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Auteur Fite, Kevin B.
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Affiner la rechercheLoop Shaping for Transparency and Stability Robustness in Time-Delayed Bilateral Telemanipulation / Fite, Kevin B. in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004)
[article]
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004) . - 650-656 p.
Titre : Loop Shaping for Transparency and Stability Robustness in Time-Delayed Bilateral Telemanipulation Titre original : Boucle Formant pour le Transparent et la Robustesse de Stabilité à Temps Télémanipulation Bilatéral Retardé Type de document : texte imprimé Auteurs : Fite, Kevin B., Auteur ; Goldfarb, Michael, Auteur ; Rubio, Angel Article en page(s) : 650-656 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Système bilatéral de télémanipulation Robustesse de stabilité Transmission Prédiseur adaptif de Smith Compensateur Boucle Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents a control methodology that provides transparency and stability robustness in bilateral telemanipulation systems that include a significant time delay in the communication channels. The method utilizes an adaptive Smith predictor to compensate for the time delay, and incorporates a previously published loop shaping approach to design a compensator for transparency and stability robustness of the loop. The method is experimentally demonstrated on a single degree-of-freedom telemanipulation system, and is shown to effectively provide stability and performance robustness.
Cet article présente une méthodologie de commande qui fournit le transparent et robustesse de stabilité dans les systèmes bilatéraux de telemanipulation qui incluent un temps significatif retardent dans les voies de transmission. La méthode utilise un prédiseur adaptatif de Smith pour compenser le temps retardent, et incorporent une boucle précédemment éditée formant l'approche pour concevoir un compensateur pour le transparent et la robustesse de stabilité de la boucle. La méthode est expérimentalement démontrée sur un seul degré de système de telemanipulation de liberté, et est montrée pour fournir efficacement la robustesse de stabilité et d'exécution.[article] Loop Shaping for Transparency and Stability Robustness in Time-Delayed Bilateral Telemanipulation = Boucle Formant pour le Transparent et la Robustesse de Stabilité à Temps Télémanipulation Bilatéral Retardé [texte imprimé] / Fite, Kevin B., Auteur ; Goldfarb, Michael, Auteur ; Rubio, Angel . - 650-656 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004) . - 650-656 p.
Mots-clés : Système bilatéral de télémanipulation Robustesse de stabilité Transmission Prédiseur adaptif de Smith Compensateur Boucle Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents a control methodology that provides transparency and stability robustness in bilateral telemanipulation systems that include a significant time delay in the communication channels. The method utilizes an adaptive Smith predictor to compensate for the time delay, and incorporates a previously published loop shaping approach to design a compensator for transparency and stability robustness of the loop. The method is experimentally demonstrated on a single degree-of-freedom telemanipulation system, and is shown to effectively provide stability and performance robustness.
Cet article présente une méthodologie de commande qui fournit le transparent et robustesse de stabilité dans les systèmes bilatéraux de telemanipulation qui incluent un temps significatif retardent dans les voies de transmission. La méthode utilise un prédiseur adaptatif de Smith pour compenser le temps retardent, et incorporent une boucle précédemment éditée formant l'approche pour concevoir un compensateur pour le transparent et la robustesse de stabilité de la boucle. La méthode est expérimentalement démontrée sur un seul degré de système de telemanipulation de liberté, et est montrée pour fournir efficacement la robustesse de stabilité et d'exécution.Multivariable Loop-Shaping in Bilateral Teleamanipulation / Fite, Kevin B. in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 128 N° 3 (Septembre 2006)
[article]
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 3 (Septembre 2006) . - 482-488 p.
Titre : Multivariable Loop-Shaping in Bilateral Teleamanipulation Type de document : texte imprimé Auteurs : Fite, Kevin B., Auteur ; Goldfarb, Michael, Auteur Article en page(s) : 482-488 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Système bilatéral multivariable Télémanipulateur Stabilité Impédance Compensateur Résumé : This paper presents an architecture and control methodology for obtaining transparency and stability robustness in a multivariable bilateral teleoperator system. The work presented here extends a previously published single-input, single-output approach to accommodate multivariable systems. The extension entails the use of impedance control techniques, which are introduced to render linear the otherwise nonlinear dynamics of the master and slave manipulators, in addition to a diagonalization multivariable loop shaping technique, used to render tractable the multivariable compensator design. A multivariable measure of transparency is proposed based on the relative singular values of the environment and transmitted impedance matrices. The approach is experimentally demonstrated on a three degree-of-freedom scaled telemanipulator pair with a highly coupled environment. Using direct measurement of the power delivered to the operator to assess the system's stability robustness, along with the proposed measure of multivariable transparency, the loop-shaping compensation is shown to improve the stability robustness by a factor of two and the transparency by more than a factor of five.
