Published September 8, 2021 | Version v1
Publication Open

H∞ and Passive Fuzzy Control for Non-Linear Descriptor Systems with Time-Varying Delay and Sensor Faults

Creators

  • 1. University of Ha'il
  • 2. University of Sfax
  • 3. Gdańsk University of Technology

Description

In this paper, the problem of reliable control design with mixed H∞ /passive performance is discussed for a class of Takagi–Sugeno TS fuzzy descriptor systems with time-varying delay, sensor failure, and randomly occurred non-linearity. Based on the Lyapunov theory, firstly, a less conservative admissible criterion is established by combining the delay decomposition and reciprocally convex approaches. Then, the attention is focused on the design of a reliable static output feedback (SOF) controller with mixed H∞ /passive performance requirements. The key merit of the paper is to propose a simple method to design such a controller since the system output is subject to probabilistic missing data and noise. Using the output vector as a state component, an augmented model is introduced, and sufficient conditions are derived to achieve the desired performance of the closed-loop system. In addition, the cone complementarity linearization (CCL) algorithm is provided to calculate the controller gains. At last, three numerical examples, including computer-simulated truck-trailer and ball and beam systems are given to show the efficacy of our proposed approach, compared with existing ones in the literature.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في هذه الورقة، تمت مناقشة مشكلة تصميم التحكم الموثوق به مع الأداء المختلط H∞ /السلبي لفئة من أنظمة الوصف الغامضة Takagi - Sugeno TS مع تأخير متغير للوقت، وفشل المستشعر، وعدم الخطية بشكل عشوائي. بناءً على نظرية ليابونوف، أولاً، يتم وضع معيار مقبول أقل تحفظًا من خلال الجمع بين تحلل التأخير والمناهج المحدبة بشكل متبادل. بعد ذلك، يتركز الاهتمام على تصميم وحدة تحكم موثوقة في التغذية الراجعة للمخرجات الثابتة (SOF) مع متطلبات مختلطة للأداء العالي/السلبي. الميزة الرئيسية للورقة هي اقتراح طريقة بسيطة لتصميم وحدة التحكم هذه لأن خرج النظام يخضع لبيانات وضوضاء مفقودة احتمالية. باستخدام متجه الخرج كمكون حالة، يتم إدخال نموذج معزز، ويتم اشتقاق شروط كافية لتحقيق الأداء المطلوب لنظام الحلقة المغلقة. بالإضافة إلى ذلك، يتم توفير خوارزمية التكامل الخطي المخروطي (CCL) لحساب مكاسب وحدة التحكم. أخيرًا، يتم تقديم ثلاثة أمثلة رقمية، بما في ذلك أنظمة مقطورة الشاحنة والكرة والحزمة المحاكاة بالكمبيوتر لإظهار فعالية نهجنا المقترح، مقارنةً بالنهج الحالي في الأدبيات.

Translated Description (French)

Dans cet article, le problème de la conception de contrôle fiable avec une performance mixte H∞ /passive est discuté pour une classe de systèmes de descripteurs flous Takagi–Sugeno TS avec un retard variable dans le temps, une défaillance du capteur et une non-linéarité aléatoire. Sur la base de la théorie de Lyapunov, tout d'abord, un critère admissible moins conservateur est établi en combinant la décomposition du retard et des approches réciproquement convexes. Ensuite, l'attention est concentrée sur la conception d'un contrôleur de retour de sortie statique (SOF) fiable avec des exigences de performances mixtes H∞ /passives. Le principal mérite de l'article est de proposer une méthode simple pour concevoir un tel contrôleur, car la sortie du système est sujette à des données probabilistes manquantes et au bruit. En utilisant le vecteur de sortie comme composant d'état, un modèle augmenté est introduit, et des conditions suffisantes sont dérivées pour atteindre la performance souhaitée du système en boucle fermée. En outre, l'algorithme de linéarisation de complémentarité de cône (CCL) est fourni pour calculer les gains du contrôleur. Enfin, trois exemples numériques, comprenant des systèmes de camion-remorque et de boule et poutre simulés par ordinateur, sont donnés pour montrer l'efficacité de notre approche proposée, par rapport à celles existantes dans la littérature.

