Robustness Limitations in Self-Sensing Magnetic Bearings / Maslen, Eric H. in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 128 N° 2 (Juin 2006)  

Public ISBD [article]  inTransactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 197-203 p. Titre : Robustness Limitations in Self-Sensing Magnetic Bearings Titre original : Limitations de Robustesse dans l'Art de l'Auto-Portrait Sentant les Roulements Magnétiques Type de document : texte imprimé Auteurs : Maslen, Eric H., Auteur ; Montie, Dominick T., Auteur ; Lwasaki, Tetsuya Année de publication : 2006 Article en page(s) : 197-203 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Roulement magnétique Auto-portrait-sensing Lévitation Modèle non-linéaire Robustesse Résumé : Self-sensing magnetic bearings use measurements of voltage and current in electromagnets to estimate the position of a magnetically levitated object. By estimating position in this manner, explicit proximity sensors are eliminated, along with significant cost, weight, and hardware complexity. Motivated by early and discouraging experimental studies, several theoretical papers have concluded an inherent difficulty in employing self-sensing. In light of later experimental work that appears to avoid this difficulty, we argue that these conclusions may be attributed to an over-simplification in the model from which this apparent difficulty is inferred. Specifically, if a linear time-invariant (LTI) model is derived from the underlying nonlinear model by linearizing the system at a fixed equilibrium point, analysis of this LTI model leads to the incorrect conclusion that self-sensing cannot be robust. The present work establishes that, if essential features of the nonlinearity are retained by linearization along a periodic trajectory, analysis of the resulting linear periodic model predicts more acceptable levels of robustness. Les roulements magnétiques de art de l'auto-portrait-sensing emploient des mesures de tension et de courant dans des électro-aimants pour estimer la position d'un objet par magnétisme fait de la lévitation. En estimant la position de cette manière, on élimine des capteurs de proximité explicites, avec le coût, le poids, et la complexité significatifs de matériel. Motivé près tôt et les études expérimentales de découragement, plusieurs papiers théoriques ont conclu une difficulté inhérente en utilisant art de l'auto-portrait-sensing. À la lumière d'un travail expérimental postérieur qui semble éviter cette difficulté, nous arguons du fait que ces conclusions peuvent être attribuées à une simplification exagérée dans le modèle duquel cette difficulté apparente est impliquée. Spécifiquement, si un modèle (LTI) temps-invariable linéaire est dérivé du modèle non-linéaire fondamental en linéarisant le système à un point fixe d'équilibre, l'analyse de ce modèle de LTI mène à la conclusion incorrecte que art de l'auto-portrait-sensing ne peut pas être robuste. Le travail actuel établit que, si des dispositifs essentiels de la non-linéarité sont maintenus par la linéarisation le long d'une trajectoire périodique, l'analyse du modèle périodique linéaire résultant prévoit des niveaux plus acceptables de la robustesse. En ligne : ehm7s@virginia.edu [article] Robustness Limitations in Self-Sensing Magnetic Bearings = Limitations de Robustesse dans l'Art de l'Auto-Portrait Sentant les Roulements Magnétiques [texte imprimé] / Maslen, Eric H., Auteur ; Montie, Dominick T., Auteur ; Lwasaki, Tetsuya . - 2006 . - 197-203 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 197-203 p. Mots-clés : Roulement magnétique Auto-portrait-sensing Lévitation Modèle non-linéaire Robustesse Résumé : Self-sensing magnetic bearings use measurements of voltage and current in electromagnets to estimate the position of a magnetically levitated object. By estimating position in this manner, explicit proximity sensors are eliminated, along with significant cost, weight, and hardware complexity. Motivated by early and discouraging experimental studies, several theoretical papers have concluded an inherent difficulty in employing self-sensing. In light of later experimental work that appears to avoid this difficulty, we argue that these conclusions may be attributed to an over-simplification in the model from which this apparent difficulty is inferred. Specifically, if a linear time-invariant (LTI) model is derived from the underlying nonlinear model by linearizing the system at a fixed equilibrium point, analysis of this LTI model leads to the incorrect conclusion that self-sensing cannot be robust. The present work establishes that, if essential features of the nonlinearity are retained by linearization along a periodic trajectory, analysis of the resulting linear periodic model predicts more acceptable levels of robustness. Les roulements magnétiques de art de l'auto-portrait-sensing emploient des mesures de tension et de courant dans des électro-aimants pour estimer la position d'un objet par magnétisme fait de la lévitation. En estimant la position de cette manière, on élimine des capteurs de proximité explicites, avec le coût, le poids, et la complexité significatifs de matériel. Motivé près tôt et les études expérimentales de découragement, plusieurs papiers théoriques ont conclu une difficulté inhérente en utilisant art de l'auto-portrait-sensing. À la lumière d'un travail expérimental postérieur qui semble éviter cette difficulté, nous arguons du fait que ces conclusions peuvent être attribuées à une simplification exagérée dans le modèle duquel cette difficulté apparente est impliquée. Spécifiquement, si un modèle (LTI) temps-invariable linéaire est dérivé du modèle non-linéaire fondamental en linéarisant le système à un point fixe d'équilibre, l'analyse de ce modèle de LTI mène à la conclusion incorrecte que art de l'auto-portrait-sensing ne peut pas être robuste. Le travail actuel établit que, si des dispositifs essentiels de la non-linéarité sont maintenus par la linéarisation le long d'une trajectoire périodique, l'analyse du modèle périodique linéaire résultant prévoit des niveaux plus acceptables de la robustesse. En ligne : ehm7s@virginia.edu

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