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Auteur Oboe, Roberto
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Affiner la rechercheAutomatic mode matching in MEMS vibrating gyroscopes using extremum-seeking control / Antonello, Riccardo in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 56 N° 10 (Octobre 2009)
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 56 N° 10 (Octobre 2009) . - pp. 3880 - 3891
Titre : Automatic mode matching in MEMS vibrating gyroscopes using extremum-seeking control Type de document : texte imprimé Auteurs : Antonello, Riccardo, Auteur ; Oboe, Roberto, Auteur ; Prandi, Luciano, Auteur Article en page(s) : pp. 3880 - 3891 Note générale : Génie électrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Automatic mode-matching control Electrostatic tuning Extremum-seeking control Vibration gyroscope Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : In order to enhance the sensitivity and to reduce the readout circuit complexity of any angular velocity microsensor (vibrating gyroscope), it is crucial to reduce the frequency mismatch of its resonant modes of vibration. Achieving a good matching accuracy during fabrication is rather difficult because of tolerances and process variations that detrimentally affect the manufacturing precision. Moreover, even assuming to achieve a good frequency matching through fabrication or postfabrication calibration, it is very likely that parametric variations induced by the external environment during the normal operation of the device disrupt any initial tuning. For these reasons, in this paper, an alternative way to accomplish the frequency-matching condition is suggested, which exploits a real-time adjusting mechanism based on an automatic mode-matching control loop. In particular, this paper describes the details of an adaptive controller capable of automatically matching the resonant frequencies of the two main modes of vibration of a single-axis vibrating microgyroscope, under the provision that there is an underlying mechanism through which the frequency mismatch can be controlled by adjusting a suitable tunable parameter. The controller is designed by considering the requirement of reducing its complexity, so that it can be easily implemented on cheap sensors. Owing to a key observation that allows the recast of the frequency-matching problem as a maximization problem, the proposed mode-matching controller is actually designed as a standard perturbation-based extremum-seeking controller, which can be implemented by using few analog electronic components. The proposed solution has been tested on the LISY300AL yaw-rate microelectromechanical system gyroscope manufactured by STMicroelectronics, showing that a mode matching of nearly 1 Hz or less can be easily attained. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=4838892 [article] Automatic mode matching in MEMS vibrating gyroscopes using extremum-seeking control [texte imprimé] / Antonello, Riccardo, Auteur ; Oboe, Roberto, Auteur ; Prandi, Luciano, Auteur . - pp. 3880 - 3891.
Génie électrique
Langues : Anglais (eng)
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 56 N° 10 (Octobre 2009) . - pp. 3880 - 3891
Mots-clés : Automatic mode-matching control Electrostatic tuning Extremum-seeking control Vibration gyroscope Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : In order to enhance the sensitivity and to reduce the readout circuit complexity of any angular velocity microsensor (vibrating gyroscope), it is crucial to reduce the frequency mismatch of its resonant modes of vibration. Achieving a good matching accuracy during fabrication is rather difficult because of tolerances and process variations that detrimentally affect the manufacturing precision. Moreover, even assuming to achieve a good frequency matching through fabrication or postfabrication calibration, it is very likely that parametric variations induced by the external environment during the normal operation of the device disrupt any initial tuning. For these reasons, in this paper, an alternative way to accomplish the frequency-matching condition is suggested, which exploits a real-time adjusting mechanism based on an automatic mode-matching control loop. In particular, this paper describes the details of an adaptive controller capable of automatically matching the resonant frequencies of the two main modes of vibration of a single-axis vibrating microgyroscope, under the provision that there is an underlying mechanism through which the frequency mismatch can be controlled by adjusting a suitable tunable parameter. The controller is designed by considering the requirement of reducing its complexity, so that it can be easily implemented on cheap sensors. Owing to a key observation that allows the recast of the frequency-matching problem as a maximization problem, the proposed mode-matching controller is actually designed as a standard perturbation-based extremum-seeking controller, which can be implemented by using few analog electronic components. The proposed solution has been tested on the LISY300AL yaw-rate microelectromechanical system gyroscope manufactured by STMicroelectronics, showing that a mode matching of nearly 1 Hz or less can be easily attained. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=4838892
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 3 (Septembre 2006) . - 568-576 p.
