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Active low-frequency ripple control for clean-energy power-conditioning mechanism / Rong-Jong Wai in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 57 N° 11 (Novembre 2010) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 57 N° 11 (Novembre 2010) . - pp. 3780 - 3792 Titre : Active low-frequency ripple control for clean-energy power-conditioning mechanism Type de document : texte imprimé Auteurs : Rong-Jong Wai, Auteur ; Chun-Yu, Lin, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 3780 - 3792 Note générale : Génie électrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Adaptive  linear  (ADLINE)  neural  network  Clean  energy  Low-frequency  ripple  control  Neural  filter  Power  condition  Total  sliding-mode  control  (TSMC) Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : This paper focuses on the design of an active low-frequency ripple control for a clean-energy power-conditioning mechanism with an aim to protect clean-energy sources (e.g., solar photovoltaics, fuel cells, etc.) from the severe damage of current-ripple propagation to expand their life span. First, a simplified circuit for representing the current-ripple phenomenon inside a general power conditioner including a dc/dc converter and a dc/ac inverter is derived, and the dynamic model of the active low-frequency ripple-control circuit is analyzed. Moreover, an adaptive linear neural network is taken as a neural filter to generate the compensation current command, and a total sliding-mode controller is designed to manipulate the ripple-control circuit for injecting a suitable compensation current into the high-voltage bus of the conditioner. In addition, the effectiveness of the proposed active low-frequency ripple-control scheme is verified by numerical simulations and experimental results. Its superiority is indicated in comparison with a conventional high-pass filter and a proportional-integral controller. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5409662 [article] Active low-frequency ripple control for clean-energy power-conditioning mechanism [texte imprimé] / Rong-Jong Wai, Auteur ; Chun-Yu, Lin, Auteur . - 2011 . - pp. 3780 - 3792. Génie électrique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 57 N° 11 (Novembre 2010) . - pp. 3780 - 3792 Mots-clés : Adaptive  linear  (ADLINE)  neural  network  Clean  energy  Low-frequency  ripple  control  Neural  filter  Power  condition  Total  sliding-mode  control  (TSMC) Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : This paper focuses on the design of an active low-frequency ripple control for a clean-energy power-conditioning mechanism with an aim to protect clean-energy sources (e.g., solar photovoltaics, fuel cells, etc.) from the severe damage of current-ripple propagation to expand their life span. First, a simplified circuit for representing the current-ripple phenomenon inside a general power conditioner including a dc/dc converter and a dc/ac inverter is derived, and the dynamic model of the active low-frequency ripple-control circuit is analyzed. Moreover, an adaptive linear neural network is taken as a neural filter to generate the compensation current command, and a total sliding-mode controller is designed to manipulate the ripple-control circuit for injecting a suitable compensation current into the high-voltage bus of the conditioner. In addition, the effectiveness of the proposed active low-frequency ripple-control scheme is verified by numerical simulations and experimental results. Its superiority is indicated in comparison with a conventional high-pass filter and a proportional-integral controller. DEWEY : 621.38 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5409662

Development of Lyapunov-based genetic algorithm control for linear piezoelectric ceramic motor drive / Rong-Jong Wai in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°5 (Octobre 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°5 (Octobre 2007) . - 2566-2582 p. Titre : Development of Lyapunov-based genetic algorithm control for linear piezoelectric ceramic motor drive Type de document : texte imprimé Auteurs : Rong-Jong Wai, Auteur ; Tu, Ching-Hsiang, Auteur Article en page(s) : 2566-2582 p. Note générale : Electronique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Backstepping  control  (BSC)  Genetic  algorithm  (GA)  Hybride  resonant  inverter  Linear  piezolectric  ceramic  motor  (LPCM)  Lyapunov  stablity  analysis  Commande  de  progression  arrière  Algorithme  génétique  Inverseur  résonnant  hybride  Moteur  en  céramique  piezolectric  linéaire  Analyse  de  stablity  de  Lyapunov Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : In general, the role of genetic algorithm (GA) is operated offline as a minor compensator or tuner in the control engineering because the systematic design and the latent stability problem of a GA-based control scheme are required to be solved. This paper originally designs a Lyapunov-based GA control (LGAC) scheme, and it applies for a practical control engineering example of the online motion control of a linear piezoelectric ceramic motor driven by a hybrid resonant inverter. In this control scheme, a GA control system via backstepping design technique is utilized to be the major controller, and adaptation laws derived from Lyapunov stability analyses