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Auteur Schofield, Nigel
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Affiner la rechercheEnhanced servo-control performance of dual-mass systems / O'Sullivan, Timothy M in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°3 (Juin 2007)
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°3 (Juin 2007) . - 1387-1399 p.
Titre : Enhanced servo-control performance of dual-mass systems Titre original : Exécution augmentée de servocommande des systèmes de masse duels Type de document : texte imprimé Auteurs : O'Sullivan, Timothy M, Auteur ; Bingham, Christopher M., Auteur ; Schofield, Nigel, Auteur Article en page(s) : 1387-1399 p. Note générale : Electronique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Acceleration control Motion control Resonance Robustness Surface acoustic wave devices Torque control Velocity control Vibration control Commande d'accélération Commande de mouvement Résonance Robustesse Dispositifs extérieurs d'onde acoustique Commande de couple Commande de vitesse Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper provides systematic analysis and controller design methods for high-performance two-mass servo drives with an appraisal of the effects of supplementary filtering elements associated with practical systems. Implementation issues and the resulting performance achievable from proportional-integral, proportional-integral-derivative (PID), and resonance ratio control (RRC) controllers with regard to both closed-loop robustness and control of the process variable (load velocity), in response to a step reference speed or load-side disturbance, are presented. It is shown that the high-frequency gain of the controllers is a critical design variable for determining the resulting robustness of the closed-loop system when subject to unmodeled resonant modes, high-frequency noise from the derivative of quantized sensor signals, and process perturbations, and is strongly influenced by the location and number of filters present in the various feedback loops and, importantly, the ratio of their time constants. A complete design methodology is also presented to assign the time constants of the various loop filters, and their location, using a single user-definable variable, thereby reducing the time-consuming trial-and-error approach commonly employed using conventional tuning procedures. The technique employs both time- and frequency-domain design tools to address the conflicting requirements of robustness and control performance (overshoot, bandwidth, etc.). It is also shown that, since the PID and RRC controllers are closely related, they are theoretically able to impart identical closed-loop input-output dynamics. However, by virtue of the different feedback mechanisms employed, RRC is shown to provide superior closed-loop robustness. This paper demonstrates, and practically validates, the proposed techniques by showing significant performance enhancements from a commercial off-the-shelf servo-drive test platform.
Cet article fournit l'analyse systématique et les méthodes de conception de contrôleur pour le servo à rendement élevé de la deux-masse conduit avec une évaluation des effets des éléments filtrants supplémentaires liés aux systèmes pratiques. Des questions d'exécution et l'exécution résultante réalisable de proportionnel-intégral, du proportionnel-intégral-dérivé (PID), et des contrôleurs de la commande de rapport de résonance (RRC) en ce qui concerne la robustesse en circuit fermé et la commande de la variable de processus (vitesse de charge), en réponse à une perturbation de vitesse ou de charge-côté de référence d'étape, sont présentées. On lui montre que le gain à haute fréquence des contrôleurs est une variable critique de conception pour déterminer la robustesse résultante du système en circuit fermé quand sujet à unmodeled des modes résonnants, le bruit de haute fréquence du dérivé de la sonde quantized signale, et des perturbations de processus, et est fortement influencé par l'endroit et le nombre de filtres actuels dans les diverses boucles de rétroaction et, d'une manière primordiale, le rapport de leurs constantes de temps. Une méthodologie de conception complète est également présentée pour assigner les constantes de temps des divers filtres de boucle, et leur endroit, en utilisant une variable utilisateur-définissable simple, réduisant de ce fait l'approche longue d'épreuve-et-erreur généralement utilisée en utilisant des procédures de accord conventionnelles. La technique utilise des outils de temps et de conception de fréquence-domaine d'adresser les conditions contradictoires de l'exécution de robustesse et de commande (dépasser, largeur de bande, etc.). On lui montre également que, depuis le PID et le RRC des contrôleurs sont étroitement liés, ils peuvent théoriquement donner la dynamique en circuit fermé identique d'entrée-sortie. Cependant, en vertu des différents mécanismes de rétroaction utilisés, RRC est montré pour fournir la robustesse en circuit fermé supérieure. Cet article démontre, et valide pratiquement, les techniques proposées en montrant des perfectionnements significatifs d'exécution d'un disponible immédiatement commercial servo-conduisent la plateforme d'essai.DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Ondes sonores En ligne : c.bingham@sheffield.ac.uk [article] Enhanced servo-control performance of dual-mass systems = Exécution augmentée de servocommande des systèmes de masse duels [texte imprimé] / O'Sullivan, Timothy M, Auteur ; Bingham, Christopher M., Auteur ; Schofield, Nigel, Auteur . - 1387-1399 p.
