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High-Performance Control of Dual-Inertia Servo-Drive Systems Using Low-Cost Integrated SAW Torque Transducers / O'Sullivan, Tim M. in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 53 N° 4 (Aout 2006) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 53 N° 4 (Aout 2006) . - 1226- 1237 p. Titre : High-Performance Control of Dual-Inertia Servo-Drive Systems Using Low-Cost Integrated SAW Torque Transducers Titre original : Commande à Rendement Elevé de la Duel-Inertie Servo-Conduisent des Systèmes à l'Aide des Capteurs Intégrés peu Coûteux de Couple de SCIE Type de document : texte imprimé Auteurs : O'Sullivan, Tim M., Auteur ; Bingham, Chris M., Auteur ; Schofield, Nigel Article en page(s) : 1226- 1237 p. Note générale : Génie Electrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Acceleration  control  Motion  control  Resonance  Surface  acoustic  wave  devices  Torque  control  Velocity  control  Vibration  control.Commande  d'accélération  Commande  de  mouvement  Dispositifs  extérieurs  d'onde  acoustique  de  résonance  Commande  de  couple  Commande  de  vitesse  Commande  de  vibration. Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper provides a systematic comparative study of compensation schemes for the coordinated motion control of two-inertia mechanical systems. Specifically, classical proportional–integral (PI), proportional–integral–derivative (PID), and resonance ratio control (RRC) are considered, with an enhanced structure based on RRC, termed RRC+, being proposed. Motor-side and load-side dynamics for each control structure are identified, with the “integral of time multiplied by absolute error” performance index being employed as a benchmark metric. PID and RRC control schemes are shown to be identical from a closed-loop perspective, albeit employing different feedback sensing mechanisms. A qualitative study of the practical effects of employing each methodology shows that RRC-type structures provide preferred solutions if low-cost high-performance torque transducers can be employed, for instance, those based on surface acoustic wave technologies. Moreover, the extra degree of freedom afforded by both PID and RRC, as compared with the basic PI, is shown to be sufficient to simultaneously induce optimal closed-loop performance and independent selection of virtual inertia ratio. Furthermore, the proposed RRC+ scheme is subsequently shown to additionally facilitate independent assignment of closed-loop bandwidth. Summary attributes of the investigation are validated by both simulation studies and by realization of the methodologies for control of a custom-designed two-inertia system. Cet article fournit une étude comparative systématique des arrangements de compensation pour la commande coordonnée de mouvement des systèmes mécaniques de deux-inertie. Spécifiquement, proportionnel-intégraux classiques (pi), le proportionnel-intégral-dérivé (PID), et la commande de rapport de résonance (RRC) sont considérés, avec une structure augmentée basée sur RRC, nommé RRC+, étant proposé. le Moteur-côté et la dynamique de charge-côté pour chaque structure de commande sont identifiés, avec « intégrale de temps multipliée l'index d'exécution par erreur absolue » étant utilisé comme repère métrique. Les arrangements de commande de PID et de RRC s'avèrent identiques d'une perspective en circuit fermé, quoiqu'utilisant la rétroaction différente sentant des mécanismes. Une étude qualitative des effets pratiques d'utiliser chaque méthodologie prouve que le RRC-type structures fournissent les solutions préférées si des capteurs à rendement élevé peu coûteux de couple peuvent être utilisés, par exemple, ceux être basés sur les technologies extérieures d'onde acoustique. D'ailleurs, le degré de liberté supplémentaire accordé par PID et RRC, par rapport à pi de base, s'avère suffisant pour induire simultanément l'exécution en circuit fermé optimale et le choix indépendant du rapport virtuel d'inertie. En outre, l'arrangement proposé de RRC+ est plus tard montré pour faciliter en plus l'attribution indépendante de la largeur de bande en circuit fermé. Des attributs de résumé de la recherche sont validés par des études de simulation et par la réalisation des méthodologies pour la commande d'un système fait sur commande de deux-inertie. