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Disturbance rejection in the control of a maglev artificial heart / Luca Gentili in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 130 N°1 (Janvier/Fevrier 2008) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 130 N°1 (Janvier/Fevrier 2008) . - 10 p. Titre : Disturbance rejection in the control of a maglev artificial heart Type de document : texte imprimé Auteurs : Luca Gentili, Auteur ; Paden, Brad, Auteur ; Lorenzo Marconi, Auteur Année de publication : 2008 Article en page(s) : 10 p. Note générale : dynamic systems Langues : Anglais (eng) Mots-clés : maglev  artificial  heart;  advanced  controller Résumé : This paper is devoted to the development of an advanced controller for a maglev artificial heart: in particular, a magnetically levitated left ventricular assist device is studied and the disturbances from the natural heart are taken into account. The main goal is to define a control action able to reject dc as well as periodical disturbances from the control input in steady state. This is accomplished by exploiting the intrinsic instability of the system. The paper presents a couple of approaches for solving the problem: an internal model based approach and a solution based on adaptive observers. The internal model based solution relies on the knowledge of the frequencies of the sinusoidal disturbances affecting the system: this hypothesis is not far from the reality of the maglev apparatus as the shape and frequency of the quasiperiodic disturbance can be known with the addition of sensors. The design methodology based on the use of adaptive observers does not require the perfect knowledge of the frequencies of sinusoidal disturbances as an adaptive mechanism is presented to estimate them. En ligne : http://dynamicsystems.asmedigitalcollection.asme.org/issue.aspx?journalid=117&is [...] [article] Disturbance rejection in the control of a maglev artificial heart [texte imprimé] / Luca Gentili, Auteur ; Paden, Brad, Auteur ; Lorenzo Marconi, Auteur . - 2008 . - 10 p. dynamic systems Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 130 N°1 (Janvier/Fevrier 2008) . - 10 p. Mots-clés : maglev  artificial  heart;  advanced  controller Résumé : This paper is devoted to the development of an advanced controller for a maglev artificial heart: in particular, a magnetically levitated left ventricular assist device is studied and the disturbances from the natural heart are taken into account. The main goal is to define a control action able to reject dc as well as periodical disturbances from the control input in steady state. This is accomplished by exploiting the intrinsic instability of the system. The paper presents a couple of approaches for solving the problem: an internal model based approach and a solution based on adaptive observers. The internal model based solution relies on the knowledge of the frequencies of the sinusoidal disturbances affecting the system: this hypothesis is not far from the reality of the maglev apparatus as the shape and frequency of the quasiperiodic disturbance can be known with the addition of sensors. The design methodology based on the use of adaptive observers does not require the perfect knowledge of the frequencies of sinusoidal disturbances as an adaptive mechanism is presented to estimate them. En ligne : http://dynamicsystems.asmedigitalcollection.asme.org/issue.aspx?journalid=117&is [...]