Electronique
Langues : Anglais (eng)
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°3 (Juin 2007) . - 1387-1399 p.
Mots-clés : Acceleration control Motion control Resonance Robustness Surface acoustic wave devices Torque control Velocity control Vibration control Commande d'accélération Commande de mouvement Résonance Robustesse Dispositifs extérieurs d'onde acoustique Commande de couple Commande de vitesse Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper provides systematic analysis and controller design methods for high-performance two-mass servo drives with an appraisal of the effects of supplementary filtering elements associated with practical systems. Implementation issues and the resulting performance achievable from proportional-integral, proportional-integral-derivative (PID), and resonance ratio control (RRC) controllers with regard to both closed-loop robustness and control of the process variable (load velocity), in response to a step reference speed or load-side disturbance, are presented. It is shown that the high-frequency gain of the controllers is a critical design variable for determining the resulting robustness of the closed-loop system when subject to unmodeled resonant modes, high-frequency noise from the derivative of quantized sensor signals, and process perturbations, and is strongly influenced by the location and number of filters present in the various feedback loops and, importantly, the ratio of their time constants. A complete design methodology is also presented to assign the time constants of the various loop filters, and their location, using a single user-definable variable, thereby reducing the time-consuming trial-and-error approach commonly employed using conventional tuning procedures. The technique employs both time- and frequency-domain design tools to address the conflicting requirements of robustness and control performance (overshoot, bandwidth, etc.). It is also shown that, since the PID and RRC controllers are closely related, they are theoretically able to impart identical closed-loop input-output dynamics. However, by virtue of the different feedback mechanisms employed, RRC is shown to provide superior closed-loop robustness. This paper demonstrates, and practically validates, the proposed techniques by showing significant performance enhancements from a commercial off-the-shelf servo-drive test platform.
Cet article fournit l'analyse systématique et les méthodes de conception de contrôleur pour le servo à rendement élevé de la deux-masse conduit avec une évaluation des effets des éléments filtrants supplémentaires liés aux systèmes pratiques. Des questions d'exécution et l'exécution résultante réalisable de proportionnel-intégral, du proportionnel-intégral-dérivé (PID), et des contrôleurs de la commande de rapport de résonance (RRC) en ce qui concerne la robustesse en circuit fermé et la commande de la variable de processus (vitesse de charge), en réponse à une perturbation de vitesse ou de charge-côté de référence d'étape, sont présentées. On lui montre que le gain à haute fréquence des contrôleurs est une variable critique de conception pour déterminer la robustesse résultante du système en circuit fermé quand sujet à unmodeled des modes résonnants, le bruit de haute fréquence du dérivé de la sonde quantized signale, et des perturbations de processus, et est fortement influencé par l'endroit et le nombre de filtres actuels dans les diverses boucles de rétroaction et, d'une manière primordiale, le rapport de leurs constantes de temps. Une méthodologie de conception complète est également présentée pour assigner les constantes de temps des divers filtres de boucle, et leur endroit, en utilisant une variable utilisateur-définissable simple, réduisant de ce fait l'approche longue d'épreuve-et-erreur généralement utilisée en utilisant des procédures de accord conventionnelles. La technique utilise des outils de temps et de conception de fréquence-domaine d'adresser les conditions contradictoires de l'exécution de robustesse et de commande (dépasser, largeur de bande, etc.). On lui montre également que, depuis le PID et le RRC des contrôleurs sont étroitement liés, ils peuvent théoriquement donner la dynamique en circuit fermé identique d'entrée-sortie. Cependant, en vertu des différents mécanismes de rétroaction utilisés, RRC est montré pour fournir la robustesse en circuit fermé supérieure. Cet article démontre, et valide pratiquement, les techniques proposées en montrant des perfectionnements significatifs d'exécution d'un disponible immédiatement commercial servo-conduisent la plateforme d'essai.DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Ondes sonores En ligne : c.bingham@sheffield.ac.uk
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
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 57 N° 2 (Fevrier 2010) . - pp. 649 - 659
