Anti-windup design with guaranteed regions of stability for discrete-time linear systems with saturating controls



Título del documento: Anti-windup design with guaranteed regions of stability for discrete-time linear systems with saturating controls
Revista: Controle & automacao
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000315358
ISSN: 0103-1759
Autores: 1

2
Instituciones: 1Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Departamento de Engenharia Eletrica, Porto Alegre, Rio Grande do Sul. Brasil
2Centre National de la Recherche Scientifique, Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systemes, Toulouse, Haute-Garonne. Francia
Año:
Periodo: Ene-Mar
Volumen: 15
Número: 1
Paginación: 3-9
País: Brasil
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Experimental
Resumen en inglés The purpose of this paper is to study the determination of stability regions for discrete-time linear systems with saturating controls through anti-windup schemes. Considering that a linear dynamic output feedback has been designed to stabilize the linear discrete-time system (without saturation), a method is proposed for designing an anti-windup gain that maximizes an estimate of the basin of attraction of the closed-loop system in the presence of saturation. It is shown that the closed-loop system obtained from the controller plus the anti-windup gain can be modeled by a linear system connected to a deadzone nonlinearity. From this model, stability conditions based on quadratic Lyapunov functions are stated. Algorithms based on LMI schemes are proposed for computing both the anti-windup gain and an associated stability region
Resumen en portugués Este artigo tem por objetivo o estudo da determinação de regiões de estabilidade para sistemas lineares discretos no tempo com controles saturantes, através da utilização de laços de anti-windup. Considerando que um compensador dinâmico de saída é previamente projetado para estabilizar o sistema linear em tempo discreto (i.e. desconsiderando-se a saturação), é proposto um método para projetar um ganho de anti-windup que maximize a região de atração do sistema em malha fechada na presença de saturação. É mostrado que o sistema em malha fechada, obtido a partir do controlador com o termo de anti-windup, pode ser modelado por um sistema linear em cascata com uma não-linearidade do tipo zona-morta. A partir deste modelamento, condições de estabilidade baseadas em funções de Lyapunov quadráticas são estabelecidas. Algortimos baseados na solução de LMIs são propostos para computar simultaneamente o ganho de anti-windup e a região de estabilidade associada
Disciplinas: Ingeniería
Palabras clave: Ingeniería de control,
Anti-windup,
Sistemas de control,
Saturación,
Sistemas discretos,
Estabilidad
Keyword: Engineering,
Control engineering,
Anti-windup,
Control systems,
Saturation,
Discrete systems,
Stability
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