are manipulated to adjust appropriate evolutionary steps. As a result, the system stability can be guaranteed directly without strict constraint conditions and detailed system knowledge. The effectiveness of the proposed drive and control system is verified by experimental results in the presence of uncertainties. From the measured results, the LGAC system performs superior high-precision motion control under wide operation range than conventional backstepping control system. Généralement le rôle de l'algorithme génétique (GA) est actionné en différé comme compensateur ou tuner mineur dans l'automatique parce que la conception systématique et le problème latent de stabilité d'un arrangement de commande GA-basé sont exigés pour être résolus. Ce document conçoit à l'origine un arrangement Lyapunov-basé de la commande de GA (LGAC), et il s'applique pour un exemple pratique d'automatique de la commande de mouvement en ligne d'un entraîné par un moteur électrique en céramique piézoélectrique linéaire par un inverseur résonnant hybride. Dans cet arrangement de commande, un système de contrôle de GA par l'intermédiaire de technique de conception backstepping est utilisé pour être le contrôleur principal, et des lois d'adaptation dérivées des analyses de stabilité de Lyapunov sont manoeuvrées pour ajuster des étapes évolutionnaires appropriées. En conséquence, la stabilité de système peut être garantie directement sans états stricts de contrainte et connaissance détaillée de système. L'efficacité de la commande et du système de contrôle proposés est vérifiée par des résultats expérimentaux en présence des incertitudes. Des résultats mesurés, le système de LGAC effectue la commande de mouvement à haute précision supérieure sous le grand choix d'opération que le système de contrôle backstepping conventionnel. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Liapounov, Stabilité de-- Algorithmes génétiques En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?isnumber=4282101&arnumber=4285714 [...] [article] Development of Lyapunov-based genetic algorithm control for linear piezoelectric ceramic motor drive [texte imprimé] / Rong-Jong Wai, Auteur ; Tu, Ching-Hsiang, Auteur . - 2566-2582 p. Electronique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°5 (Octobre 2007) . - 2566-2582 p. Mots-clés : Backstepping  control  (BSC)  Genetic  algorithm  (GA)  Hybride  resonant  inverter  Linear  piezolectric  ceramic  motor  (LPCM)  Lyapunov  stablity  analysis  Commande  de  progression  arrière  Algorithme  génétique  Inverseur  résonnant  hybride  Moteur  en  céramique  piezolectric  linéaire  Analyse  de  stablity  de  Lyapunov Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : In general, the role of genetic algorithm (GA) is operated offline as a minor compensator or tuner in the control engineering because the systematic design and the latent stability problem of a GA-based control scheme are required to be solved. This paper originally designs a Lyapunov-based GA control (LGAC) scheme, and it applies for a practical control engineering example of the online motion control of a linear piezoelectric ceramic motor driven by a hybrid resonant inverter. In this control scheme, a GA control system via backstepping design technique is utilized to be the major controller, and adaptation laws derived from Lyapunov stability analyses are manipulated to adjust appropriate evolutionary steps. As a result, the system stability can be guaranteed directly without strict constraint conditions and detailed system knowledge. The effectiveness of the proposed drive and control system is verified by experimental results in the presence of uncertainties. From the measured results, the LGAC system performs superior high-precision motion control under wide operation range than conventional backstepping control system. Généralement le rôle de l'algorithme génétique (GA) est actionné en différé comme compensateur ou tuner mineur dans l'automatique parce que la conception systématique et le problème latent de stabilité d'un arrangement de commande GA-basé sont exigés pour être résolus. Ce document conçoit à l'origine un arrangement Lyapunov-basé de la commande de GA (LGAC), et il s'applique pour un exemple pratique d'automatique de la commande de mouvement en ligne d'un entraîné par un moteur électrique en céramique piézoélectrique linéaire par un inverseur résonnant hybride. Dans cet arrangement de commande, un système de contrôle de GA par l'intermédiaire de technique de conception backstepping est utilisé pour être le contrôleur principal, et des lois d'adaptation dérivées des analyses de stabilité de Lyapunov sont manoeuvrées pour ajuster des étapes évolutionnaires appropriées. En conséquence, la stabilité de système peut être garantie directement sans états stricts de contrainte et connaissance détaillée de système. L'efficacité de la commande et du système de contrôle proposés est vérifiée par des résultats expérimentaux en présence des incertitudes. Des résultats mesurés, le système de LGAC effectue la commande de mouvement à haute précision supérieure sous le grand choix d'opération que le système de contrôle backstepping conventionnel. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Liapounov, Stabilité de-- Algorithmes génétiques En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?isnumber=4282101&arnumber=4285714 [...]

