Điều khiển trượt thích nghi kết hợp bộ quan sát với hệ số thay đổi theo thời gian sử dụng tổng hợp hệ số Riccati cho tay máy robot

Tóm tắt

Bài báo trình bày một phương pháp điều khiển trượt thích nghi kết hợp bộ quan sát (AOSMC) sử dụng phương pháp điều chỉnh tham số thích nghi thay đổi theo thời gian và tổng hợp hệ số Riccati (RGS) nhằm điều khiển bám quỹ đạo chính xác cao cho tay máy robot trong điều kiện tồn tại nhiễu loạn và bất định động lực học. Phương pháp điều khiển trượt truyền thống mặc dù có tính bền vững cao nhưng thường gây hiện tượng rung giật lớn và yêu cầu biết chính xác giới hạn của hệ thống. Để khắc phục, cấu trúc AOSMC-RGS được đề xuất kết hợp quan sát nhiễu phi tuyến để ước lượng nhiễu thời gian thực với cơ chế điều chỉnh hệ số khuếch đại dựa trên Riccati theo sai số bám. Phân tích ổn định Lyapunov chặt chẽ chứng minh tính bị chặn và hội tụ của các trạng thái hệ thống. Kết quả mô phỏng trên tay máy robot 2 bậc tự do cho thấy phương pháp AOSMC-RGS giúp cải thiện đáng kể độ chính xác bám, khả năng khử nhiễu và giảm biên độ tín hiệu điều khiển khi so với các bộ điều khiển PID, SMC, ASMC, Fuzzy-ASMC, và RBF-ASMC. Phương pháp đề xuất đạt được thời gian đáp ứng nhanh, độ quá chỉnh nhỏ, giảm tiêu hao năng lượng điều khiển và duy trì độ bền vững, phù hợp triển khai thời gian thực trên các hệ thống robot và cơ điện tử.