Titre : Track-Following Control with Active Vibration Damping of a PZT-Actuated Suspension Dual-Stage Servo System Titre original : Commande suivante de voie avec l'atténuation active de vibration d'un système duel de servo d'étape de suspension actionné par PZT Type de document : texte imprimé Auteurs : Yunfeng, LI, Auteur ; Roberto Horowitz ; Marcassa, Federico, Auteur ; Evans, Robert ; Oboe, Roberto, Auteur Article en page(s) : 568-576 p. Note générale : Génie civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Contrôleur Système servo Disque dur Vibration Boucle d'avertissement PZT Résonance Moteur Déclancheur Rétroaction Kalman Découplage Sensibilité Simulation Bande d'extension Résumé : This paper discusses the controller design of a PZT-actuated suspension dual-stage servo system in hard disk drives. The proposed control structure includes an active vibration damping control loop and a track-following control loop. The vibration damping control loop, which runs at a faster rate than the track-following control loop, utilizes a PZT element on a PZT-actuated suspension as a vibration sensor to damp the resonance modes of the voice coil motor (VCM) and the PZT actuator. The vibration-damping controller is designed using the Kalman filter based state feedback control techniques. A simple dual-stage track-following controller is designed, based on the damped actuator model, using the sensitivity function decoupling design method. Simulation and experimental results are presented to demonstrate the benefits of this control scheme in expanding servo control bandwidth and suppressing airflow excited structural vibrations.
Cet article discute la conception de contrôleur d'un système servo d'étape duelle de suspension actionné par PZT dans des commandes de disque dur. La structure proposée de commande inclut une vibration active atténuant la boucle d'avertissement et une voie après boucle d'avertissement. La vibration atténuant la boucle d'avertissement, qui fonctionne à une vitesse plus rapide que la voie après boucle d'avertissement, utilise un élément de PZT sur une suspension actionnée par PZT pendant qu'une sonde de vibration pour atténuer les modes de résonance de la voix lovent le moteur (vcm) et le déclencheur de PZT. La vibration atténuant le contrôleur est conçue en utilisant les techniques de commande de rétroaction d'état basées par filtre de Kalman. Un contrôleur suivant de voie duelle simple d'étape est conçu, basé sur le modèle atténué de déclencheur, en utilisant la méthode de conception de découplage de fonction de sensibilité. La simulation et les résultats expérimentaux sont présentés pour démontrer les avantages de cet arrangement de commande dans la largeur de bande d'extension et la suppression de servocommande des vibrations structurales passionnantes par flux d'air.En ligne : horowitz@me.berkeley.edu [article] Track-Following Control with Active Vibration Damping of a PZT-Actuated Suspension Dual-Stage Servo System = Commande suivante de voie avec l'atténuation active de vibration d'un système duel de servo d'étape de suspension actionné par PZT [texte imprimé] / Yunfeng, LI, Auteur ; Roberto Horowitz ; Marcassa, Federico, Auteur ; Evans, Robert ; Oboe, Roberto, Auteur . - 568-576 p.
Génie civil
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 3 (Septembre 2006) . - 568-576 p.
Mots-clés : Contrôleur Système servo Disque dur Vibration Boucle d'avertissement PZT Résonance Moteur Déclancheur Rétroaction Kalman Découplage Sensibilité Simulation Bande d'extension Résumé : This paper discusses the controller design of a PZT-actuated suspension dual-stage servo system in hard disk drives. The proposed control structure includes an active vibration damping control loop and a track-following control loop. The vibration damping control loop, which runs at a faster rate than the track-following control loop, utilizes a PZT element on a PZT-actuated suspension as a vibration sensor to damp the resonance modes of the voice coil motor (VCM) and the PZT actuator. The vibration-damping controller is designed using the Kalman filter based state feedback control techniques. A simple dual-stage track-following controller is designed, based on the damped actuator model, using the sensitivity function decoupling design method. Simulation and experimental results are presented to demonstrate the benefits of this control scheme in expanding servo control bandwidth and suppressing airflow excited structural vibrations.
Cet article discute la conception de contrôleur d'un système servo d'étape duelle de suspension actionné par PZT dans des commandes de disque dur. La structure proposée de commande inclut une vibration active atténuant la boucle d'avertissement et une voie après boucle d'avertissement. La vibration atténuant la boucle d'avertissement, qui fonctionne à une vitesse plus rapide que la voie après boucle d'avertissement, utilise un élément de PZT sur une suspension actionnée par PZT pendant qu'une sonde de vibration pour atténuer les modes de résonance de la voix lovent le moteur (vcm) et le déclencheur de PZT. La vibration atténuant le contrôleur est conçue en utilisant les techniques de commande de rétroaction d'état basées par filtre de Kalman. Un contrôleur suivant de voie duelle simple d'étape est conçu, basé sur le modèle atténué de déclencheur, en utilisant la méthode de conception de découplage de fonction de sensibilité. La simulation et les résultats expérimentaux sont présentés pour démontrer les avantages de cet arrangement de commande dans la largeur de bande d'extension et la suppression de servocommande des vibrations structurales passionnantes par flux d'air.En ligne : horowitz@me.berkeley.edu