Cet article présente une architecture et une méthodologie de commande pour obtenir le transparent et la robustesse de stabilité dans un système bilatéral multivariable de télémanipulateur. Le travail présenté ici prolonge une approche à entrée unique et à sortie unique précédemment éditée pour adapter aux systèmes multivariables. La prolongation nécessite l'utilisation des techniques de commande d'impédance, qui sont présentées pour rendre linéaire la dynamique autrement non-linéaire des manipulateurs principaux et slaves, en plus d'une boucle multivariable de diagonalisation formant la technique, employée pour rendre menable la conception multivariable de compensateur. On propose une mesure multivariable de transparent a basé sur les valeurs singulières relatives de l'environnement et a transmis des matrices d'impédance. L'approche est expérimentalement démontrée sur des trois paires de télémanipulateur mesurées par liberté avec un environnement fortement couplé. En utilisant la mesure directe de la puissance fournie à l'opérateur pour évaluer la robustesse de la stabilité du système, avec la mesure proposée du transparent multivariable, la compensation deformation est montrée pour améliorer la robustesse de stabilité par un facteur de deux et le transparent par plus qu'un facteur de cinqEn ligne : http://journaltool.asme.org [article] Multivariable Loop-Shaping in Bilateral Teleamanipulation [texte imprimé] / Fite, Kevin B., Auteur ; Goldfarb, Michael, Auteur . - 482-488 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 3 (Septembre 2006) . - 482-488 p.
Mots-clés : Système bilatéral multivariable Télémanipulateur Stabilité Impédance Compensateur Résumé : This paper presents an architecture and control methodology for obtaining transparency and stability robustness in a multivariable bilateral teleoperator system. The work presented here extends a previously published single-input, single-output approach to accommodate multivariable systems. The extension entails the use of impedance control techniques, which are introduced to render linear the otherwise nonlinear dynamics of the master and slave manipulators, in addition to a diagonalization multivariable loop shaping technique, used to render tractable the multivariable compensator design. A multivariable measure of transparency is proposed based on the relative singular values of the environment and transmitted impedance matrices. The approach is experimentally demonstrated on a three degree-of-freedom scaled telemanipulator pair with a highly coupled environment. Using direct measurement of the power delivered to the operator to assess the system's stability robustness, along with the proposed measure of multivariable transparency, the loop-shaping compensation is shown to improve the stability robustness by a factor of two and the transparency by more than a factor of five.
Cet article présente une architecture et une méthodologie de commande pour obtenir le transparent et la robustesse de stabilité dans un système bilatéral multivariable de télémanipulateur. Le travail présenté ici prolonge une approche à entrée unique et à sortie unique précédemment éditée pour adapter aux systèmes multivariables. La prolongation nécessite l'utilisation des techniques de commande d'impédance, qui sont présentées pour rendre linéaire la dynamique autrement non-linéaire des manipulateurs principaux et slaves, en plus d'une boucle multivariable de diagonalisation formant la technique, employée pour rendre menable la conception multivariable de compensateur. On propose une mesure multivariable de transparent a basé sur les valeurs singulières relatives de l'environnement et a transmis des matrices d'impédance. L'approche est expérimentalement démontrée sur des trois paires de télémanipulateur mesurées par liberté avec un environnement fortement couplé. En utilisant la mesure directe de la puissance fournie à l'opérateur pour évaluer la robustesse de la stabilité du système, avec la mesure proposée du transparent multivariable, la compensation deformation est montrée pour améliorer la robustesse de stabilité par un facteur de deux et le transparent par plus qu'un facteur de cinqEn ligne : http://journaltool.asme.org A Unified Force Controller for a Proportional-Injector Direct-Injection Monopropellant-Powered Actuator / Fite, Kevin B. in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 128 N° 1 (Mars 2006)
[article]
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 1 (Mars 2006) . - 159-164 p.
