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Discrete Sliding-Mode Tracking Control of High-Displacement Piezoelectric Actuator Systems / Chih-Lyang, Hwang in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 4 (Décembre 2004)

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 4 (Décembre 2004) . - 721-731 p. Titre : Discrete Sliding-Mode Tracking Control of High-Displacement Piezoelectric Actuator Systems Titre original : Commande de Cheminement Coulissante Discrète de Mode des Systèmes Piézoélectriques de Déclencheur de Déplacement Elevé Type de document : texte imprimé Auteurs : Chih-Lyang, Hwang, Auteur ; Yung-Ming, Chen, Auteur Article en page(s) : 721-731 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Multilayer  LVPZT  Blender  Actuator  Déclencheur  Multicouche  de  Mélangeur  de  LVPZT  High-Displacement  Piezoelectric  Actuator  Déclencheur  Piézoélectrique  De  Haut-Déplacement  DSP  Discrete-Time  Sliding-Mode  Control  Commande  Coulissante  de  Mode  de  Temps  Discret  Dead-Beat  Control  Commande  Morte  de  Battement  H[infinity]  Optimization Index. décimale : 629.8 Résumé : We consider the modeling and control of a high-displacement piezoelectric actuator system (HDPAS). An HDPAS includes a multilayer LVPZT bender actuator (MLBA) and a low-pass filter. The MLBA is subject to hysteresis, bending modes, measurement noise, and external disturbance. Because the spillover associated with a reduced-order model of the MLBA has been known to have the potential to cause the instability of the closed-loop system, a low-pass filter is applied to reduce its effect. To obtain an acceptable model for the HDPAS, a band-limited input and its corresponding output are fed into a recursive least-squares parameter estimation scheme. The resulting model is then used for a controller design, which includes three features. First, a dead-beat to its filtered switching surface is achieved. Second, the H[infinity] norm of the sensitivity function between the filtered switching surface and the output disturbance is simultaneously minimized to attenuate the effect of output disturbance. Third, a switching control based on Lyapunov redesign is used to further improve the tracking accuracy. To demonstrate the effectiveness of the proposed control, the experimental results of the HDPAS by using the proposed control are compared with those by a proportional integral differential (PID) control. Nous considérons le modèle et la commande d'un système piézoélectrique de déclencheur de déplacement élevé (HDPAS). Un HDPAS inclut un déclencheur multicouche de cintreuse de LVPZT (MLBA) et un bas filtre de passage. Le MLBA est sujet à l'hystérésis, aux modes de recourbement, au bruit de mesure, et à la perturbation externe. Puisque le débordement lié à un modèle réduit d'ordre du MLBA a été connu pour avoir le potentiel de causer l'instabilité du système de boucle bloquée, un bas filtre de passage est appliqué pour réduire son effet. Pour obtenir un modèle acceptable pour le HDPAS, une entrée limitée par bande et son rendement correspondant sont introduits dans un arrangement des moindres carrés récursif d'évaluation de paramètre. Le modèle résultant est alors employé pour une conception de contrôleur, qui inclut trois dispositifs. D'abord, un battement mort sur sa surface de changement filtrée est réalisé. En second lieu, la norme de H[infinity ] de la fonction de sensibilité entre la surface de changement filtrée et la perturbation de rendement est simultanément réduit au minimum pour atténuer l'effet de la perturbation de rendement. Troisièmement, une commande de commutation basée sur la nouvelle conception de Lyapunov est employée pour améliorer plus loin l'exactitude de cheminement. Pour démontrer l'efficacité de la commande proposée, les résultats expérimentaux du HDPAS en employant la commande proposée sont comparés à ceux par une commande (PID) différentielle intégrale proportionnelle. [article] Discrete Sliding-Mode Tracking Control of High-Displacement Piezoelectric Actuator Systems = Commande de Cheminement Coulissante Discrète de Mode des Systèmes Piézoélectriques de Déclencheur de Déplacement Elevé [texte imprimé] / Chih-Lyang, Hwang, Auteur ; Yung-Ming, Chen, Auteur . - 721-731 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 4 (Décembre 2004) . - 721-731 p. Mots-clés : Multilayer  LVPZT  Blender  Actuator  Déclencheur  Multicouche  de  Mélangeur  de  LVPZT  High-Displacement  Piezoelectric  Actuator  Déclencheur  Piézoélectrique  De  Haut-Déplacement  DSP  Discrete-Time  Sliding-Mode  Control  Commande  Coulissante  de  Mode  de  Temps  Discret  Dead-Beat  Control  Commande  Morte  de  Battement  H[infinity]  Optimization Index. décimale : 629.8 Résumé : We consider the modeling and control of a high-displacement piezoelectric actuator system (HDPAS). An HDPAS includes a multilayer LVPZT bender actuator (MLBA) and a low-pass filter. The MLBA is subject to hysteresis, bending modes, measurement noise, and external disturbance. Because the spillover associated with a reduced-order model of the MLBA has been