Control óptimo activado por eventos para manipuladores modulares reconfigurables con restricciones de entrada basadas...

Área de la Ciencia:

• Robótica y sistemas de control
• La inteligencia artificial en la automatización
• Teoría de control avanzada

Sus antecedentes:

• Los manipuladores modulares reconfigurables (MRM) presentan desafíos de control complejos debido a sus estructuras adaptables.
• Los métodos de control existentes a menudo luchan con la coordinación descentralizada y la robustez contra las incertidumbres del modelo.
• Garantizar la seguridad a través de restricciones de entrada es fundamental para las aplicaciones prácticas de MRM.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar una estrategia de control óptima para los MRM desencadenada por eventos.
• Para mejorar el rendimiento, la robustez y la seguridad del sistema.
• Abordar los desafíos del control descentralizado y las inexactitudes del modelo en los MRM.

Principales métodos:

• Un enfoque descentralizado de control predictivo de modelo (MPC) descompone el control de MRM en tareas específicas de módulos coordinadas por un marco global.
• Las funciones tangentes hiperbólicas se emplean para las restricciones de par de entrada para evitar riesgos de seguridad.
• La programación dinámica adaptativa (ADP) está integrada con MPC para mejorar la robustez contra los errores de modelado.
• Se utiliza una red neuronal crítica (NN) para resolver la ecuación de Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) para obtener soluciones de control óptimas.
• La teoría de la estabilidad de Lyapunov se aplica para garantizar un límite final uniforme (UUB) de los errores de seguimiento de la trayectoria.

Principales resultados:

• El método MPC desencadenado por eventos propuesto reduce significativamente los errores de seguimiento de trayectoria en los MRM.
• El consumo de recursos se minimiza a través de la estrategia de control eficiente y descentralizada.
• Se mejoran las capacidades de par limitado, mejorando la seguridad operativa.
• La integración de ADP y NN demuestra una mayor solidez del sistema.

Conclusiones:

• El método de control óptimo desencadenado por eventos desarrollado ofrece una solución robusta y eficiente para los MRM.
• El enfoque equilibra efectivamente el rendimiento, la seguridad y la adaptabilidad en sistemas robóticos complejos.
• Este trabajo avanza en el estado de la técnica en el control de plataformas robóticas modulares y reconfigurables.