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Auteur Michael Goldfarb |
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Titre : Dynamic Constraint-Based Energy-Saving Control of Pneumatic Servo Systems Titre original : La contrainte Dynamique basée sur la Commande d'Economie d'Energie des Systèmes Servo Pneumatiques Type de document : texte imprimé Auteurs : Khalid A. Al Dakkan, Auteur ; Barth, Eric J., Auteur ; Michael Goldfarb Année de publication : 2006 Article en page(s) : 655-662 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Energie Système servo-pneumatique Valve Bobine Commande de liberté Contrainte Résumé : This paper proposes a control approach that can provide significant energy savings for the control of pneumatic servo systems. The control methodology is formulated by decoupling the standard four-way spool valve used for pneumatic servo control into two three-way valves, then using the resulting two control degrees of freedom to simultaneously satisfy a performance constraint (which for this paper is based on the sliding mode sliding condition), and an energy-saving dynamic constraint that minimizes cylinder pressures. The control formulation is presented, followed by experimental results that indicate significant energy savings with essentially no compromise in tracking performance relative to control with a standard four-way spool valve.
Cet article propose une approche de commande qui peut fournir l'épargne significative d'énergie pour la commande des systèmes servo pneumatiques. La méthodologie de commande est formulée en découplant la valve à quatre voies standard de bobine utilisée pour la servocommande pneumatique dans deux valves à trois voies, puis en employant les deux degrés de commande de liberté résultants pour satisfaire simultanément une contrainte d'exécution (qui pour cet article est basée sur l'état coulissant coulissant de mode), et une contrainte dynamique économiseuse d'énergie qui réduit au minimum des pressions de cylindre. La formulation de commande est présentée, suivi des résultats expérimentaux qui indiquent l'épargne significative d'énergie avec essentiellement aucun compromis dans à commande relative de cheminement d'exécution avec une valve à quatre voies standard de bobine.En ligne : http://journaltool.asme.org
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 3 (Septembre 2006) . - 655-662 p.[article] Dynamic Constraint-Based Energy-Saving Control of Pneumatic Servo Systems = La contrainte Dynamique basée sur la Commande d'Economie d'Energie des Systèmes Servo Pneumatiques [texte imprimé] / Khalid A. Al Dakkan, Auteur ; Barth, Eric J., Auteur ; Michael Goldfarb . - 2006 . - 655-662 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 3 (Septembre 2006) . - 655-662 p.
Mots-clés : Energie Système servo-pneumatique Valve Bobine Commande de liberté Contrainte Résumé : This paper proposes a control approach that can provide significant energy savings for the control of pneumatic servo systems. The control methodology is formulated by decoupling the standard four-way spool valve used for pneumatic servo control into two three-way valves, then using the resulting two control degrees of freedom to simultaneously satisfy a performance constraint (which for this paper is based on the sliding mode sliding condition), and an energy-saving dynamic constraint that minimizes cylinder pressures. The control formulation is presented, followed by experimental results that indicate significant energy savings with essentially no compromise in tracking performance relative to control with a standard four-way spool valve.