Titre : Novel switched reluctance machine configuration with higher number of rotor poles than stator poles: concept to implementation Type de document : texte imprimé Auteurs : Desai, Piyush C., Auteur ; Krishnamurthy, Mahesh, Auteur ; Schofield, Nigel, Auteur Article en page(s) : pp. 649 - 659 Note générale : Génie électrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : High torque density Low cost Low torque ripple Propulsion Switched reluctance machine (SRM) Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : There is a great demand for efficient, quiet, reliable, and cost-effective motor drives for propulsion systems in hybrid and plug-in hybrid electric vehicles. Owing to a rigid structure and the absence of magnetic source on the rotor, a switched reluctance machine (SRM) is inherently robust and cost effective. In spite of these advantages, several challenges in the control of this machine remain an issue, including high levels of torque ripple, acoustic noise, and a relatively low torque density. This paper presents a new family of SRMs which have higher number of rotor poles than stator poles. Using a newly defined pole design formula, several novel combinations of the stator-rotor poles have been proposed. From the simulation and experimental analysis of a prototype 6/10 configuration, it has been observed that this machine produces higher torque per unit volume and comparable torque ripple when compared to a conventional 6/4 SRM with similar number of phases and constraints in volume. The results presented in this paper make this family of machines a strong contender for survivable high-performance applications for automotive propulsion systems. The simulation and experimental results for the prototype 6/10 configuration have been presented and compared to a conventional 6/4 design for verification. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5290140 [article] Novel switched reluctance machine configuration with higher number of rotor poles than stator poles: concept to implementation [texte imprimé] / Desai, Piyush C., Auteur ; Krishnamurthy, Mahesh, Auteur ; Schofield, Nigel, Auteur . - pp. 649 - 659.
Génie électrique
Langues : Anglais (eng)
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 57 N° 2 (Fevrier 2010) . - pp. 649 - 659
Mots-clés : High torque density Low cost Low torque ripple Propulsion Switched reluctance machine (SRM) Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : There is a great demand for efficient, quiet, reliable, and cost-effective motor drives for propulsion systems in hybrid and plug-in hybrid electric vehicles. Owing to a rigid structure and the absence of magnetic source on the rotor, a switched reluctance machine (SRM) is inherently robust and cost effective. In spite of these advantages, several challenges in the control of this machine remain an issue, including high levels of torque ripple, acoustic noise, and a relatively low torque density. This paper presents a new family of SRMs which have higher number of rotor poles than stator poles. Using a newly defined pole design formula, several novel combinations of the stator-rotor poles have been proposed. From the simulation and experimental analysis of a prototype 6/10 configuration, it has been observed that this machine produces higher torque per unit volume and comparable torque ripple when compared to a conventional 6/4 SRM with similar number of phases and constraints in volume. The results presented in this paper make this family of machines a strong contender for survivable high-performance applications for automotive propulsion systems. The simulation and experimental results for the prototype 6/10 configuration have been presented and compared to a conventional 6/4 design for verification. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5290140
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°2 (Avril 2007) . - 1080-1091 p.
Titre : Observer-Based Tuning of Two-Inertia Servo-Drive Systems With Integrated SAW Torque Transducers Titre original : L'observateur basé à l'accord de deux systèmes servo d'entraînement d'inertie avec les capteurs intégrés de couple de SCIE Type de document : texte imprimé Auteurs : O'Sullivan, Timothy M, Auteur ; Bingham, Christopher M., Auteur ; Schofield, Nigel, Auteur Article en page(s) : 1080-1091 p. Note générale : Génie Electrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Filter noise Motion control Motor drives Observers Resonance State feedback Surface acoustic wave (SAW) devices Velocity control Bruit de filtre Commande de mouvement Commandes de moteur Résonance d'observateurs Dispositifs d'onde acoustique de surface de rétroaction d'état Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : This paper proposes controller design and tuning methodologies that facilitate the rejection of periodic load-side disturbances applied to a torsional mechanical system while simultaneously compensating for the observer's inherent phase delay. This facilitates the use of lower-bandwidth practically realizable disturbance observers. The merits of implementing fulland reduced-order observers are investigated, with the latter being implemented with a new low-cost servo-machine-integrated high-bandwidth torque-sensing device based on surface acoustic wave (SAW) technology. Specifically, the authors' previous work based on proportional-integral-derivative (PID) and resonance ratio control (RRC) controllers (IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 53, no. 4, pp. 1226-1237, Aug. 2006) is augmented with observer disturbance feedback. It is shown that higher-bandwidth disturbance observers are required to maximize disturbance attenuation over the low-frequency band (as well as the desired rejection frequency), thereby attenuating a wide range of possible frequencies. In such cases, therefore, it is shown that the RRC controller is the preferred solution since it can employ significantly higher observer bandwidth, when compared to PID counterparts, by virtue of reduced noise sensitivity. Furthermore, it is demonstrated that the prototype servo-machine-integrated 20-Nmiddotm SAW torque transducer is not unduly affected by machine-generated electromagnetic noise and exhibits similar dynamic behavior as a conventional instrument inline torque transducer.
