Analiza stabilnosti nelinearnih sustava vođenih analitičkim neizrazitim regulatorom

Tema ove disertacije je analiza stabilnosti nelinearnih mehaničkih sustava vođenih analitičkim neizrazitim regulatorom. Analitički neizraziti regulator je nekonvencionalni pristup koji koristi analitičke funkcije za određivanje centara izlaznih neizrazitih skupova umjesto baze pravila ponašanja. Analiza stabilnosti je zasnovana na Lyapunovljevoj izravnoj metodi i ne zahtijeva prikaz dinamike sustava upravljanja u obliku Takagi- Sugeno neizrazitog modela. Analiza stabilnosti je podijeljena na četiri osnovna dijela. Prvo se formiraju jednadžbe pogreške zatvorenog sustava upravljanja. Drugo, formira se kandidat za Lyapunovljevu funkciju. Zatim se izvode uvjeti stabilnosti koji garantiraju pozitivnu definitnost Lypunovljeve funkcije i negativnu definitnost njene vremenske derivacije. Na kraju, primjenjuje se LaSalleov princip invarijantnosti koji garantira asimptotsku stabilnost. Time su dobiveni kriteriji lokalne stabilnosti koji uključuju svega nekoliko parametara upravljačkog sustava. Na osnovu dobivenih rezultata razmatrane su neke modifikacije analitičkog neizrazitog regulatora koje osiguravaju globalnu asimptotsku stabilnost. Nadalje, Lyapunovljeve funkcije analiziranih regulatora su iskorištene za evaluaciju performansi i određivanje optimalnih vrijednosti parametara regulatora. \Navedeni pristup zasnovan je na konstrukciji parametarski ovisne Lyapunovljeve funkcije. Odgovarajućim izborom slobodnog parametra dobivena je ocjena integralnog indeksa performanse. Indeks performanse ovisi samo o nekoliko parametara regulatora i nekoliko parametara koji karakteriziraju dinamiku robota. Optimalne vrijednosti parametara regulatora dobivene su minimizacijom indeksa performanse. Procedura podešavanja parametara demonstrirana je na simulacijskom modelu dva različita tipa robota

Generalized Control Allocation Scheme for Multirotor Type of UAVs

Unmanned aerial vehicles (UAVs) are autonomous or remotely guided aircraft, which can potentially carry out a wide range of tasks. Multirotor type of UAV has unique ability to perform vertical take-off and landing (VTOL), a stationary and low-speed flight where certain configurations can achieve very complex and precise movements. Therefore, they are suitable for performing tasks such as delivery of first aid kit, firefighting, infrastructure inspection, aerial video, and many others. In this chapter, a generalized control allocation scheme for a multirotor UAV is presented, which describes the mapping of rotor angular velocities to the control vector of the aircraft. It enables control and design of multirotor configurations with diverse geometrical arrangement and characteristics of the propulsion subsystem depending on the task, which multirotor has to carry out. The inverted scheme, which is implemented as a motor mixer, maps the control inputs into a set of aircraft actuator outputs

Optimalno upravljanje nelinearnim sustavima primjenom neuronskih mreža

U radnji je prikazan izvod numeričkoga logoritma za optimalno upravljanjene linearnim multivarijabilnim sustavima sa ograničenjima varijabli stanja i upravljanja. Izvod algoritma zasnovan je na BPTT (backpropagation-through-time) algoritmu koji se primjenjuje kao algoritam učenja za dinamičke neuronske mreže. Izveden je također algoritam za vremenski optimalno upravljanje koji je zasnovan na svojstvima kaznenih funkcija za ograničenja varijabli stanja i upravljanja. Dobiveni algoritmi primijenjeni su na razne probleme optimalnog upravljanja robotom s dva stupnja slobode. Najprije je razmatran problem vremenski optimalnog upravljanja robotom s ograničenjima varijabli upravljanja. Zatim je razmatran isti problem s dodatnim uvjetom; zaobilaženjem prepreke, odnosno ograničenjima varijabli stanja. Nakon toga razmatra se problem optimalnog upravljanja kooperativnim radom dva robota. Problem se sastoji u zajedničkom prenošenju krutog tereta s jednog mjesta na drugo uz ograničenja varijabli upravljanja, te uz uvjet međusobnog izbjegavanja sudara i održavanja konstantne udaljenosti između prihvatnica manipulatora. Nakraju je prikazan izvod algoritma za optimalno upravljanje s povratnom vezom za nelinearne multivarijabilne sustave s ograničenjima varijabli upravljanja. Izvod algoritma također je zasnovan na principu BPTT algoritma