Translated Description (Spanish)

En este documento, se discute el problema del diseño de control confiable con un rendimiento mixto H∞ /pasivo para una clase de sistemas descriptores difusos Takagi–Sugeno TS con retardo variable en el tiempo, falla del sensor y no linealidad ocurrida aleatoriamente. Con base en la teoría de Lyapunov, en primer lugar, se establece un criterio admisible menos conservador al combinar la descomposición de retardo y los enfoques recíprocamente convexos. Luego, la atención se centra en el diseño de un controlador de retroalimentación de salida estática (SOF) confiable con requisitos mixtos de rendimiento H∞ /pasivo. El mérito clave del documento es proponer un método simple para diseñar dicho controlador, ya que la salida del sistema está sujeta a datos probabilísticos faltantes y ruido. Utilizando el vector de salida como componente de estado, se introduce un modelo aumentado y se derivan condiciones suficientes para lograr el rendimiento deseado del sistema de bucle cerrado. Además, se proporciona el algoritmo de linealización de complementariedad de cono (CCL) para calcular las ganancias del controlador. Por último, se dan tres ejemplos numéricos, incluidos los sistemas de remolque de camiones simulados por ordenador y los sistemas de bolas y vigas para mostrar la eficacia de nuestro enfoque propuesto, en comparación con los existentes en la literatura.

Files

pdf.pdf

Files (492.2 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5a63b79cf0b16d561cfe6471f1e4f795
492.2 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
H∞ والتحكم الغامض السلبي لأنظمة الواصف غير الخطية مع التأخير المتغير للوقت وأخطاء المستشعر
Translated title (French)
H∞ et contrôle flou passif pour les systèmes de descripteurs non linéaires avec retard variable dans le temps et défauts de capteur
Translated title (Spanish)
H∞ y control difuso pasivo para sistemas descriptores no lineales con retardo variable en el tiempo y fallas del sensor

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3197634847
DOI
10.3390/math9182203

Is supplement to
https://openalex.org/W3041172967 (Other)
https://openalex.org/W2960358116 (Other)
https://openalex.org/W2953137247 (Other)
https://openalex.org/W2943623134 (Other)
https://openalex.org/W2749065928 (Other)
https://openalex.org/W2553468687 (Other)
https://openalex.org/W2494523064 (Other)
https://openalex.org/W2215759665 (Other)
https://openalex.org/W2030292806 (Other)
https://openalex.org/W135622916 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Tunisia

References

  • https://openalex.org/W1584088034
  • https://openalex.org/W1990676983
  • https://openalex.org/W1992584065
  • https://openalex.org/W2007784570
  • https://openalex.org/W2016562720
  • https://openalex.org/W2034539682
  • https://openalex.org/W2037686415
  • https://openalex.org/W2065601960
  • https://openalex.org/W2078079520
  • https://openalex.org/W2079325629
  • https://openalex.org/W2092820138
  • https://openalex.org/W2104381981
  • https://openalex.org/W2105131757
  • https://openalex.org/W2139494503
  • https://openalex.org/W2149201868
  • https://openalex.org/W2169713049
  • https://openalex.org/W2213530056
  • https://openalex.org/W2273966264
  • https://openalex.org/W2312341497
  • https://openalex.org/W2372167781
  • https://openalex.org/W2443088526
  • https://openalex.org/W2468113409
  • https://openalex.org/W2619118201
  • https://openalex.org/W2732984683
  • https://openalex.org/W2782622166
  • https://openalex.org/W2790922103
  • https://openalex.org/W2794176779
  • https://openalex.org/W2802198116
  • https://openalex.org/W2896971185
  • https://openalex.org/W2977323175
  • https://openalex.org/W3084191844
  • https://openalex.org/W3170409787
  • https://openalex.org/W4213345774
  • https://openalex.org/W578411849
  • https://openalex.org/W850230528