known to have the potential to cause the instability of the closed-loop system, a low-pass filter is applied to reduce its effect. To obtain an acceptable model for the HDPAS, a band-limited input and its corresponding output are fed into a recursive least-squares parameter estimation scheme. The resulting model is then used for a controller design, which includes three features. First, a dead-beat to its filtered switching surface is achieved. Second, the H[infinity] norm of the sensitivity function between the filtered switching surface and the output disturbance is simultaneously minimized to attenuate the effect of output disturbance. Third, a switching control based on Lyapunov redesign is used to further improve the tracking accuracy. To demonstrate the effectiveness of the proposed control, the experimental results of the HDPAS by using the proposed control are compared with those by a proportional integral differential (PID) control. Nous considérons le modèle et la commande d'un système piézoélectrique de déclencheur de déplacement élevé (HDPAS). Un HDPAS inclut un déclencheur multicouche de cintreuse de LVPZT (MLBA) et un bas filtre de passage. Le MLBA est sujet à l'hystérésis, aux modes de recourbement, au bruit de mesure, et à la perturbation externe. Puisque le débordement lié à un modèle réduit d'ordre du MLBA a été connu pour avoir le potentiel de causer l'instabilité du système de boucle bloquée, un bas filtre de passage est appliqué pour réduire son effet. Pour obtenir un modèle acceptable pour le HDPAS, une entrée limitée par bande et son rendement correspondant sont introduits dans un arrangement des moindres carrés récursif d'évaluation de paramètre. Le modèle résultant est alors employé pour une conception de contrôleur, qui inclut trois dispositifs. D'abord, un battement mort sur sa surface de changement filtrée est réalisé. En second lieu, la norme de H[infinity ] de la fonction de sensibilité entre la surface de changement filtrée et la perturbation de rendement est simultanément réduit au minimum pour atténuer l'effet de la perturbation de rendement. Troisièmement, une commande de commutation basée sur la nouvelle conception de Lyapunov est employée pour améliorer plus loin l'exactitude de cheminement. Pour démontrer l'efficacité de la commande proposée, les résultats expérimentaux du HDPAS en employant la commande proposée sont comparés à ceux par une commande (PID) différentielle intégrale proportionnelle.

Network-Based Fuzzy Decentralized Sliding-Mode Control for Car-Like Mobile Robots / Chih-Lyang, Hwang in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°1 (Fevrier 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°1 (Fevrier 2007) . - 574-585 p. Titre : Network-Based Fuzzy Decentralized Sliding-Mode Control for Car-Like Mobile Robots Titre original : Réseau Basé sur la Commande Coulissante Décentralisée Brouillée de Mode pour la Voiture Comme les Robots Mobiles Type de document : texte imprimé Auteurs : Chih-Lyang, Hwang, Auteur ; Yuan-Sheng Yu ; Li-Jui Chang, Auteur Article en page(s) : 574-585 p. Note générale : Génie Electrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Car-like  mobile  robot  (CLMR)  Decentralized  control  Fuzzy  sliding-mode  control  (FSMC)  Network-based  control  Proportional-integral-derivative  (PID)  control  Wireless  communication  device  Voiture-comme  robot  mobile  Commande  décentralisée  Commande  coulissante  brouillée  de  mode  Commande  de  réseau  basé  Commande  dérivée  intégrale  proportionnelle  Dispositif  sans  fil  de  communication Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : In this paper, the trajectory tracking of a car-like mobile robot (CLMR) using network-based fuzzy decentralized sliding-mode control (NBFDSMC) is developed. The scaling factors and the coefficients of the sliding surface for the control of the steering angle and forward-backward velocity of a CLMR are adopted by that for the control of two motors. Due to the delay transmission of a signal through an Internet and wireless module, a revision of fuzzy decentralized sliding-mode control (FDSMC) with suitable sampling time (i.e., NBFDSMC) is accomplished by the quality-of-service (QoS). The proposed control can track a reference trajectory without the requirement of a mathematical model. Only the information of the upper bound of system knowledge (including the dynamics of the CLMR, the delay feature of Internet network, and wireless module) is required to select the suitable scaling factors and coefficients of sliding surface such that an excellent performance is obtained. In addition, the stability of the closed-loop system in the presence of time-varying delay is addressed. Finally, a sequence of experiments including the control of unloaded CLMR and the trajectory tracking of CLMR is carried out to consolidate the usefulness of the proposed control system. En cet article, le cheminement de trajectoire d'a voiture-comme le robot mobile (CLMR) employant la commande décentralisée brouillée réseau-basée de glisser-mode (NBFDSMC) est développé. Les facteurs de graduation et les coefficients de la surface de glissement pour la commande de l'angle de direction et de la vitesse vers l'avant-vers l'arrière d'un CLMR sont adoptés par cela pour la commande de deux moteurs. En raison de la transmission de retarder d'un signal par un Internet et un module sans fil, une révision de la commande décentralisée brouillée de glisser-mode (FDSMC) avec du temps approprié de prélèvement (c.