Titre : A Unified Force Controller for a Proportional-Injector Direct-Injection Monopropellant-Powered Actuator Titre original : Contrôleur Unifié de Force pour un Vérin de Monopropellant d'Injection Directe Proportionnelle d'Injecteur Type de document : texte imprimé Auteurs : Fite, Kevin B., Auteur ; Mitchell, Jason J., Auteur ; Barth, Eric J. ; Goldfarb, Michael Article en page(s) : 159-164 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Verin monopropellant Robot humain autonome Contrôleur de mode Commande non-linéaire Forme canonique Contrainte Mode coulissant Déclancheur Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper describes the modeling and control of a proportional-injector direct-injection monopropellant-powered actuator for use in power-autonomous human-scale mobile robots. The development and use of proportional (as opposed to solenoid) injection valves enables a continuous and unified input/output description of the device, and therefore enables the development and implementation of a sliding-mode-type controller for the force control of the proposed actuator, which provides the stability guarantees characteristic of a sliding-mode control approach. Specifically, a three-input, single-output model of the actuation system behavior is developed, which takes a nonlinear non-control-canonical form. In order to implement a nonlinear controller, a constraint structure is developed that effectively renders the system single input, single output, and control canonical, and, thus, of appropriate form for the implementation of a sliding-mode controller. A sliding-mode controller is then developed and experimentally implemented on the proposed actuator. Experimental results demonstrate closed-loop force tracking with a saturation-limited bandwidth of approximately 6 Hz.
Cet article décrit modeler et la commande d'un vérin monopropellant d'injection directe proportionnelle d'injecteur pour l'usage dans des robots humains autonomes de mobile de balance de puissance. Le développement et l'utilisation (par opposition au solénoïde) des valves proportionnelles d'injection permet une description continue et unifiée de rendement d'entrée du dispositif, et permet donc le développement et l'exécution d'un type coulissant contrôleur de mode pour la commande de force du déclencheur proposé, qui fournit les garanties de stabilité caractéristiques d'une approche coulissante de commande de mode. Spécifiquement, des trois entrés, modèle simple de rendement du comportement de système de mise en action est développés, qui prend non à une commande non-linéaire la forme canonique. Afin de mettre en application un contrôleur non-linéaire, on développe une structure de contrainte qui rend efficacement l'entrée simple de système, rendement simple, et commande canonique, et, ainsi, de la forme appropriée pour l'exécution d'un contrôleur de mode coulissant. Un contrôleur de mode coulissant est alors développé et expérimentalement mis en application sur le déclencheur proposé. Les résultats expérimentaux démontrent la force de boucle bloquée dépistant avec une largeur de bande limitée par saturation d'approximativement 6 hertz.[article] A Unified Force Controller for a Proportional-Injector Direct-Injection Monopropellant-Powered Actuator = Contrôleur Unifié de Force pour un Vérin de Monopropellant d'Injection Directe Proportionnelle d'Injecteur [texte imprimé] / Fite, Kevin B., Auteur ; Mitchell, Jason J., Auteur ; Barth, Eric J. ; Goldfarb, Michael . - 159-164 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 1 (Mars 2006) . - 159-164 p.
Mots-clés : Verin monopropellant Robot humain autonome Contrôleur de mode Commande non-linéaire Forme canonique Contrainte Mode coulissant Déclancheur Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper describes the modeling and control of a proportional-injector direct-injection monopropellant-powered actuator for use in power-autonomous human-scale mobile robots. The development and use of proportional (as opposed to solenoid) injection valves enables a continuous and unified input/output description of the device, and therefore enables the development and implementation of a sliding-mode-type controller for the force control of the proposed actuator, which provides the stability guarantees characteristic of a sliding-mode control approach. Specifically, a three-input, single-output model of the actuation system behavior is developed, which takes a nonlinear non-control-canonical form. In order to implement a nonlinear controller, a constraint structure is developed that effectively renders the system single input, single output, and control canonical, and, thus, of appropriate form for the implementation of a sliding-mode controller. A sliding-mode controller is then developed and experimentally implemented on the proposed actuator. Experimental results demonstrate closed-loop force tracking with a saturation-limited bandwidth of approximately 6 Hz.
Cet article décrit modeler et la commande d'un vérin monopropellant d'injection directe proportionnelle d'injecteur pour l'usage dans des robots humains autonomes de mobile de balance de puissance. Le développement et l'utilisation (par opposition au solénoïde) des valves proportionnelles d'injection permet une description continue et unifiée de rendement d'entrée du dispositif, et permet donc le développement et l'exécution d'un type coulissant contrôleur de mode pour la commande de force du déclencheur proposé, qui fournit les garanties de stabilité caractéristiques d'une approche coulissante de commande de mode. Spécifiquement, des trois entrés, modèle simple de rendement du comportement de système de mise en action est développés, qui prend non à une commande non-linéaire la forme canonique. Afin de mettre en application un contrôleur non-linéaire, on développe une structure de contrainte qui rend efficacement l'entrée simple de système, rendement simple, et commande canonique, et, ainsi, de la forme appropriée pour l'exécution d'un contrôleur de mode coulissant. Un contrôleur de mode coulissant est alors développé et expérimentalement mis en application sur le déclencheur proposé. Les résultats expérimentaux démontrent la force de boucle bloquée dépistant avec une largeur de bande limitée par saturation d'approximativement 6 hertz.