Pseudo-Inverse Based Iterative Learning Control for Linear Nonminimum Phase Plants with Unmodeled Dynamics / Ghosh, Jayati in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004) . - 661-665 p. Titre : Pseudo-Inverse Based Iterative Learning Control for Linear Nonminimum Phase Plants with Unmodeled Dynamics Titre original : Commande d'Etude Itérative Basée Pseudo-Inverse pour les Usines Linéaires de Phase de Nonminimum avec la Dynamique Inmodeled Type de document : texte imprimé Auteurs : Ghosh, Jayati, Auteur ; Paden, Brad, Auteur Article en page(s) : 661-665 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Commande  d'étude  Cheminement  Inversion  stable  Contrôleur  Commande  d'étude  itérative  Usine  non-linéaire  Boucle  d'itération  Robustesse Index. décimale : 629.8 Résumé : Learning control is a very effective approach for tracking repetitive processes. In this paper, the stable-inversion based learning controller as presented in (Ghosh, J. and Paden, B., 1999, "Iterative Learning Control for Nonlinear Nonminimum Phase Plants with Input Disturbances," in Proc. of American Control Conference; Ghosh, J. and Paden, B., 1999, "A pseudo-inverse based Iterative Learning Control for Nonlinear Plants with Disturbances," in Proc. of 38th Conference on Decision and Control.) is modified to accommodate linear nonminimum phase plants with uncertainties. The design of the learning controller is based on the computation of an approximate inverse of the nominal model of the linear plant, rather than its exact inverse. The advantages of this approach are that the output of the plant need not be differentiated and also the plant model need not be exact. A low pass zero-phase filter is used in the iteration loop to achieve robustness to plant uncertainty. The structure of the controller is such that the low frequency components of the trajectory converge faster than the high frequency components. La commande d'étude est une approche très efficace pour des processus réitérés de cheminement. En cet article, l'inversion stable a basé le contrôleur d'étude comme présenté dedans (Ghosh, J. et Paden, B., 1999, "commande d'étude itérative pour les usines non-linéaires de phase de Nonminimum avec des perturbations d'entrée," dans Proc. de la conférence américaine de commande ; Ghosh, J. et Paden, B., 1999, "un pseudo inverse ont basé la commande d'étude itérative pour les usines non-linéaires avec des perturbations," dans Proc. de la trente-huitième conférence sur la décision et la commande.) est modifié pour adapter aux usines linéaires de phase de nonminimum avec des incertitudes. La conception du contrôleur d'étude est basée sur le calcul d'un inverse approximatif du modèle nominal de l'usine linéaire, plutôt que son inverse exact. Les avantages de cette approche sont que le rendement de l'usine n'a pas besoin d'être différencié et également le modèle d'usine n'a pas besoin d'être exact. Un bas passage zéro filtres de phase est employé dans la boucle d'itération pour réaliser la robustesse pour planter l'incertitude. La structure du contrôleur est telle que les composants de basse fréquence de la trajectoire convergent plus rapidement que les composants à haute fréquence. En ligne : jayati_ghosh@agilent.com, paden@engineering.ucsb.edu [article] Pseudo-Inverse Based Iterative Learning Control for Linear Nonminimum Phase Plants with Unmodeled Dynamics = Commande d'Etude Itérative Basée Pseudo-Inverse pour les Usines Linéaires de Phase de Nonminimum avec la Dynamique Inmodeled [texte imprimé] / Ghosh, Jayati, Auteur ; Paden, Brad, Auteur . - 661-665 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004) . - 661-665 p. Mots-clés : Commande  d'étude  Cheminement  Inversion  stable  Contrôleur  Commande  d'étude  itérative  Usine  non-linéaire  Boucle  d'itération  Robustesse Index. décimale : 629.8 Résumé : Learning control is a very effective approach for tracking repetitive processes. In this paper, the stable-inversion based learning controller as presented in (Ghosh, J. and Paden, B., 1999, "Iterative Learning Control for Nonlinear Nonminimum Phase Plants with Input Disturbances," in Proc. of American Control Conference; Ghosh, J. and Paden, B., 1999, "A pseudo-inverse based Iterative Learning Control for Nonlinear Plants with Disturbances," in Proc. of 38th Conference on Decision and Control.) is modified to accommodate linear nonminimum phase plants with uncertainties. The design of the learning controller is based on the computation of an approximate inverse of the nominal model of the linear plant, rather than its exact inverse. The advantages of this approach are that the output of the plant need not be differentiated and also the plant model need