-à-d., NBFDSMC) est accomplie par le quality-of-service (QoS). La commande proposée peut dépister une trajectoire de référence sans condition d'un modèle mathématique. Seulement l'information de la limite supérieure de la connaissance de système (dynamique y compris du CLMR, dispositif de retarder de réseau Internet, et module sans fil) est exigée pour choisir les facteurs de graduation et les coefficients appropriés de surface de glissement tels qu'une excellente exécution est obtenue. En outre, la stabilité du système en circuit fermé en présence de temps-changer retardent est adressée. En conclusion, un ordre des expériences comprenant la commande de CLMR déchargé et le cheminement de trajectoire de CLMR est effectué pour consolider l'utilité du système de commande proposé. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Commande électrique En ligne : chih-lyang_hwang@hotmail.com, clhwang@mail.tku.edu.tw, chang_lijui@hotmail.com [article] Network-Based Fuzzy Decentralized Sliding-Mode Control for Car-Like Mobile Robots = Réseau Basé sur la Commande Coulissante Décentralisée Brouillée de Mode pour la Voiture Comme les Robots Mobiles [texte imprimé] / Chih-Lyang, Hwang, Auteur ; Yuan-Sheng Yu ; Li-Jui Chang, Auteur . - 574-585 p. Génie Electrique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°1 (Fevrier 2007) . - 574-585 p. Mots-clés : Car-like  mobile  robot  (CLMR)  Decentralized  control  Fuzzy  sliding-mode  control  (FSMC)  Network-based  control  Proportional-integral-derivative  (PID)  control  Wireless  communication  device  Voiture-comme  robot  mobile  Commande  décentralisée  Commande  coulissante  brouillée  de  mode  Commande  de  réseau  basé  Commande  dérivée  intégrale  proportionnelle  Dispositif  sans  fil  de  communication Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : In this paper, the trajectory tracking of a car-like mobile robot (CLMR) using network-based fuzzy decentralized sliding-mode control (NBFDSMC) is developed. The scaling factors and the coefficients of the sliding surface for the control of the steering angle and forward-backward velocity of a CLMR are adopted by that for the control of two motors. Due to the delay transmission of a signal through an Internet and wireless module, a revision of fuzzy decentralized sliding-mode control (FDSMC) with suitable sampling time (i.e., NBFDSMC) is accomplished by the quality-of-service (QoS). The proposed control can track a reference trajectory without the requirement of a mathematical model. Only the information of the upper bound of system knowledge (including the dynamics of the CLMR, the delay feature of Internet network, and wireless module) is required to select the suitable scaling factors and coefficients of sliding surface such that an excellent performance is obtained. In addition, the stability of the closed-loop system in the presence of time-varying delay is addressed. Finally, a sequence of experiments including the control of unloaded CLMR and the trajectory tracking of CLMR is carried out to consolidate the usefulness of the proposed control system. En cet article, le cheminement de trajectoire d'a voiture-comme le robot mobile (CLMR) employant la commande décentralisée brouillée réseau-basée de glisser-mode (NBFDSMC) est développé. Les facteurs de graduation et les coefficients de la surface de glissement pour la commande de l'angle de direction et de la vitesse vers l'avant-vers l'arrière d'un CLMR sont adoptés par cela pour la commande de deux moteurs. En raison de la transmission de retarder d'un signal par un Internet et un module sans fil, une révision de la commande décentralisée brouillée de glisser-mode (FDSMC) avec du temps approprié de prélèvement (c.-à-d., NBFDSMC) est accomplie par le quality-of-service (QoS). La commande proposée peut dépister une trajectoire de référence sans condition d'un modèle mathématique. Seulement l'information de la limite supérieure de la connaissance de système (dynamique y compris du CLMR, dispositif de retarder de réseau Internet, et module sans fil) est exigée pour choisir les facteurs de graduation et les coefficients appropriés de surface de glissement tels qu'une excellente exécution est obtenue. En outre, la stabilité du système en circuit fermé en présence de temps-changer retardent est adressée. En conclusion, un ordre des expériences comprenant la commande de CLMR déchargé et le cheminement de trajectoire de CLMR est effectué pour consolider l'utilité du système de commande proposé. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Commande électrique En ligne : chih-lyang_hwang@hotmail.com, clhwang@mail.tku.edu.tw, chang_lijui@hotmail.com