Cet article propose une approche de commande qui peut fournir l'épargne significative d'énergie pour la commande des systèmes servo pneumatiques. La méthodologie de commande est formulée en découplant la valve à quatre voies standard de bobine utilisée pour la servocommande pneumatique dans deux valves à trois voies, puis en employant les deux degrés de commande de liberté résultants pour satisfaire simultanément une contrainte d'exécution (qui pour cet article est basée sur l'état coulissant coulissant de mode), et une contrainte dynamique économiseuse d'énergie qui réduit au minimum des pressions de cylindre. La formulation de commande est présentée, suivi des résultats expérimentaux qui indiquent l'épargne significative d'énergie avec essentiellement aucun compromis dans à commande relative de cheminement d'exécution avec une valve à quatre voies standard de bobine.En ligne : http://journaltool.asme.org Exemplaires
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Titre : Energy Saving in Pneumatic Servo Control Utilizing Interchamber Cross-Flow Titre original : Économie d'énergie dans la servocommande pneumatique utilisant le croisement de flux d'Interchamber Type de document : texte imprimé Auteurs : Xiangrong, Shen, Auteur ; Michael Goldfarb, Auteur Année de publication : 2007 Article en page(s) : 303-310 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Servocommande Système servo pneumatique Contrôleur de mode coulissant Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : This paper proposes a structure and control approach for the energy saving servo control of a pneumatic servo system. The energy saving approach is enabled by supplementing a standard four-way spool valve controlled pneumatic actuator with an additional two-way valve that enables flow between the cylinder chambers. The “crossflow” valve enables recirculation of pressurized air, and thus enables the extraction of stored energy that would otherwise be exhausted to the atmosphere. A control approach is formulated that supplements, to the extent possible, the mass flow required by a sliding mode controller with the recirculated mass flow provided by the crossflow valve. Following the control formulation, experimental results are presented that indicate energy savings of 25–52%, with essentially no compromise in tracking performance relative to the standard sliding mode control approach (i.e., relative to control via a standard four-way spool valve, without the supplemental flow provided by the crossflow valve).
Cet article propose une approche de structure et de commande pour la servocommande économiseuse d'énergie d'un système servo pneumatique. L'approche économiseuse d'énergie est permise en complétant un déclencheur pneumatique commandé par valve à quatre voies standard de bobine avec un clapet bidirectionel additionnel qui permet l'écoulement entre les chambres de cylindre. La valve de « croisement de flux » permet le recyclage d'air pressurisé, et permet ainsi l'extraction de l'énergie stockée qui serait autrement épuisée à l'atmosphère. On formule une approche de commande qui complète, jusqu'au degré possible, l'écoulement de la masse exigé par un contrôleur de mode coulissant avec l'écoulement de la masse recyclé fourni par la valve de croisement de flux. Après la formulation de commande, on présente des résultats expérimentaux qui indiquent des économies d'énergie de 25-52%, avec essentiellement aucun compromis dans l'exécution de cheminement relativement à l'approche coulissante standard de commande de mode (c.-à-d., relativement à la commande par l'intermédiaire d'une valve à quatre voies standard de bobine, sans écoulement supplémentaire fourni par la valve de croisement de flux).DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 RAMEAU : Servomécanismes-- Pneumatique
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 129 N° 3 (Mai 2007) . - 303-310 p.[article] Energy Saving in Pneumatic Servo Control Utilizing Interchamber Cross-Flow = Économie d'énergie dans la servocommande pneumatique utilisant le croisement de flux d'Interchamber [texte imprimé] / Xiangrong, Shen, Auteur ; Michael Goldfarb, Auteur . - 2007 . - 303-310 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 129 N° 3 (Mai 2007) . - 303-310 p.
Mots-clés : Servocommande Système servo pneumatique Contrôleur de mode coulissant Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : This paper proposes a structure and control approach for the energy saving servo control of a pneumatic servo system. The energy saving approach is enabled by supplementing a standard four-way spool valve controlled pneumatic actuator with an additional two-way valve that enables flow between the cylinder chambers. The “crossflow” valve enables recirculation of pressurized air, and thus enables the extraction of stored energy that would otherwise be exhausted to the atmosphere. A control approach is formulated that supplements, to the extent possible, the mass flow required by a sliding mode controller with the recirculated mass flow provided by the crossflow valve. Following the control formulation, experimental results are presented that indicate energy savings of 25–52%, with essentially no compromise in tracking performance relative to the standard sliding mode control approach (i.e., relative to control via a standard four-way spool valve, without the supplemental flow provided by the crossflow valve).