High-Efficiency DC-DC Converter With High Voltage Gain and Reduced Switch Stress / Rong-Jong Wai in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°1 (Fevrier 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°1 (Fevrier 2007) . - 354-364 p. Titre : High-Efficiency DC-DC Converter With High Voltage Gain and Reduced Switch Stress Titre original : Convertisseur à Haute Efficacité de DC-DC avec le Gain à Haute Tension et l'Effort Réduit de Commutateur Type de document : texte imprimé Auteurs : Rong-Jong Wai, Auteur ; Chung-You Lin, Auteur ; Rou-Yong Duan ; Yung-Ruei Chang, Auteur Article en page(s) : 354-364 p. Note générale : Génie Electrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : DC-DC  converter  Coupled  inductor  Fuel  cell  Proton  exchange  membrane  Reverse  recovery.Convertisseur  de  DC-DC  Cellule  de  carburant  couplée  d'inducteur  Membrane  d'échange  de  proton  Rétablissement  renversé. Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : In this paper, a high-efficiency dc-dc converter with high voltage gain and reduced switch stress is proposed. Generally speaking, the utilization of a coupled inductor is useful for raising the step-up ratio of the conventional boost converter. However, the switch surge voltage may be caused by the leakage inductor so that it will result in the requirement of high-voltage-rated devices. In the proposed topology, a three-winding coupled inductor is used for providing a high voltage gain without extreme switch duty-cycle and enhancing the utility rate of magnetic core. Moreover, the energy in the leakage inductor is released directly to the output terminal for avoiding the phenomenon of circulating current and the production of switch surge voltage. In addition, the delay time formed with the cross of primary and secondary currents of the coupled inductor is manipulated to alleviate the reverse-recovery current of the output diode. It can achieve the aim of high-efficiency power conversion. Furthermore, the closed-loop control methodology is utilized in the proposed scheme to overcome the voltage drift problem of the power source under the variation of loads. Some experimental results via an example of a proton exchange membrane fuel cell power source with 250-W nominal rating are given to demonstrate the effectiveness of the proposed power conversion strategy. En cet article, on propose un convertisseur de C.C-C.C de rendement élevé avec le gain à haute tension et l'effort réduit de commutateur. D'une manière générale, l'utilisation d'un inducteur couplé est utile pour soulever le rapport d'intensification du convertisseur conventionnel de poussée. Cependant, la tension de montée subite de commutateur peut être provoquée par l'inducteur de fuite de sorte qu'elle ait comme conséquence la condition des dispositifs évalués par tension. Dans la topologie proposée, un trois-enroulement couplé inducteur est employé pour fournir un gain à haute tension sans coefficient d'utilisation extrême de commutateur et augmenter le taux de service de noyau d'aimant. D'ailleurs, l'énergie dans l'inducteur de fuite est libérée directement à la borne de rendement pour éviter le phénomène du courant de circulation et la production de la tension de montée subite de commutateur. En outre, le temps de retarder formé avec la croix des courants primaires et secondaires de l'inducteur couplé est manoeuvré pour alléger le courant de renversé-rétablissement de la diode de rendement. Il peut réaliser le but de la conversion à haute efficacité de puissance. En outre, la méthodologie de commande de boucle bloquée est utilisée dans l'arrangement proposé pour surmonter le problème de dérive de tension de la source d'énergie sous la variation des charges. Quelques résultats expérimentaux par l'intermédiaire d'un exemple d'une source d'énergie de cellules de carburant de membrane d'échange de proton avec l'estimation 250-W nominale sont donnés pour démontrer l'efficacité de la stratégie de conversion proposée de puissance. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Convertisseur En ligne : rjwai@saturn.yzu.edu.tw [article] High-Efficiency DC-DC Converter With High Voltage Gain and Reduced Switch Stress = Convertisseur à Haute Efficacité de DC-DC avec le Gain à Haute Tension et l'Effort Réduit de Commutateur [texte imprimé] / Rong-Jong Wai, Auteur ; Chung-You Lin, Auteur ; Rou-Yong Duan ; Yung-Ruei Chang, Auteur . - 354-364 p. Génie Electrique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°1 (Fevrier 2007) . - 354-364 p. Mots-clés : DC-DC  converter  Coupled  inductor  Fuel  cell  Proton  exchange  membrane  Reverse  recovery.Convertisseur  de  DC-DC  Cellule  de  carburant  couplée  d'inducteur  Membrane  d'échange  de  proton  Rétablissement  renversé. Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : In this paper, a high-efficiency dc-dc converter with high voltage gain and reduced switch stress is proposed. Generally speaking, the utilization of a coupled inductor is useful for raising the step-up ratio of the conventional boost converter. However, the switch surge voltage may be caused by the leakage inductor so that it will result in the requirement of high-voltage-rated devices. In the proposed topology, a three-winding coupled inductor is used for providing a high voltage gain without extreme switch duty-cycle and enhancing the utility rate of magnetic core. Moreover, the energy in the leakage inductor is released directly to the output terminal for avoiding the phenomenon of circulating current and the production of switch surge voltage. In addition, the delay time formed with the cross of primary and secondary currents of the coupled inductor is manipulated to alleviate the reverse-recovery current of the output diode. It can achieve the aim of high-efficiency power conversion. Furthermore, the closed-loop control methodology is utilized in the proposed scheme to overcome the voltage drift problem of the power source under the variation of loads. Some experimental results via an example of a proton exchange membrane fuel cell power source with 250-W nominal rating are given to demonstrate the effectiveness of the proposed power conversion strategy. En cet article, on propose un convertisseur de C.C-C.C de rendement élevé avec le gain à haute tension et l'effort réduit de commutateur. D'une manière générale, l'utilisation d'un inducteur couplé est utile pour soulever le rapport d'intensification du convertisseur conventionnel de poussée. Cependant, la tension de montée subite de commutateur peut être provoquée par l'inducteur de fuite de sorte qu'elle ait comme conséquence la condition des dispositifs évalués par tension. Dans la topologie proposée, un trois-enroulement couplé inducteur est employé pour fournir un gain à haute tension sans coefficient d'utilisation extrême de commutateur et augmenter le taux de service de noyau d'aimant. D'ailleurs, l'énergie dans l'inducteur de fuite est libérée directement à la borne de rendement pour éviter le phénomène du courant de circulation et la production de la tension de montée subite de commutateur. En outre, le temps de retarder formé avec la croix des courants primaires et secondaires de l'inducteur couplé est manoeuvré pour alléger le courant de renversé-rétablissement de la diode de rendement. Il peut réaliser le but de la conversion à haute efficacité de puissance. En outre, la méthodologie de commande de boucle bloquée est utilisée dans l'arrangement proposé pour surmonter le problème de dérive de tension de la source d'énergie sous la variation des charges. Quelques résultats expérimentaux par l'intermédiaire d'un exemple d'une source d'énergie de cellules de carburant de membrane d'échange de proton avec l'estimation 250-W nominale sont donnés pour démontrer l'efficacité de la stratégie de conversion proposée de puissance. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Convertisseur En ligne : rjwai@saturn.yzu.edu.tw

Motion Control of Linear Induction Motor via Petri Fuzzy Neural Network / Rong-Jong Wai in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°1 (Fevrier 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°1 (Fevrier 2007) . - 281-295 p. Titre : Motion Control of Linear Induction Motor via Petri Fuzzy Neural Network Titre original : Commande de Mouvement de Moteur à Induction Linéaire par l'Intermédiaire de Réseau Neurologique Brouillé de Pétri Type de document : texte imprimé Auteurs : Rong-Jong Wai, Auteur ; Chia-Chin Chu, Auteur Article en page(s) : 281-295 p. Note générale : Génie Electrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Fuzzy  neural  networks  (FNN)  Indirect  field-oriented  mechanism  Linear  induction  motor  (LIM)  Petri  net  (PN)  Varied  learning  rates.Réseaux  neurologiques  brouillés  Mécanisme  champ-orienté  indirect  Moteur  à  induction  linéaire  Réseau  de  Pétri  Taux  d'étude  divers. Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : This paper focuses on the development of a Petri-fuzzy-neural-network (PFNN) control for an indirect field-oriented linear-induction-motor (LIM) drive. First, an indirect field-oriented mechanism for a LIM drive is derived to preserve the decoupling control characteristic. Then, the concept of a Petri net (PN) is incorporated into a traditional FNN (TFNN) to form a new type of PFNN framework for alleviating the computation burden. Moreover, the supervised gradient descent method is used to develop the online training algorithm for the PFNN. In order to guarantee the convergence of tracking error, analytical methods based on a discrete-type Lyapunov function are proposed to determine the varied learning rates of the PFNN. With the proposed PFNN control system, the mover position of the controlled