Cet article propose la conception de contrôleur et les méthodologies de accord qui facilitent le rejet des perturbations périodiques de côté de charge appliquées à un système mécanique de torsion tout en simultanément compensant la phase inhérente de l'observateur retardent. Ceci facilite l'utilisation des observateurs pratiquement réalisables inférieurs de perturbation de largeur de bande. Les mérites de mettre en application les observateurs d'ordre réduits par fulland sont étudiés, avec le dernier étant miss en application avec nouvelle un dispositif de sensation élevé intégré de couple de largeur de bande à prix réduit par machine servo basé sur la technologie extérieure d'onde acoustique (SCIE). Spécifiquement, les travaux précédents des auteurs basés sur les contrôleurs intégraux proportionnels du dérivé (PID) et de la commande de rapport de résonance (RRC) (Ind d'IEEE trans. Électron., vol. 53, non 4, pp. 1226-1237, aoû. 2006) est augmenté avec la rétroaction de perturbation d'observateur. On lui montre que de plus hauts observateurs de perturbation de largeur de bande sont requis de maximiser l'atténuation de perturbation au-dessus de la bande de basse fréquence (aussi bien que la fréquence désirée de rejet), atténuant de ce fait un éventail de fréquences possibles. Dans ces cas-ci, donc, on lui montre que le contrôleur de RRC est la solution préférée puisqu'il peut utiliser une largeur de bande sensiblement plus élevée d'observateur, une fois comparé aux contre-parties de PID, en vertu de la sensibilité réduite de bruit. En outre, on le démontre que la machine servo de prototype a intégré 20 que capteur de couple de SCIE de Nmiddotm n'est pas à l'excès affecté par bruit électromagnétique produit par machine et ne montre pas le comportement dynamique semblable comme capteur intégré de couple d'instrument conventionnel.DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Inertie (mécanique)-- Rétroaction (électronique) En ligne : c.bingham@sheffield.ac.uk [article] Observer-Based Tuning of Two-Inertia Servo-Drive Systems With Integrated SAW Torque Transducers = L'observateur basé à l'accord de deux systèmes servo d'entraînement d'inertie avec les capteurs intégrés de couple de SCIE [texte imprimé] / O'Sullivan, Timothy M, Auteur ; Bingham, Christopher M., Auteur ; Schofield, Nigel, Auteur . - 1080-1091 p.
Génie Electrique
Langues : Anglais (eng)
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°2 (Avril 2007) . - 1080-1091 p.
Mots-clés : Filter noise Motion control Motor drives Observers Resonance State feedback Surface acoustic wave (SAW) devices Velocity control Bruit de filtre Commande de mouvement Commandes de moteur Résonance d'observateurs Dispositifs d'onde acoustique de surface de rétroaction d'état Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : This paper proposes controller design and tuning methodologies that facilitate the rejection of periodic load-side disturbances applied to a torsional mechanical system while simultaneously compensating for the observer's inherent phase delay. This facilitates the use of lower-bandwidth practically realizable disturbance observers. The merits of implementing fulland reduced-order observers are investigated, with the latter being implemented with a new low-cost servo-machine-integrated high-bandwidth torque-sensing device based on surface acoustic wave (SAW) technology. Specifically, the authors' previous work based on proportional-integral-derivative (PID) and resonance ratio control (RRC) controllers (IEEE Trans. Ind. Electron., vol. 53, no. 4, pp. 1226-1237, Aug. 2006) is augmented with observer disturbance feedback. It is shown that higher-bandwidth disturbance observers are required to maximize disturbance attenuation over the low-frequency band (as well as the desired rejection frequency), thereby attenuating a wide range of possible frequencies. In such cases, therefore, it is shown that the RRC controller is the preferred solution since it can employ significantly higher observer bandwidth, when compared to PID counterparts, by virtue of reduced noise sensitivity. Furthermore, it is demonstrated that the prototype servo-machine-integrated 20-Nmiddotm SAW torque transducer is not unduly affected by machine-generated electromagnetic noise and exhibits similar dynamic behavior as a conventional instrument inline torque transducer.
