Aerospace Systems. Delft University Press.

Bloch, A.M., N.E. Leonard y J.E. Marsden (2000). Controlled Lagrangians and the stabilization of mechanical systems I: The first matching theorem. IEEE Transactions on automatic control, 45, (12).

Byrnes, C.I., A. Isidori y J.C. Willems (1999). Passivity, feedback equivalence, and the global stabilization of minimum phase nonlinear systems. IEEE Transactions on automatic control, 36, (11), pp. 1228-1240.

Fantoni, I., y R. Lozano (2002). Non-linear Control for Underactuated Mechanical Systems. London. Springer.

Gómez-Estern, F., A.V. der Shaft y J.Á. Acosta (2004). Passivation of underactuated systems with physical damping. Proceedings of the Nonlinear Control Systems.

Grizzle, J.W., C. H. Moog, y C. Chevallereau (2005). Nonlinear control of mechanical systems with an unactuated cyclic variable, Transactions on Automatic Control, 50, (5), pp. 559- 576.

Hyde, R.A. (1995). H∞ aerospace control design. Advances in industrial control series. Springer-Verlag.

Isidori, A. (1996), Nonlinear Control Systems, London, Springer-Verlag.

Khalil, H. (2001), Nonlinear control systems, London, UK.

Zhong-Hua Li y M. Krstic (1997). Maximizing regions of attraction via backstepping and CLFs with singularities, System & Control Letters, 30, (1), pp. 195–207.

Marsden, J.E. y T.S. Ratiu (1999). Introduction to mechanics and symmetry. Springer.

Marino, R., y P. Tomei (1995). Nonlinear Control Design: Geometric, Adaptive and Robust. Prentice Hall International.

Martin, P., S. Devasia y B. Paden (1996). A different look at output tracking: Control of a VTOL aircraft, Automatica, 32, (1), pp. 101– 107.

Ortega, R., M.W. Spong, F. Gómez-Estern y G. Blankenstein (2002). Stabilization of a class of underactuated mechanical systems via inteconection and damping assignment. IEEE Transactions on automatic control, 47, (8), pp. 1218-1233.

Pratt, R.W. (2000). Flight Control Systems: Practical issues in design and implementation. The institution of Electrical Engineers.

Sastry, S. (1999). Nonlinear Systems: Analysis, Stability and Control, New York, SpringerVerlag.

van der Schaft, A.J. (1999). L2–Gain and Passivity Techniques in Nonlinear Control, Berlin, Springer-VerlGag.

Spong, M.W., P. Corke y R.Lozano (2001). Nonlinear control of the Reaction Wheel Pendulum. Automatica, 37, pp. 1845-1851.

Spong, M.W. (1996). Energy based control of a class of underactuated mechanical systems. Proceedings of IFAC World Congress, pp. 431-435.

Abstract Views

416
Metrics Loading ...

Metrics powered by PLOS ALM


Bookmark and Share


Creative Commons License

Esta revista se publica bajo una Licencia Creative Commons Attribution-NonCommercial-CompartirIgual 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0)

Universitat Politècnica de València     https://doi.org/10.4995/riai

e-ISSN: 1697-7920     ISSN: 1697-7912