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Generalized Multivariable Gain Scheduling With Robust Stability Analysis / Zhang, Rong in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 127 N° 4 (Décembre 2005) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127 N° 4 (Décembre 2005) . - 668-687 p. Titre : Generalized Multivariable Gain Scheduling With Robust Stability Analysis Titre original : Gain Multivariable Généralisé Programmant avec l'Analyse Robuste de Stabilité Type de document : texte imprimé Auteurs : Zhang, Rong, Auteur ; Alleyne, Andrew G., Auteur ; Don E. Carter Article en page(s) : 668-687 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Contrôleur  multivariable  Système  non-linéaire  Boucle  bloquée  Système  globale  Stabilité  Térrassement  électrohydraulique  multivariable  Moteur  non-linéaire Index. décimale : 629.8 Résumé : In this work we introduce a methodology for the design of multivariable gain-scheduled controllers for nonlinear systems and an approach for determining the local stability of a nonlinear closed loop system. The gain-scheduled global control is designed by scheduling different local controllers using a Local Controller Network. The individual local controllers are assumed to be LTI MIMO controllers that can be designed via some user-specified multivariable method. In this paper, different portions of outputs from different local controllers are combined into the total control by using interpolation-weighting functions. The variation in the control behavior as a result of the scheduling variable is posed in a robust control framework. The dynamics of the scheduling variables are incorporated into the global control framework as an unstructured uncertainty. This allows the use of computational tools to analyze the stability of the overall global system and verify whether or not a given gain-scheduled approach will remain stable locally. To demonstrate the practical significance of the method, a multivariable electrohydraulic earthmoving powertrain problem is solved using the approach. The nonlinear power train was locally modeled as an LTI MIMO system and a local LTI MIMO controller was designed at each operating point using an [script H][infinity] algorithm. The analysis approach introduced is utilized to verify system stability and is supported closely by experimental results. Dans ce travail nous présentons une méthodologie pour la conception des contrôleurs gagner-programmés multivariables pour des systèmes non-linéaires et une approche pour déterminer la stabilité locale d'un système non-linéaire de boucle bloquée. La commande globale gagner-programmée est conçue en programmant différents contrôleurs locaux en utilisant un réseau local de contrôleur. On assume que les différents contrôleurs locaux sont des contrôleurs de LTI MIMO qui peuvent être conçus par l'intermédiaire d'une certaine méthode multivariable personnalisée par l'utilisateur. En cet article, différentes parties de sorties de différents contrôleurs locaux sont combinées dans toute la commande en employant des fonctions interpolation-pesantes. La variation du comportement de commande en raison de la variable d'établissement du programme est posée dans un cadre robuste de commande. La dynamique des variables d'établissement du programme est incorporée au cadre global de commande comme incertitude non structurée. Ceci permet l'utilisation des outils informatiques d'analyser la stabilité du système global global et de vérifier si une approche gagner-programmée donnée demeurera stable localement. Pour démontrer la signification pratique de la méthode, un problème de terrassement électrohydraulique multivariable de powertrain est résolu en utilisant l'approche. Le moteur non-linéaire a été localement modelé comme système de LTI MIMO et un contrôleur local de LTI MIMO a été conçu à chaque point de fonctionnement en utilisant [ manuscrit H][infinity ] un algorithme. L'approche d'analyse présentée est utilisée pour vérifier la stabilité de système et est soutenue étroitement par des résultats expérimentaux. En ligne : rzhang@asme.org, alleyne@uiuc.edu [article] Generalized Multivariable Gain Scheduling With Robust Stability Analysis = Gain Multivariable Généralisé Programmant avec l'Analyse Robuste de Stabilité [texte imprimé] / Zhang, Rong, Auteur ; Alleyne, Andrew G., Auteur ; Don E. Carter . - 668-687 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127 N° 4 (Décembre 2005) . - 668-687 p. Mots-clés : Contrôleur  multivariable  Système  non-linéaire  Boucle  bloquée  Système  globale  Stabilité  Térrassement  électrohydraulique  multivariable  Moteur  non-linéaire Index. décimale : 629.8 Résumé : In this work we introduce a methodology for the design of multivariable gain-scheduled controllers for nonlinear systems and an approach for determining the local stability of a nonlinear closed loop system. The gain-scheduled global control is designed by scheduling different local controllers using a Local Controller Network. The individual local controllers are assumed to be LTI MIMO controllers that can be designed via some user-specified multivariable method. In this paper, different portions of outputs from different local controllers are combined into the total control by using interpolation-weighting functions. The variation in the control behavior as a result of the scheduling variable is posed in a robust control framework. The dynamics of the scheduling variables are incorporated into the global control framework as an unstructured uncertainty. This allows the use of computational tools to analyze the stability of the overall global system and verify whether or not a given gain-scheduled approach will remain stable locally. To demonstrate the practical significance of the method, a multivariable electrohydraulic earthmoving powertrain problem is solved using the approach. The nonlinear power train was locally modeled as an LTI MIMO system and a local LTI MIMO controller was designed at each operating point using an [script H][infinity] algorithm. The analysis approach introduced is utilized to verify system stability and is supported closely by experimental results. Dans ce travail nous présentons une méthodologie pour la conception des contrôleurs gagner-programmés multivariables pour des systèmes non-linéaires et une approche pour déterminer la stabilité locale d'un système non-linéaire de boucle bloquée. La commande globale gagner-programmée est conçue en programmant différents contrôleurs locaux en utilisant un réseau local de contrôleur. On assume que les différents contrôleurs locaux sont des contrôleurs de LTI MIMO qui peuvent être conçus par l'intermédiaire d'une certaine méthode multivariable personnalisée par l'utilisateur. En cet article, différentes parties de sorties de différents contrôleurs locaux sont combinées dans toute la commande en employant des fonctions interpolation-pesantes. La variation du comportement de commande en raison de la variable d'établissement du programme est posée dans un cadre robuste de commande. La dynamique des variables d'établissement du programme est incorporée au cadre global de commande comme incertitude non structurée. Ceci permet l'utilisation des outils informatiques d'analyser la stabilité du système global global et de vérifier si une approche gagner-programmée donnée demeurera stable localement. Pour démontrer la signification pratique de la méthode, un problème de terrassement électrohydraulique multivariable de powertrain est résolu en utilisant l'approche. Le moteur non-linéaire a été localement modelé comme système de LTI MIMO et un contrôleur local de LTI MIMO a été conçu à chaque point de fonctionnement en utilisant [ manuscrit H][infinity ] un algorithme. L'approche d'analyse présentée est utilisée pour vérifier la stabilité de système et est soutenue étroitement par des résultats expérimentaux. En ligne : rzhang@asme.org, alleyne@uiuc.edu