Cet article propose une approche de structure et de commande pour la servocommande économiseuse d'énergie d'un système servo pneumatique. L'approche économiseuse d'énergie est permise en complétant un déclencheur pneumatique commandé par valve à quatre voies standard de bobine avec un clapet bidirectionel additionnel qui permet l'écoulement entre les chambres de cylindre. La valve de « croisement de flux » permet le recyclage d'air pressurisé, et permet ainsi l'extraction de l'énergie stockée qui serait autrement épuisée à l'atmosphère. On formule une approche de commande qui complète, jusqu'au degré possible, l'écoulement de la masse exigé par un contrôleur de mode coulissant avec l'écoulement de la masse recyclé fourni par la valve de croisement de flux. Après la formulation de commande, on présente des résultats expérimentaux qui indiquent des économies d'énergie de 25-52%, avec essentiellement aucun compromis dans l'exécution de cheminement relativement à l'approche coulissante standard de commande de mode (c.-à-d., relativement à la commande par l'intermédiaire d'une valve à quatre voies standard de bobine, sans écoulement supplémentaire fourni par la valve de croisement de flux).DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 RAMEAU : Servomécanismes-- Pneumatique Exemplaires
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Titre : Enhanced performance and stability in pneumatic servosystems with supplemental mechanical damping Type de document : texte imprimé Auteurs : Keith W. Wait, Auteur ; Michael Goldfarb, Auteur Année de publication : 2010 Article en page(s) : 08 p. Note générale : Systèmes dynamiques Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Damping Pneumatic actuators Servomechanisms Stability Vibration control Index. décimale : 629.8 Résumé : The authors present a model-based analysis of a position-velocity-acceleration-controlled pneumatic actuator that indicates that supplementing the pneumatic actuator with mechanical damping can significantly increase the gain margin, tracking accuracy, and disturbance rejection of a closed-loop-controlled pneumatic servoactuator. In order to validate the model-based analysis and purported performance and stability benefits provided by supplemental damping, experiments were performed on a single-degree-of-freedom pneumatic servosystem. Measurements conducted on the experimental setup, which validate the respective improvements in stability margin, tracking accuracy, and disturbance rejection, are described. DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 En ligne : http://asmedl.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JDSMAA00013200 [...]
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 132 N° 4 (Juillet 2010) . - 08 p.[article] Enhanced performance and stability in pneumatic servosystems with supplemental mechanical damping [texte imprimé] / Keith W. Wait, Auteur ; Michael Goldfarb, Auteur . - 2010 . - 08 p.
Systèmes dynamiques
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 132 N° 4 (Juillet 2010) . - 08 p.
Mots-clés : Damping Pneumatic actuators Servomechanisms Stability Vibration control Index. décimale : 629.8 Résumé : The authors present a model-based analysis of a position-velocity-acceleration-controlled pneumatic actuator that indicates that supplementing the pneumatic actuator with mechanical damping can significantly increase the gain margin, tracking accuracy, and disturbance rejection of a closed-loop-controlled pneumatic servoactuator. In order to validate the model-based analysis and purported performance and stability benefits provided by supplemental damping, experiments were performed on a single-degree-of-freedom pneumatic servosystem. Measurements conducted on the experimental setup, which validate the respective improvements in stability margin, tracking accuracy, and disturbance rejection, are described. DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 En ligne : http://asmedl.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JDSMAA00013200 [...] Exemplaires
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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 ; Michael Goldfarb, Auteur ; Rubio, Angel Année de publication : 2006 Article en page(s) : 650-656 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Système bilatéral de télémanipulation Robustesse stabilité Transmission Prédiseur adaptif 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.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004) . - 650-656 p.[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 ; Michael Goldfarb, Auteur ; Rubio, Angel . - 2006 . - 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 stabilité Transmission Prédiseur adaptif 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.Exemplaires
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Titre : Multivariable Loop-Shaping in Bilateral Teleamanipulation Type de document : texte imprimé Auteurs : Fite, Kevin B., Auteur ; Michael Goldfarb, Auteur Année de publication : 2006 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
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 3 (Septembre 2006) . - 482-488 p.[article] Multivariable Loop-Shaping in Bilateral Teleamanipulation [texte imprimé] / Fite, Kevin B., Auteur ; Michael Goldfarb, Auteur . - 2006 . - 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 Exemplaires
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