not be exact. A low pass zero-phase filter is used in the iteration loop to achieve robustness to plant uncertainty. The structure of the controller is such that the low frequency components of the trajectory converge faster than the high frequency components. La commande d'étude est une approche très efficace pour des processus réitérés de cheminement. En cet article, l'inversion stable a basé le contrôleur d'étude comme présenté dedans (Ghosh, J. et Paden, B., 1999, "commande d'étude itérative pour les usines non-linéaires de phase de Nonminimum avec des perturbations d'entrée," dans Proc. de la conférence américaine de commande ; Ghosh, J. et Paden, B., 1999, "un pseudo inverse ont basé la commande d'étude itérative pour les usines non-linéaires avec des perturbations," dans Proc. de la trente-huitième conférence sur la décision et la commande.) est modifié pour adapter aux usines linéaires de phase de nonminimum avec des incertitudes. La conception du contrôleur d'étude est basée sur le calcul d'un inverse approximatif du modèle nominal de l'usine linéaire, plutôt que son inverse exact. Les avantages de cette approche sont que le rendement de l'usine n'a pas besoin d'être différencié et également le modèle d'usine n'a pas besoin d'être exact. Un bas passage zéro filtres de phase est employé dans la boucle d'itération pour réaliser la robustesse pour planter l'incertitude. La structure du contrôleur est telle que les composants de basse fréquence de la trajectoire convergent plus rapidement que les composants à haute fréquence. En ligne : jayati_ghosh@agilent.com, paden@engineering.ucsb.edu

The Bouncing Ball Apparatus as an Experimental Tool / Kini, Ananth in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 330-340 p. Titre : The Bouncing Ball Apparatus as an Experimental Tool Titre original : Appareillage de Rebondissement de Boule Comme Outil Expérimental Type de document : texte imprimé Auteurs : Kini, Ananth, Auteur ; Vincent, Thomas L., Auteur ; Paden, Brad Article en page(s) : 330-340 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Boule  de  rebondissement  Plat  sinusïdal  Vibration  Dynamique  non-linéaire  Système  mécanique  Comportement  chaotique  Carte  linéaire Index. décimale : 629.8 Résumé : The bouncing ball on a sinusoidally vibrating plate exhibits a rich variety of nonlinear dynamical behavior and is one of the simplest mechanical systems to produce chaotic behavior. A computer control system is designed for output calibration, state determination, system identification, and control of a new bouncing ball apparatus designed in collaboration with Magnetic Moments. The experiments described here constitute the first research performed with the apparatus. Experimental methods are used to determine the coefficient of restitution of the ball, an extremely sensitive parameter needed for modeling and control. The coefficient of restitution is estimated using data from a stable one-cycle orbit both with and without using corresponding data from a ball map. For control purposes, two methods are used to construct linear maps. The first map is determined by collecting data directly from the apparatus. The second map is derived analytically using a high bounce approximation. The maps are used to estimate the domains of attraction to a stable one-cycle orbit. These domains of attraction are used to construct a chaotic control algorithm for driving the ball to a stable one-cycle from any initial state. Experimental results based on the chaotic control algorithm are compared and it is found that the linear map obtained directly from the data not only gives a more accurate representation of the domain of attraction, but also results in more robust control of the ball to the stable one-cycle. La boule de rebondissement d'un plat sinusoïdal de vibration montre une variété riche de comportement dynamique non-linéaire et est l'un des systèmes mécaniques les plus simples pour produire le comportement chaotique. Un système de gestion par ordinateur est conçu pour le calibrage de rendement, la détermination d'état, l'identification de système, et la commande d'un nouvel appareillage de rebondissement de boule conçu en collaboration avec des moments magnétiques. Les expériences décrites ici constituent la première recherche effectuée avec l'appareil. Des méthodes expérimentales sont employées pour déterminer le coefficient de restitution de la boule, un paramètre extrêmement sensible requis pour modeler et la commande. Le coefficient de restitution est estimé en utilisant des données d'une orbite stable d'un-cycle avec et sans employer des données correspondantes d'une carte de boule. Pour la commande, deux méthodes sont employées pour