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Synchronization control of externally disturbed chaotic spacecraft in pre-assigned settling time
Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering ( IF 1.6 ) Pub Date : 2021-05-27 , DOI: 10.1177/09596518211018878
Israr Ahmad 1 , Muhammad Shafiq 2
Affiliation  

This article reports the design of a novel finite-time robust nonlinear controller for the synchronization of two identical chaotic spacecraft. The proposed controller does not cancel nonlinear terms appearing in the chaotic spacecraft dynamics. Avoiding the cancelation of the nonlinear terms of the plant by the controller makes the closed-loop robust stable in the presence of uncertainties in the chaotic spacecraft parameters; this concept blooms base for the design of computationally efficient simple control law. The proposed finite-time robust nonlinear controller (1) synchronizes two nearly identical chaotic spacecraft in finite-time duration, (2) expedites the convergence of errors vector to zero without oscillation, and (3) eradicates the effects of external disturbances. Analysis based on the Lyapunov second theorem proves that the synchronization error converges fast and verifying the closed-loop’s robust global stability. The finite-time stability technique affirms the convergence of the synchronization error to zero in settling time. This research article also studies the effects of the exogenous disturbances and the controller parameter’s slowly smooth variations on the closed-loop performance. The controller parameter variation analysis sets the procedure for tuning the controller parameters. The computer-based simulation results validate the theoretical findings and provide a comparative performance analysis with the other recently proposed synchronization feedback controllers. This article uses Mathematica 12.0 version in the Microsoft 10 environment for all the simulations.



中文翻译:

预置稳定时间外扰乱航天器的同步控制

本文报告了一种新颖的有限时间鲁棒非线性控制器的设计,该控制器用于两个相同混沌航天器的同步。所提出的控制器不会消除出现在混沌航天器动力学中的非线性项。在存在混沌航天器参数不确定性的情况下,避免了控制器对被控对象非线性项的消除,使得闭环鲁棒性稳定;这个概念是设计计算高效的简单控制律的基础。所提出的有限时间鲁棒非线性控制器 (1) 在有限时间内同步两个几乎相同的混沌航天​​器,(2) 在没有振荡的情况下加速误差向量收敛到零,以及 (3) 消除外部干扰的影响。基于李雅普诺夫第二定理的分析证明,同步误差收敛快,验证了闭环的鲁棒全局稳定性。有限时间稳定性技术确定了稳定时间中同步误差收敛到零。本研究文章还研究了外源干扰和控制器参数缓慢平滑变化对闭环性能的影响。控制器参数变化分析设置了调整控制器参数的程序。基于计算机的仿真结果验证了理论发现,并提供了与其他最近提出的同步反馈控制器的比较性能分析。本文使用 有限时间稳定性技术确认同步误差在稳定时间内收敛到零。本研究文章还研究了外源干扰和控制器参数缓慢平滑变化对闭环性能的影响。控制器参数变化分析设置了调整控制器参数的程序。基于计算机的仿真结果验证了理论发现,并提供了与其他最近提出的同步反馈控制器的比较性能分析。本文使用 有限时间稳定性技术确认同步误差在稳定时间内收敛到零。本研究文章还研究了外源干扰和控制器参数缓慢平滑变化对闭环性能的影响。控制器参数变化分析设置调整控制器参数的过程。基于计算机的仿真结果验证了理论发现,并与最近提出的其他同步反馈控制器进行了比较性能分析。本文使用 控制器参数变化分析设置了调整控制器参数的程序。基于计算机的仿真结果验证了理论发现,并提供了与其他最近提出的同步反馈控制器的比较性能分析。本文使用 控制器参数变化分析设置了调整控制器参数的程序。基于计算机的仿真结果验证了理论发现,并提供了与其他最近提出的同步反馈控制器的比较性能分析。本文使用用于所有模拟的Microsoft 10 环境中的Mathematica 12.0 版本。

更新日期:2021-05-28
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