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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/4106| Consensus and control of nonlinear systems using fractional calculus and control Lyapunov functions Consenso y control de sistemas no lineales mediante cálculo fraccionario y funciones de control de Lyapunov | |
| CARLOS ALBERTO RODRIGUEZ MARTINEZ | |
| Joaquín Álvarez Gallegos | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Fractional derivatives, Nonlinear Systems, Synchronization, Digital Twins, Impedance Matching, Control Lyapunov Functions Derivadas Fraccionales, Sistemas No Lineales, Sincronización, Gemelos Digitales, Ajuste de Impedancia, Función de Control de Lyapunov | |
| This thesis presents a comprehensive study on designing and implementing advanced control strategies for diverse applications. The primary objectives encompassed enhancing synchronization regions for fractional-order nonlinear systems, making surface temperature uniformity through thermal platform design and control, and developing an impedance-matching control scheme with improved convergence time and reduced reflected power. A novel fractional-order dynamic coupling technique is introduced in nonlinear dynamics. This coupling mechanism is rigorously analyzed to expand the synchronization region of fractional order chaotic oscillators, thereby enabling robust and enhanced synchronization in complex networked systems. A dedicated thermal platform has been constructed to address surface temperature non-uniformity challenges. A controller is designed to efficiently regulate the surface temperature distribution efficiently, ensuring uniformity across the platform. Integrating advanced control algorithms into the thermal platform results in improved thermal management and enhanced performance across various practical scenarios. Furthermore, the thesis proposes an innovative impedance-matching control strategy. This novel control approach focuses on achieving optimal impedance matching across various load impedance conditions. The design emphasizes both rapid convergence time and the mitigation of reflected power. The resultant impedance-matching control scheme demonstrates superior performance in terms of convergence rate and reduced reflected power, making it suitable for various applications in electronics and telecommunications. The contributions of this thesis offer valuable insights into the domain of nonlinear dynamics, thermal control, and impedance matching. The proposed methodologies expand the capabilities of synchronization and control in complex systems and present practical solutions for temperature regulation and impedance matching challenges. The outcomes of this research hold potential for various real-world applications, contributing to the advancement of control theory and its application in interdisciplinary domains. Esta tesis presenta un estudio exhaustivo sobre el diseño y la aplicación de estrategias de control avanzadas para diversas aplicaciones. Los objetivos principales abarcan la mejora de las regiones de sincronización para sistemas no lineales de orden fraccionario, la uniformidad de la temperatura superficial mediante el diseño y el control de plataformas térmicas, y el desarrollo de un esquema de control de adaptación de impedancias con un tiempo de convergencia mejorado y una potencia reflejada reducida. Se introduce una novedosa técnica de acoplamiento dinámico de orden fraccionario en dinámica no lineal. Este mecanismo de acoplamiento se analiza rigurosamente para ampliar la región de sincronización de osciladores caóticos de orden fraccionario, permitiendo así una sincronización robusta y mejorada en sistemas complejos conectados en red. Se ha construido una plataforma térmica específica para hacer frente a los problemas de falta de uniformidad de la temperatura superficial. Se ha diseñado un controlador para regular eficazmente la distribución de la temperatura superficial, garantizando la uniformidad en toda la plataforma. La integración de algoritmos de control avanzados en la plataforma térmica mejora la gestión térmica y el rendimiento en diversos escenarios prácticos. Además, la tesis propone una innovadora estrategia de control de la adaptación de impedancias. Este novedoso enfoque de control se centra en lograr una adaptación ´optima de la impedancia en distintas condiciones de impedancia de la carga. El diseño hace hincapié tanto en el tiempo de convergencia rápida como en la mitigación de la potencia reflejada. El esquema de control de adaptación de impedancias resultante demuestra un rendimiento superior en términos de velocidad de convergencia y reducción de la potencia reflejada, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones en electrónica y telecomunicaciones. Las aportaciones de esta tesis ofrecen valiosas perspectivas en el ámbito de la dinámica no lineal, el control térmico y la adaptación de impedancias. Las metodologías propuestas amplían las capacidades de sincronización y control en sistemas complejos y presentan soluciones prácticas para los retos de regulación térmica y adaptación de impedancias. Los resultados de esta investigación tienen potencial para diversas aplicaciones en el mundo real, contribuyendo al avance de la teoría de control y su aplicación en dominios interdisciplinarios. | |
| CICESE | |
| 2024 | |
| Tesis de doctorado | |
| Inglés | |
| Rodríguez Martínez, C.A. 2024. Consensus and control of nonlinear systems using fractional calculus and control Lyapunov functions. Thesis Doctor of Science. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 102 pp. | |
| INGENIERÍA DE CONTROL | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones |
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| tesis_Carlos Alberto Rodríguez Martínez_11 abril 2024.pdf | Versión completa de la tesis | 9.25 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |