Fault Compensation-Based Adaptive Tracking Control for Nonlinear Systems with Actuator Saturation and Multiple Sensor Faults
Image credit: Yaoyao Guo摘要
An adaptive tracking control scheme based on a multi-dimensional Taylor network(MTN) is proposed for nonlinear systems with multiple sensor faults and actuator saturation. This article utilizes a smooth hyperbolic tangent function to transform the non-smooth actuator saturation model into a smooth linear model, thus addressing the challenges posed by actuator saturation on the system. By applying a third-order absolute value Lyapunov function and incorporating it into the adaptive control design process, the estimation of fault losses and design of compensation coefficients are carried out to eliminate the effects of sensor faults. Experimental results demonstrate that the proposed controller can eliminate the impact of sensor faults and actuator saturation, ensuring that all signals in the closed-loop system remain within bounded ranges. Additionally, it can drive the tracking error to converge to a small region near the origin.
类型
出版物
Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering
Adaptive Control
Actuator Saturation
Sensor Faults
Multi-Dimensional Taylor Network
Nonlinear Systems
其他
Authors
讲师
博士，讲师，硕士生导师，2018年9月毕业于东南大学控制理论与控制工程专业，获工学博士学位。主要研究方向为非线性系统分析与综合、智能控制、容错控制、神经网络控制等。主持山东省自然科学基金青年项目1项，复杂工程系统测量与控制教育部重点实验室开放课题1项。指导学生参加全国大学生数学建模竞赛、中国研究生数学建模竞赛等各类竞赛获国家一等奖1项、国家二等奖3项、国家三等奖1项、山东省一等奖12项、山东省二等奖6项、山东省三等奖2项。目前是青岛市人工智能海洋技术创新中心、青岛科技大学数学与交叉科学研究院和数理学院智能控制与机器视觉技术研究中心核心成员。
Authors
正教授
博士，教授，硕士生导师，人工智能技术海洋场景化应用山东省工程研究中心副主任，青岛市人工智能海洋技术创新中心副主任，青岛科技大学数学与交叉研究院副院长。山东赛区数学建模竞赛专家组成员、山东省数学会理事、山东省应用统计学会理事、人工智能海洋学专业委员会委员。近年来，主持或参与国家自然科学基金、省自然基金、省教改项目等各类教学科研项目20多项，在国内外期刊发表学术论文80余篇，其中被SCI、EI检索70余篇，参编教材1部。指导学生参加全国大学生数学建模竞赛、中国研究生数学建模竞赛、美国大学生数学建模竞赛等各类竞赛获国家一等奖9项、国家二等奖29项、国家三等奖13项、山东省一等奖37项、山东省二等奖12项、山东省三等奖7项。指导本科生参加国家大学生创新计划项目4项。