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Nonlinear Optimal Internal Forces Control and Application to Swing-Up and Stabilization of Pendulum / Satoshi, Suzuki 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) . - 568-573 p. Titre : Nonlinear Optimal Internal Forces Control and Application to Swing-Up and Stabilization of Pendulum Titre original : Commande Non-Linéaire et Application à Balancer vers le Haut et Stabilisation Internes Optimales de Forces de Pendule Type de document : texte imprimé Auteurs : Satoshi, Suzuki, Auteur ; Katsuhisa, Furuta, Auteur ; Akihiko, Sugiki ; Hatakeyama, Shoshiro Article en page(s) : 568-573 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Mécanisme  multilien  Contrainte  au  joint  Stabilisation  Réglement  non-linéaire  Equation  de  Riccati  Forme  quadratique  conventionnelle  Loi  optimale  non-linéaire  Contrôleur  dépendant  Stabilisation  du  pendule Index. décimale : 629.8 Résumé : Internal forces are brought by the connection of a multilink mechanism as integrated effects of constraint forces at joints, centrifugal/Coriolis forces, and external forces. In this paper, in order to enhance a performance in the stabilization of the total system, the internal forces are considered to be reduced by the nonlinear regulation based on a State-Dependent Riccati Equation (SDRE), where the internal forces are derived by a projection method. The dynamics of individual components and the relations of the constraint motions yield the dynamic model of whole system. Considering a criterion function of which integrands consist of the conventional quadratic forms with the state-dependent weighting matrices, a nonlinear optimal control law for the criterion function, named nonlinear state-dependent controller, is determined by solving the SDRE in real time. As the results of the proposed control, system's mechanical components would not receive large internal forces and the control performance has been improved. The proposed method is effectively demonstrated by an experiment of a global stabilization control of the 1-link Furuta pendulum at the upright position. Des forces internes sont apportées par le raccordement d'un mécanisme de multilien en tant qu'effets intégrés des forces de contrainte aux joints, des forces de centrifugal/Coriolis, et des forces externes. En cet article, afin d'augmenter une exécution dans la stabilisation de tout le système, les forces internes sont considérées être réduites par le règlement non-linéaire basé sur une équation dépendante de Riccati d'état (SDRE), où les forces internes sont dérivées par une méthode de projection. La dynamique de différents composants et les relations des mouvements de contrainte rapportent le modèle dynamique du système entier. Vu un critère de fonction dont les fonctions à intégrer comprennent les formes quadratiques conventionnelles avec la personne à charge d'état pesant des matrices, une loi optimale non-linéaire de commande pour le critère de fonction, appelée l'état non-linéaire contrôleur dépendant, est déterminée en résolvant le SDRE en temps réel. Car les résultats de la commande proposée, les composants mécaniques du système ne recevraient pas de grandes forces internes et l'exécution de commande a été améliorées. La méthode proposée est efficacement démontrée par une expérience d'une commande globale de stabilisation du pendule de 1-lien Furuta à la position droite. En ligne : ssuzuki@ham.coe.dendai.ac.jp, furuta@dendai.ac.jp, sugiki@furutalab.k.dendai.ac. [...] [article] Nonlinear Optimal Internal Forces Control and Application to Swing-Up and Stabilization of Pendulum = Commande Non-Linéaire et Application à Balancer vers le Haut et Stabilisation Internes Optimales de Forces de Pendule [texte imprimé] / Satoshi, Suzuki, Auteur ; Katsuhisa, Furuta, Auteur ; Akihiko, Sugiki ; Hatakeyama, Shoshiro . - 568-573 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004) . - 568-573 p. Mots-clés : Mécanisme  multilien  Contrainte  au  joint  Stabilisation  Réglement  non-linéaire  Equation  de  Riccati  Forme  quadratique  conventionnelle  Loi  optimale  non-linéaire  Contrôleur  dépendant  Stabilisation  du  pendule Index. décimale : 629.8 Résumé : Internal forces are brought by the connection of a multilink mechanism as integrated effects of constraint forces at joints, centrifugal/Coriolis forces, and external forces. In this paper, in order to enhance a performance in the stabilization of the total system, the internal forces are considered to be reduced by the nonlinear regulation based on a State-Dependent Riccati Equation (SDRE), where the internal forces are derived by a projection method. The dynamics of individual components and the relations of the constraint motions yield the dynamic model of whole system. Considering a criterion function of which integrands consist of the conventional quadratic forms with the state-dependent weighting matrices, a nonlinear optimal control law for the criterion function, named nonlinear state-dependent controller, is determined by solving the SDRE in real time. As the results of the proposed control, system's mechanical components would not receive large internal forces and the control performance has been improved. The proposed method is effectively demonstrated by an experiment of a global stabilization control of the 1-link Furuta pendulum at the upright position. Des forces internes sont apportées par le raccordement d'un mécanisme de multilien en tant qu'effets intégrés des forces de contrainte aux joints, des forces de centrifugal/Coriolis, et des forces externes. En cet article, afin d'augmenter une exécution dans la stabilisation de tout le système, les forces internes sont considérées être réduites par le règlement non-linéaire basé sur une équation dépendante de Riccati d'état (SDRE), où les forces internes sont dérivées par une méthode de projection. La dynamique de différents composants et les relations des mouvements de contrainte rapportent le modèle dynamique du système entier. Vu un critère de fonction dont les fonctions à intégrer comprennent les formes quadratiques conventionnelles avec la personne à charge d'état pesant des matrices, une loi optimale non-linéaire de commande pour le critère de fonction, appelée l'état non-linéaire contrôleur dépendant, est déterminée en résolvant le SDRE en temps réel. Car les résultats de la commande proposée, les composants mécaniques du système ne recevraient pas de grandes forces internes et l'exécution de commande a été améliorées. La méthode proposée est efficacement démontrée par une expérience d'une commande globale de stabilisation du pendule de 1-lien Furuta à la position droite. En ligne : ssuzuki@ham.coe.dendai.ac.jp, furuta@dendai.ac.jp, sugiki@furutalab.k.dendai.ac. [...]