Állapot-visszacsatolással szabályozott rendszerek mintavételközi dinamikája
Intersample dynamics of systems with state-feedback control
Keywords:
intersample dynamics, sampled-data systems, state feedback, boundary value problems, /, mintavételközi dinamika, mintavételes rendszerek, állapot-visszacsaolás, peremérték-problémákAbstract
In a sampled-data system, a discrete-time controller regulates a continuous-time plant. Traditional discretization- based design approaches result in information loss as they usually ignore the intersample dynamics of the plant. This paper introduces a novel method for reconstructing the continuous-time output of sampled-data systems by reformulating their state-space representations into boundary value problems. The proposed method is demonstrated by simulations of numerical examples.
Kivonat
A mintavételes rendszerekben a folytonos idejű folyamatok irányítását diszkrét idejű szabályozók végzik. A rendszer diszkretizációján alapuló hagyományos tervezési módszerek azonban gyakran információvesztéshez vezetnek, ugyanis elhanyagolják a szabályozott szakasz mintavételközi dinamikáját. Jelen tanulmány egy újszerű módszert mutat be, amellyel mintavételes rendszerek válasza rekonstruálható folytonos időben, kihasználva, hogy a rendszer állapottér-modellje átfogalmazható peremérték-problémává. A bemutatott módszer alkalmazását szimulációs eredmények igazolják.
References
Åström K. J. Computer-Controlled Systems: Theory and Design, Prentice Hall, 1996. ISBN 9780133148992 [2] Franklin G. F. Digital control of dynamic systems, Addison-Wesley, 1998. ISBN 9780201331530
Branicky M. S. Introduction to Hybrid Systems. Handbook of Networked and Embedded Control Systems. Birkhäuser Boston, 2005, 91–116. ISBN 9780817644048, doi: 10.1007/0-8176-4404-0_5
Goebel R., Sanfelice R. G., Teel A. R. Hybrid dynamical systems. IEEE Control Systems. IEEE, 2009, 29(2), 28–93. doi: 10.1109/mcs.2008.931718
Ferrante F., Seuret A. Observer Design for Linear Aperiodic Sampled-Data Systems: A Hybrid Systems Approach.
IEEE Control Systems Letters. IEEE, 2022, 6, 470–475. doi: 10.1109/lcsys.2021.3081345 [6] Kuo B. Automatic control systems, John Wiley & Sons, 2003. ISBN 9780471134763
Nesić D., Teel A. R. Sampled-data control of nonlinear systems: An overview of recent results. Perspectives in robust control. Springer London, 2001, 221–239.
Sideris A. Intersample ripple-free multirate optimal controller design. International Journal of Robust and Nonlinear Control. Wiley, 2012, 24(4), 744–757. doi: 10.1002/rnc.2916
Izumi N., Kiyama T., Iriya S. Model Predictive Control Satisfying Constraints of Intersample Behavior. 2023 62nd Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers (SICE). IEEE, 2023, 459–464. doi: 10.23919/sice59929.2023.10354091
Akiyoshi T., Imai J., Funabiki S. Optimal Digital Controller Design for a Servo Motor Taking Account of Intersample Behavior. Electrical Engineering in Japan. Wiley, 2014, 188(3), 39–45. doi: 10.1002/eej.22489
Stojić Ð. M., Šekara T. B. A new digital resonant current controller for AC power converters based on the advanced Z-transform. ISA Transactions. Elsevier, 2022, 129, 535–545. doi: 10.1016/j.isatra.2022.02.008
Janssen A. The Zak transform: a signal transform for sampled time-continuous signals. Philips Journal of Research, 1988, 43(1), 23–69.
Yamamoto Y., Yamamoto K. Nonlinear Sampled-data Systems—A lifting framework. IFAC-PapersOnLine. Elsevier, 2023, 56(2), 6406–6410. doi: 10.1016/j.ifacol.2023.10.840
