Resumen

Se presentan el diseño y la sintonización de una estrategia sencilla de realimentación con retardo para estabilizar una clase de sistemas mecánicos subactuados con tiempo muerto. Se considera un modelo lineal invariante en el tiempo (LTI) con retardo de cuarto orden y un controlador proporcional retardado (PR). El controlador PR se muestra como una alternativa atractiva a la aplicación de controladores basados en observadores. Este trabajo da un paso adelante para obtener una mejor comprensión del efecto de los retardos de salida y fenómenos relacionados en sistemas mecatrónicos, haciendo posible diseñar leyes de control resilientes bajo la presencia de retardos de tiempo inciertos en las medidas y obtener un rendimiento aceptable sin utilizar una acción derivativa. El péndulo Furuta es un ejemplo estándar de referencia de dos grados de libertad de la clase de sistemas mecánicos subactuados. La configuración en estudio incluye un retardo de salida inherente debido a la comunicación inalámbrica utilizada para transmitir las mediciones de la posición angular del péndulo. Nuestro enfoque ofrece un diseño constructivo y un procedimiento basado en una combinación de los métodos root loci y Mikhailov para el análisis de la estabilidad. Se realizan experimentos en una plataforma de laboratorio y una comparación con una ley de control de retroalimentación de estado lineal estándar muestra las ventajas del esquema propuesto.

• Materias:Álgebra Análisis Matemático Ingeniería Matemática aplicada Lógica matemática
• Subjects:Algebra Mathematical Analysis Engineering Applied Mathematics Mathematical logic
• Palabras claves:Diseño; sintonización; estrategia de retroalimentación; retardo; estabilizar; sistemas mecánicos subactuados; tiempo muerto; modelo lineal invariante en el tiempo; retardo temporal; controlador proporcional retardado; controladores basados en observadores; retardos de salida; sistemas mecatrónicos; leyes de control resilientes; retardos temporales inciertos; mediciones; rendimiento aceptable; acción derivativa; péndulo Furuta; ejemplo de referencia; comunicación inalámbrica; posición angular; diseño constructivo; root loci; métodos Mikhailov; análisis de estabilidad; plataforma de laboratorio; ley de control de retroalimentación de estado lineal; esquema propuesto.
• Keywords:Design; tuning; feedback strategy; delay; stabilize; underactuated mechanical systems; dead time; linear time-invariant model; time delay; Proportional Retarded controller; observer-based controllers; output delays; mechatronic systems; resilient control laws; uncertain time delays; measurements; acceptable performance; derivative action; Furuta pendulum; benchmark example; wireless communication; angular position; constructive design; root loci; Mikhailov methods; stability analysis; laboratory platform; linear state feedback control law; proposed scheme.