[article] in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 129 N° 1 (Janvier 2007) . - 41-55 p. | Titre : | Robust Control of Nonlinear Tape Transport Systems With and Without Tension Sensors | | Titre original : | Commande Robuste des Systèmes Non-Linéaires de Transport de Bande avec et Sans des Sondes de Tension | | Type de document : | texte imprimé | | Auteurs : | Matthew D. Baumgart, Auteur ; Pao, Lucy Y., Auteur | | Article en page(s) : | 41-55 p. | | Note générale : | Génie Mécanique | | Langues : | Anglais (eng) | | Mots-clés : | Système d'entrainement de bande magnétique Bobine Frottement Technique de Lyapunov Observateur basé | | Index. décimale : | 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux | | Résumé : | Web-winding systems, such as tape drives, are often modeled as linear and time-invariant, but at least two nonlinearities are common in these systems. First, the reel radii and moments of inertia change as web media spools from one reel to another. Second, friction can draw a thin layer of air between the layers of web media wrapped on the take-up reel, making the system's spring and damping characteristics nonlinear by allowing a greater length of media to vibrate freely. In addition to these nonlinearities, there is often uncertainty in the motor parameters. In the first part of this paper, feedback linearization ideas motivate state feedback and changes of variables that transform the system into decoupled and intuitively meaningful tension and velocity loops. For the case where tension measurements are available, Lyapunov redesign techniques are then used to develop control laws that are robust with respect to these nonlinearities and uncertainties. The second part of this paper then develops an observer-based controller for the case where no tension measurements are available. Performance is established analytically for both the measurement-based and observer-based schemes. Simulations illustrate this performance.
Des systèmes d'enroulement de Web, tels que des systèmes d'entraînement de bande magnétique, sont souvent modelés comme linéaires et temps-invariables, mais au moins deux non-linéarités sont communes dans ces systèmes. D'abord, les rayons de bobine et les moments de l'inertie changent en tant que bobines de médias de Web d'une bobine à l'autre. En second lieu, le frottement peut dessiner une couche mince d'air entre les couches de médias de Web enveloppé sur la bobine réceptrice, faisant le ressort du système et atténuant des caractéristiques non-linéaires en permettant à une plus grande longueur des médias de vibrer librement. En plus de ces non-linéarités, il y a souvent incertitude dans les paramètres de moteur. Dans la première partie de cet article, les idées de linéarisation de rétroaction motivent la rétroaction d'état et les changements des variables qui transforment le système en boucles découplées et intuitivement signicatives de tension et de vitesse. Pour le cas où les mesures de tension sont disponibles, des techniques de conception de Lyapunov sont alors employées pour développer les lois de commande qui sont robustes en ce qui concerne ces non-linéarités et incertitudes. La deuxième partie de cet article développe alors un contrôleur observateur-basé pour le cas où aucune mesure de tension n'est disponible. L'exécution est établie analytiquement pour les arrangements mesure-basés et observateur-basés. Les simulations illustrent cette exécution. | | DEWEY : | 629.8 | | ISSN : | 0022-0434 | | RAMEAU : | Commande robuste Systèmes non linéaires | | En ligne : | baumgarm@colorado.edu, pao@colorado.edu |
[article] Robust Control of Nonlinear Tape Transport Systems With and Without Tension Sensors = Commande Robuste des Systèmes Non-Linéaires de Transport de Bande avec et Sans des Sondes de Tension [texte imprimé] / Matthew D. Baumgart, Auteur ; Pao, Lucy Y., Auteur . - 41-55 p. Génie Mécanique Langues : Anglais ( eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 129 N° 1 (Janvier 2007) . - 41-55 p. | Mots-clés : | Système d'entrainement de bande magnétique Bobine Frottement Technique de Lyapunov Observateur basé | | Index. décimale : | 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux | | Résumé : | Web-winding systems, such as tape drives, are often modeled as linear and time-invariant, but at least two nonlinearities are common in these systems. First, the reel radii and moments of inertia change as web media spools from one reel to another. Second, friction can draw a thin layer of air between the layers of web media wrapped on the take-up reel, making the system's spring and damping characteristics nonlinear by allowing a greater length of media to vibrate freely. In addition to these nonlinearities, there is often uncertainty in the motor parameters. In the first part of this paper, feedback linearization ideas motivate state feedback and changes of variables that transform the system into decoupled and intuitively meaningful tension and velocity loops. For the case where tension measurements are available, Lyapunov redesign techniques are then used to develop control laws that are robust with respect to these nonlinearities and uncertainties. The second part of this paper then develops an observer-based controller for the case where no tension measurements are available. Performance is established analytically for both the measurement-based and observer-based schemes. Simulations illustrate this performance.
Des systèmes d'enroulement de Web, tels que des systèmes d'entraînement de bande magnétique, sont souvent modelés comme linéaires et temps-invariables, mais au moins deux non-linéarités sont communes dans ces systèmes. D'abord, les rayons de bobine et les moments de l'inertie changent en tant que bobines de médias de Web d'une bobine à l'autre. En second lieu, le frottement peut dessiner une couche mince d'air entre les couches de médias de Web enveloppé sur la bobine réceptrice, faisant le ressort du système et atténuant des caractéristiques non-linéaires en permettant à une plus grande longueur des médias de vibrer librement. En plus de ces non-linéarités, il y a souvent incertitude dans les paramètres de moteur. Dans la première partie de cet article, les idées de linéarisation de rétroaction motivent la rétroaction d'état et les changements des variables qui transforment le système en boucles découplées et intuitivement signicatives de tension et de vitesse. Pour le cas où les mesures de tension sont disponibles, des techniques de conception de Lyapunov sont alors employées pour développer les lois de commande qui sont robustes en ce qui concerne ces non-linéarités et incertitudes. La deuxième partie de cet article développe alors un contrôleur observateur-basé pour le cas où aucune mesure de tension n'est disponible. L'exécution est établie analytiquement pour les arrangements mesure-basés et observateur-basés. Les simulations illustrent cette exécution. | | DEWEY : | 629.8 | | ISSN : | 0022-0434 | | RAMEAU : | Commande robuste Systèmes non linéaires | | En ligne : | baumgarm@colorado.edu, pao@colorado.edu |
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