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 En ligne : c.bingham@sheffield.ac.uk [article] High-Performance Control of Dual-Inertia Servo-Drive Systems Using Low-Cost Integrated SAW Torque Transducers = Commande à Rendement Elevé de la Duel-Inertie Servo-Conduisent des Systèmes à l'Aide des Capteurs Intégrés peu Coûteux de Couple de SCIE [texte imprimé] / O'Sullivan, Tim M., Auteur ; Bingham, Chris M., Auteur ; Schofield, Nigel . - 1226- 1237 p. Génie Electrique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 53 N° 4 (Aout 2006) . - 1226- 1237 p. Mots-clés : Acceleration  control  Motion  control  Resonance  Surface  acoustic  wave  devices  Torque  control  Velocity  control  Vibration  control.Commande  d'accélération  Commande  de  mouvement  Dispositifs  extérieurs  d'onde  acoustique  de  résonance  Commande  de  couple  Commande  de  vitesse  Commande  de  vibration. Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper provides a systematic comparative study of compensation schemes for the coordinated motion control of two-inertia mechanical systems. Specifically, classical proportional–integral (PI), proportional–integral–derivative (PID), and resonance ratio control (RRC) are considered, with an enhanced structure based on RRC, termed RRC+, being proposed. Motor-side and load-side dynamics for each control structure are identified, with the “integral of time multiplied by absolute error” performance index being employed as a benchmark metric. PID and RRC control schemes are shown to be identical from a closed-loop perspective, albeit employing different feedback sensing mechanisms. A qualitative study of the practical effects of employing each methodology shows that RRC-type structures provide preferred solutions if low-cost high-performance torque transducers can be employed, for instance, those based on surface acoustic wave technologies. Moreover, the extra degree of freedom afforded by both PID and RRC, as compared with the basic PI, is shown to be sufficient to simultaneously induce optimal closed-loop performance and independent selection of virtual inertia ratio. Furthermore, the proposed RRC+ scheme is subsequently shown to additionally facilitate independent assignment of closed-loop bandwidth. Summary attributes of the investigation are validated by both simulation studies and by realization of the methodologies for control of a custom-designed two-inertia system. Cet article fournit une étude comparative systématique des arrangements de compensation pour la commande coordonnée de mouvement des systèmes mécaniques de deux-inertie. Spécifiquement, proportionnel-intégraux classiques (pi), le proportionnel-intégral-dérivé (PID), et la commande de rapport de résonance (RRC) sont considérés, avec une structure augmentée basée sur RRC, nommé RRC+, étant proposé. le Moteur-côté et la dynamique de charge-côté pour chaque structure de commande sont identifiés, avec « intégrale de temps multipliée l'index d'exécution par erreur absolue » étant utilisé comme repère métrique. Les arrangements de commande de PID et de RRC s'avèrent identiques d'une perspective en circuit fermé, quoiqu'utilisant la rétroaction différente sentant des mécanismes. Une étude qualitative des effets pratiques d'utiliser chaque méthodologie prouve que le RRC-type structures fournissent les solutions préférées si des capteurs à rendement élevé peu coûteux de couple peuvent être utilisés, par exemple, ceux être basés sur les technologies extérieures d'onde acoustique. D'ailleurs, le degré de liberté supplémentaire accordé par PID et RRC, par rapport à pi de base, s'avère suffisant pour induire simultanément l'exécution en circuit fermé optimale et le choix indépendant du rapport virtuel d'inertie. En outre, l'arrangement proposé de RRC+ est plus tard montré pour faciliter en plus l'attribution indépendante de la largeur de bande en circuit fermé. Des attributs de résumé de la recherche sont validés par des études de simulation et par la réalisation des méthodologies pour la commande d'un système fait sur commande de deux-inertie. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 En ligne : c.bingham@sheffield.ac.uk