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Adaptive Fault-Tolerant Prescribed-Time Control for Teleoperation Systems With Position Error Constraints

机译：具有位置误差约束的遥操作系统的自适应容错规定时间控制

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In this article, we present an adaptive prescribed-time control method for a class of nonlinear telerobotic systems with actuator faults and position error constraints. Extended from prescribed-time stability, practically prescribed-time stability (PPTS) is proposed for the first time aiming at stability analysis and control synthesis of nonlinear systems with disturbance and uncertainty. We show that, under the control scheme in the framework of PPTS, the system states are guaranteed to converge to a user-defined set (physically realizable) within user-defined settling time (physically realizable). Based on PPTS, an adaptive fault-tolerant controller is developed by integrating a novel exponential-type barrier Lyapunov function. Rigorous stability analysis based on back-stepping approach proves that, under the proposed control strategy, synchronization errors converge to a user-defined residual-set within predefined settling time and never exceed the prescribed range. Universal performance indexes, including the settling time, residual-set, accuracy, and overshoot, can be user-defined and only dependent on fewer user-defined parameters. Simulation results illustrate the effectiveness of the developed control scheme.
机译：在本文中，我们为一类具有执行器故障和位置误差约束的一类非线性托管障系统的自适应规定时间控制方法。从规定时间稳定性延伸，实际上规定时间稳定性（PPT）是第一次瞄准稳定性分析和控制扰动和不确定性的非线性系统的合成。我们表明，在PPT框架中的控制方案下，系统状态被保证地收敛到用户定义的建立时间内（物理可实现的）内的用户定义的集合（物理可实现）。基于PPT，通过集成新颖的指数型障碍Lyapunov函数来开发自适应容错控制器。基于反阶梯方法的严格稳定性分析证明，在所提出的控制策略下，同步误差会聚到预定义的沉降时间内的用户定义的残差集，而不是超过规定范围。通用性能索引，包括建立时间，残差集，准确性和过冲，可以是用户定义的，只能依赖于更少的用户定义参数。仿真结果说明了开发控制方案的有效性。

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