LIM drive possesses the advantages of good transient control performance and robustness to uncertainties for the tracking of periodic reference trajectories. In addition, the effectiveness of the proposed control scheme is verified by both numerical simulations and experimental results. Furthermore, the superiority of the proposed PFNN control system is indicated in comparison with the TFNN control system. Cet article se concentre sur le développement d'une commande brouillée du réseau neurologique de Pétri (PFNN) pour une commande linéaire champ-orientée indirecte du moteur à induction (LIM). D'abord, un champ indirect a orienté le mécanisme pour une commande de LIM est dérivé pour préserver la caractéristique de découplage de commande. Puis, le concept d'un réseau de Pétri (PN) est incorporé à un FNN traditionnel (TFNN) pour former un nouveau type de cadre de PFNN pour alléger le fardeau de calcul. D'ailleurs, la méthode dirigée de descente de gradient est employée pour développer l'algorithme en ligne de formation pour le PFNN. Afin de garantir la convergence de l'erreur de cheminement, on propose des méthodes analytiques basées sur un discret-type fonction de Lyapunov pour déterminer les taux de étude divers du PFNN. Avec le système de commande proposé de PFNN, la position de moteur de la commande commandée de LIM possède les avantages de la bonnes exécution et robustesse passagères de commande aux incertitudes pour le cheminement de la trajectoire périodique de référence. En outre, l'efficacité de l'arrangement proposé de commande est vérifiée par des simulations numériques et des résultats expérimentaux. En outre, la supériorité du système de commande proposé de PFNN est indiquée en comparaison du système de commande de TFNN. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 En ligne : rjwai@saturn.yzu.edu.tw, ccjue.@haotmail.com [article] Motion Control of Linear Induction Motor via Petri Fuzzy Neural Network = Commande de Mouvement de Moteur à Induction Linéaire par l'Intermédiaire de Réseau Neurologique Brouillé de Pétri [texte imprimé] / Rong-Jong Wai, Auteur ; Chia-Chin Chu, Auteur . - 281-295 p. Génie Electrique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°1 (Fevrier 2007) . - 281-295 p. Mots-clés : Fuzzy  neural  networks  (FNN)  Indirect  field-oriented  mechanism  Linear  induction  motor  (LIM)  Petri  net  (PN)  Varied  learning  rates.Réseaux  neurologiques  brouillés  Mécanisme  champ-orienté  indirect  Moteur  à  induction  linéaire  Réseau  de  Pétri  Taux  d'étude  divers. Index. décimale : 621.38 Dispositifs électroniques. Tubes à électrons. Photocellules. Accélérateurs de particules. Tubes à rayons X Résumé : This paper focuses on the development of a Petri-fuzzy-neural-network (PFNN) control for an indirect field-oriented linear-induction-motor (LIM) drive. First, an indirect field-oriented mechanism for a LIM drive is derived to preserve the decoupling control characteristic. Then, the concept of a Petri net (PN) is incorporated into a traditional FNN (TFNN) to form a new type of PFNN framework for alleviating the computation burden. Moreover, the supervised gradient descent method is used to develop the online training algorithm for the PFNN. In order to guarantee the convergence of tracking error, analytical methods based on a discrete-type Lyapunov function are proposed to determine the varied learning rates of the PFNN. With the proposed PFNN control system, the mover position of the controlled LIM drive possesses the advantages of good transient control performance and robustness to uncertainties for the tracking of periodic reference trajectories. In addition, the effectiveness of the proposed control scheme is verified by both numerical simulations and experimental results. Furthermore, the superiority of the proposed PFNN control system is indicated in comparison with the TFNN control system. Cet article se concentre sur le développement d'une commande brouillée du réseau neurologique de Pétri (PFNN) pour une commande linéaire champ-orientée indirecte du moteur à induction (LIM). D'abord, un champ indirect a orienté le mécanisme pour une commande de LIM est dérivé pour préserver la caractéristique de découplage de commande. Puis, le concept d'un réseau de Pétri (PN) est incorporé à un FNN traditionnel (TFNN) pour former un nouveau type de cadre de PFNN pour alléger le fardeau de calcul. D'ailleurs, la méthode dirigée de descente de gradient est employée pour développer l'algorithme en ligne de formation pour le PFNN. Afin de garantir la convergence de l'erreur de cheminement, on propose des méthodes analytiques basées sur un discret-type fonction de Lyapunov pour déterminer les taux de étude divers du PFNN. Avec le système de commande proposé de PFNN, la position de moteur de la commande commandée de LIM possède les avantages de la bonnes exécution et robustesse passagères de commande aux incertitudes pour le cheminement de la trajectoire périodique de référence. En outre, l'efficacité de l'arrangement proposé de commande est vérifiée par des simulations numériques et des résultats expérimentaux. En outre, la supériorité du système de commande proposé de PFNN est indiquée en comparaison du système de commande de TFNN. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 En ligne : rjwai@saturn.yzu.edu.tw, ccjue.@haotmail.com

