Lyapunov-Based Control of Mechanical Systems

طراحی کنترل‌کننده‌های غیرخطی برای سیستم‌های مکانیکی یک حوزه تحقیقاتی بسیار فعال در دو دهه اخیر بوده است. از نقطه نظر نظری، این توجه را می توان به رفتار دینامیکی جالب آنها نسبت داد که آنها را به معیارهای مناسبی برای کنترل غیرخطی متخصصین تبدیل می کند. از سوی دیگر، پیشرفت‌های فناوری اخیر بسیاری از کاربردهای مهندسی در دنیای واقعی را ایجاد کرده است که نیاز به کنترل خودکار سیستم‌های مکانیکی دارند. مکانیسم برای اغلب، تکنیک های مبتنی بر لیاپانوف به عنوان توسعه ساختارهای کنترل غیرخطی مختلف برای سیستم های مکانیکی استفاده می شود. جذابیت چارچوب مبتنی بر لیاپانوف برای نشانه‌های کنترل سیستم مکانیکی به احتمال زیاد می‌تواند به این واقعیت نسبت داده شود که تاریخ‌های candi تابع لیاپانوف اغلب می‌توانند از بینش فیزیکی در مکانیک سیستم ساخته شوند. یعنی با وجود غیرخطی‌ها، جفت‌ها و/یا اثرات انعطاف‌پذیر مرتبط با سیستم، تکنیک‌های مبتنی بر لیاپانوف اغلب می‌توانند برای تحلیل پایداری سیستم حلقه بسته با استفاده از تابعی مانند انرژی به عنوان کاندید تابع لیاپانوف استفاده شوند. در عمل، رویه طراحی اغلب یک فرآیند تکراری است که منجر به مرگ بسیاری از درختان می شود. به این معنا که کنترل کننده و تابع انرژی مانند اغلب به صورت هماهنگ ساخته می شوند تا خاصیت پایداری سودمند و/یا خاصیت استحکام را تقویت کنند. خوشبختانه، در طول 15 سال گذشته، بسیاری از محققان سیستم نظریه و کنترل در این زمینه تلاش کرده اند تا ابزارهای طراحی مختلفی را تولید کنند که می توانند در موقعیت های مختلف به کار روند.

The design of nonlinear controllers for mechanical systems has been an ex­ tremely active area of research in the last two decades. From a theoretical point of view, this attention can be attributed to their interesting dynamic behavior, which makes them suitable benchmarks for nonlinear control the­ oreticians. On the other hand, recent technological advances have produced many real-world engineering applications that require the automatic con­ trol of mechanical systems. the mechanism for de­ Often, Lyapunov-based techniques are utilized as veloping different nonlinear control structures for mechanical systems. The allure of the Lyapunov-based framework for mechanical system control de­ sign can most likely be assigned to the fact that Lyapunov function candi­ dates can often be crafted from physical insight into the mechanics of the system. That is, despite the nonlinearities, couplings, and/or the flexible effects associated with the system, Lyapunov-based techniques can often be used to analyze the stability of the closed-loop system by using an energy­ like function as the Lyapunov function candidate. In practice, the design procedure often tends to be an iterative process that results in the death of many trees. That is, the controller and energy-like function are often constructed in concert to foster an advantageous stability property and/or robustness property. Fortunately, over the last 15 years, many system the­ ory and control researchers have labored in this area to produce various design tools that can be applied in a variety of situations.