Birinci ve ikinci dereceden zaman gecikmeli sistemler için aktif bozulma reddi kontrolü (ADRC)

Abstract

Aktif Bozulma Reddi Kontrolü (ADRC), dinamik sistemlerdeki bozucu etkiler ve model belirsizlikleriyle başa çıkmada başarılı olan modern bir kontrol yöntemidir. Çok hassas bir model bilgisine ihtiyaç duymayan ADRC, bozulmaları oluştukları anda tahmin etme ve telafi etme yeteneğine sahiptir. ADRC'nin bu özelliği, yöntemi robotik, otomotiv ve fabrika otomasyonu gibi öngörülemeyen değişimlerle karşılaşan sistemler için uygun kılmaktadır.Bu çalışma, ADRC'nin teorik yapısını, dinamik sistemlerdeki uygulamasını, kararlılığını ve sağlamlığını incelemektedir. Tartışma, hem basit hem de karmaşık sistemleri kapsamakta, sistem düzeninin ve gözlemci bant genişliğinin kontrolör performansını nasıl etkilediğine odaklanmaktadır. Karmaşık bir motor sisteminin kontrolü bir vaka çalışması olarak kullanılmış, burada standart bir PID kontrolör tasarlanmış ve ADRC'ye karşı test edilmiştir. Ayrıca, ayrık zamanlı ADRC de incelenerek, çeşitli durumlarda bozulmaları reddedebilme başarımı incelenmektedir.Her iki sistem türü için formal kararlılık koşulları sunulmuştur. Simülasyonlar, özellikle motor kontrol örneğinde olduğu gibi belirsizlikler ve kısıtlamalar mevcut olduğunda, ADRC'nin bir PID kontrolöre kıyasla daha kararlı olduğunu ve daha iyi performans gösterdiğini ortaya koymaktadır.

Active Disturbance Rejection Control (ADRC) is a control method that excels at managing disturbances and modeling uncertainties in dynamic systems. Unlike traditional methods, ADRC does not require an extremely accurate system model; instead, it proactively estimates and compensates for disturbances in real-time. This makes it highly effective for unpredictable environments, such as those found in robotics, vehicle dynamics, and industrial automation. This study presents the principles of ADRC operation, its application in dynamic systems, and its stability and dependability. Regarding both basic and more sophisticated systems, this study examines how the system environment and its observer bandwidth affect controller efficiency. Specifically, it assesses a complex motor system, in which a standard PID controller is developed and contrasted with an ADRC. Additionally, discrete-time ADRC is also investigated, and its performance in rejecting disturbances under various conditions is analyzed. Stability conditions are given for both kinds of systems. The simulations demonstrate that ADRC is more stable and performs better than a PID controller, particularly in the presence of uncertainties and limits, as illustrated in the motor control example.