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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.