construire les cartes linéaires. La première carte est déterminée en rassemblant des données directement à partir de l'appareil. La deuxième carte est dérivée analytiquement en utilisant une approximation élevée de rebond. Les cartes sont employées pour estimer les domaines de l'attraction à une orbite stable d'un cycle. Ces domaines d'attraction sont employés pour construire un algorithme chaotique de commande pour conduire la boule à un un cycle stable par n'importe quel état initial. Des résultats expérimentaux basés sur l'algorithme chaotique de commande sont comparés et on le constate que la carte linéaire obtenue directement à partir des données donne non seulement une représentation plus précise du domaine de l'attraction, mais a également comme conséquence une commande plus robuste de la boule à un cycle stable. En ligne : ananth_kini@rediffmail.com, paden@engineering.ucsb.edu [article] The Bouncing Ball Apparatus as an Experimental Tool = Appareillage de Rebondissement de Boule Comme Outil Expérimental [texte imprimé] / Kini, Ananth, Auteur ; Vincent, Thomas L., Auteur ; Paden, Brad . - 330-340 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 330-340 p. Mots-clés : Boule  de  rebondissement  Plat  sinusïdal  Vibration  Dynamique  non-linéaire  Système  mécanique  Comportement  chaotique  Carte  linéaire Index. décimale : 629.8 Résumé : The bouncing ball on a sinusoidally vibrating plate exhibits a rich variety of nonlinear dynamical behavior and is one of the simplest mechanical systems to produce chaotic behavior. A computer control system is designed for output calibration, state determination, system identification, and control of a new bouncing ball apparatus designed in collaboration with Magnetic Moments. The experiments described here constitute the first research performed with the apparatus. Experimental methods are used to determine the coefficient of restitution of the ball, an extremely sensitive parameter needed for modeling and control. The coefficient of restitution is estimated using data from a stable one-cycle orbit both with and without using corresponding data from a ball map. For control purposes, two methods are used to construct linear maps. The first map is determined by collecting data directly from the apparatus. The second map is derived analytically using a high bounce approximation. The maps are used to estimate the domains of attraction to a stable one-cycle orbit. These domains of attraction are used to construct a chaotic control algorithm for driving the ball to a stable one-cycle from any initial state. Experimental results based on the chaotic control algorithm are compared and it is found that the linear map obtained directly from the data not only gives a more accurate representation of the domain of attraction, but also results in more robust control of the ball to the stable one-cycle. La boule de rebondissement d'un plat sinusoïdal de vibration montre une variété riche de comportement dynamique non-linéaire et est l'un des systèmes mécaniques les plus simples pour produire le comportement chaotique. Un système de gestion par ordinateur est conçu pour le calibrage de rendement, la détermination d'état, l'identification de système, et la commande d'un nouvel appareillage de rebondissement de boule conçu en collaboration avec des moments magnétiques. Les expériences décrites ici constituent la première recherche effectuée avec l'appareil. Des méthodes expérimentales sont employées pour déterminer le coefficient de restitution de la boule, un paramètre extrêmement sensible requis pour modeler et la commande. Le coefficient de restitution est estimé en utilisant des données d'une orbite stable d'un-cycle avec et sans employer des données correspondantes d'une carte de boule. Pour la commande, deux méthodes sont employées pour construire les cartes linéaires. La première carte est déterminée en rassemblant des données directement à partir de l'appareil. La deuxième carte est dérivée analytiquement en utilisant une approximation élevée de rebond. Les cartes sont employées pour estimer les domaines de l'attraction à une orbite stable d'un cycle. Ces domaines d'attraction sont employés pour construire un algorithme chaotique de commande pour conduire la boule à un un cycle stable par n'importe quel état initial. Des résultats expérimentaux basés sur l'algorithme chaotique de commande sont comparés et on le constate que la carte linéaire obtenue directement à partir des données donne non seulement une représentation plus précise du domaine de l'attraction, mais a également comme conséquence une commande plus robuste de la boule à un cycle stable. En ligne : ananth_kini@rediffmail.com, paden@engineering.ucsb.edu