Cet article propose la conception de contrôleur et les méthodologies de accord qui facilitent le rejet des perturbations périodiques de côté de charge appliquées à un système mécanique de torsion tout en simultanément compensant la phase inhérente de l'observateur retardent. Ceci facilite l'utilisation des observateurs pratiquement réalisables inférieurs de perturbation de largeur de bande. Les mérites de mettre en application les observateurs d'ordre réduits par fulland sont étudiés, avec le dernier étant miss en application avec nouvelle un dispositif de sensation élevé intégré de couple de largeur de bande à prix réduit par machine servo basé sur la technologie extérieure d'onde acoustique (SCIE). Spécifiquement, les travaux précédents des auteurs basés sur les contrôleurs intégraux proportionnels du dérivé (PID) et de la commande de rapport de résonance (RRC) (Ind d'IEEE trans. Électron., vol. 53, non 4, pp. 1226-1237, aoû. 2006) est augmenté avec la rétroaction de perturbation d'observateur. On lui montre que de plus hauts observateurs de perturbation de largeur de bande sont requis de maximiser l'atténuation de perturbation au-dessus de la bande de basse fréquence (aussi bien que la fréquence désirée de rejet), atténuant de ce fait un éventail de fréquences possibles. Dans ces cas-ci, donc, on lui montre que le contrôleur de RRC est la solution préférée puisqu'il peut utiliser une largeur de bande sensiblement plus élevée d'observateur, une fois comparé aux contre-parties de PID, en vertu de la sensibilité réduite de bruit. En outre, on le démontre que la machine servo de prototype a intégré 20 que capteur de couple de SCIE de Nmiddotm n'est pas à l'excès affecté par bruit électromagnétique produit par machine et ne montre pas le comportement dynamique semblable comme capteur intégré de couple d'instrument conventionnel.DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Inertie (mécanique)-- Rétroaction (électronique) En ligne : c.bingham@sheffield.ac.uk
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 57 N° 12 (Décembre 2010) . - pp. 3917 - 3926
Titre : The impact of transport electrification on electrical networks Type de document : texte imprimé Auteurs : Dyke, Kevin J., Auteur ; Schofield, Nigel, Auteur ; Barnes, Mike, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 3917 - 3926 Note générale : Génie électrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Distribution generation (DG) Electric vehicle Fuel cell Plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) Vehicle-to-grid power Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : In order to satisfy the growing expectation for energy-efficient ecofriendly transportation, a number of vehicle concepts have emerged, including the hybrid electric vehicle (HEV) and battery electric vehicle. Vehicle dynamics necessitate careful sizing of onboard energy storage systems. As the penetration of electric vehicles, in both the public and private sector increases, the requirement to facilitate and utilize them becomes paramount. A particular class of vehicle, the plug-in HEV also poses a greater challenge to existing terrestrial-based electrical supply systems. This paper establishes a series of well-defined electric vehicle loads that are subsequently used to analyze their electrical energy usage and storage in the context of more electrified road transportation. These requirements are then applied to a European Union residential load profile to evaluate the impact of increasing electrification of private road vehicles on local loads and the potential for vehicle and residential load integration in the U.K. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5409638 [article] The impact of transport electrification on electrical networks [texte imprimé] / Dyke, Kevin J., Auteur ; Schofield, Nigel, Auteur ; Barnes, Mike, Auteur . - 2011 . - pp. 3917 - 3926.
Génie électrique
Langues : Anglais (eng)
in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 57 N° 12 (Décembre 2010) . - pp. 3917 - 3926
Mots-clés : Distribution generation (DG) Electric vehicle Fuel cell Plug-in hybrid electric vehicle (PHEV) Vehicle-to-grid power Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : In order to satisfy the growing expectation for energy-efficient ecofriendly transportation, a number of vehicle concepts have emerged, including the hybrid electric vehicle (HEV) and battery electric vehicle. Vehicle dynamics necessitate careful sizing of onboard energy storage systems. As the penetration of electric vehicles, in both the public and private sector increases, the requirement to facilitate and utilize them becomes paramount. A particular class of vehicle, the plug-in HEV also poses a greater challenge to existing terrestrial-based electrical supply systems. This paper establishes a series of well-defined electric vehicle loads that are subsequently used to analyze their electrical energy usage and storage in the context of more electrified road transportation. These requirements are then applied to a European Union residential load profile to evaluate the impact of increasing electrification of private road vehicles on local loads and the potential for vehicle and residential load integration in the U.K. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5409638
