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        Discrete-Inverse Optimal Control Applied to the Ball and Beam Dynamical System: A Passivity-Based Control Approach

        Fecha
        2020-08-14
        Registro en:
        Danilo Montoya, O.; Gil-González, W.; Ramírez-Vanegas, C. Discrete-Inverse Optimal Control Applied to the Ball and Beam Dynamical System: A Passivity-Based Control Approach. Symmetry 2020, 12, 1359.
        https://hdl.handle.net/20.500.12585/9543
        https://www.mdpi.com/2073-8994/12/8/1359
        10.3390/sym12081359
        Universidad Tecnológica de Bolívar
        Repositorio Universidad Tecnológica de Bolívar
        http://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/3724975
        Autor
        Montoya, Oscar Danilo
        Gil-González, Walter
        Ramírez-Vanegas, Carlos
        Institución
        • Universidad Tecnológica de Bolivar UTB (Colombia)
        Resumen
        This express brief deals with the problem of the state variables regulation in the ball and beam system by applying the discrete-inverse optimal control approach. The ball and beam system model is defined by a set of four-order nonlinear differential equations that are discretized using the forward difference method. The main advantages of using the discrete-inverse optimal control to regulate state variables in dynamic systems are (i) the control input is an optimal signal as it guarantees the minimum of the Hamiltonian function, (ii) the control signal makes the dynamical system passive, and (iii) the control input ensures asymptotic stability in the sense of Lyapunov. Numerical simulations in the MATLAB environment allow demonstrating the effectiveness and robustness of the studied control design for state variables regulation with a wide gamma of dynamic behaviors as a function of the assigned control gains.
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