Robust Neural-Fuzzy-Network Control for Robot Manipulator Including Actuator Dynamics / Rong-Jong Wai 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) . - 1328- 1349 p. Titre : Robust Neural-Fuzzy-Network Control for Robot Manipulator Including Actuator Dynamics Titre original : Commande Robuste de Neural-Brouillé-Réseau pour le Manipulateur de Robot Comprenant la Dynamique de Déclencheur Type de document : texte imprimé Auteurs : Rong-Jong Wai, Auteur ; Chen, Po-Chen, Auteur Article en page(s) : 1328- 1349 p. Note générale : Génie Electrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Adaptive  tuning  algorithm  DC  servo  motors  Lyapunov  stability  theorem  Neural  fuzzy  network  Robot  manipulator.Algorithme  de  accord  adaptatif  Moteurs  servo  DC  Théorème  de  stabilité  de  lyapunov  Réseau  brouillé  neural  Manipulateur  de  robot. Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper addresses the design and analysis of an intelligent control system for an$n$-link robot manipulator to achieve the high-precision position tracking. According to the concepts of mechanical geometry and motion dynamics, the dynamic model of an$n$-link robot manipulator including actuator dynamics is introduced initially. However, it is difficult to design a suitable model-based control scheme due to the uncertainties in practical applications, such as friction forces, external disturbances, and parameter variations. In order to deal with the mentioned difficulties, a robust neural-fuzzy-network control (RNFNC) system is investigated to the joint position control of an$n$-link robot manipulator for periodic motion. In this control scheme, a four-layer neural fuzzy network (NFN) is utilized for the major control role, and the adaptive tuning laws of network parameters are derived in the sense of a projection algorithm and the Lyapunov stability theorem to ensure network convergence as well as stable control performance. The merits of this model-free control scheme are that not only can the stable position tracking performance be guaranteed but also no prior system information and auxiliary control design are required in the control process. In addition, numerical simulations and experimental results of a two-link robot manipulator actuated by dc servo motors are provided to verify the effectiveness and robustness of the proposed RNFNC methodology. Cet article adresse la conception et l'analyse d'un système de commande intelligent pour que le manipulateur de robot d'an$n$-link réalise le cheminement à haute précision de position. Selon les concepts de la dynamique mécanique de la géométrie et de mouvement, le modèle dynamique du manipulateur de robot d'an$n$-link comprenant la dynamique de déclencheur est présenté au commencement. Cependant, il est difficile de concevoir un arrangement modèle-basé approprié de commande dû aux incertitudes dans des applications pratiques, telles que des forces de frottement, des perturbations externes, et des variations de paramètre. Afin de traiter les difficultés mentionnées, un système robuste de la commande de neural-brouillé-réseau (RNFNC) est étudié à la commande de position commune du manipulateur de robot d'an$n$-link pour le mouvement périodique. Dans cet arrangement de commande, un réseau brouillé neural four-layer (NFN) est utilisé pour le rôle principal de commande, et les lois de accord adaptatives des paramètres de réseau sont dérivés dans le sens d'un algorithme de projection et du théorème de stabilité de Lyapunov d'assurer la convergence de réseau aussi bien que l'exécution stable de commande. Les mérites de cet arrangement modèle-libre de commande sont qui mettent en boîte non seulement l'exécution de cheminement de position stable soient garantis mais également l'aucune information préalable de système et conception auxiliaire de commande ne sont exigées dans le procédé de commande. En outre, des simulations numériques et les résultats expérimentaux d'un manipulateur de robot de deux-lien actionné par les moteurs servo de C.C sont fournis pour vérifier l'efficacité et la robustesse de la méthodologie proposée de RNFNC. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 En ligne : rjwai@saturn.yzu.edu.tw, imbola@hotmail.com [article] Robust Neural-Fuzzy-Network Control for Robot Manipulator Including Actuator Dynamics = Commande Robuste de Neural-Brouillé-Réseau pour le Manipulateur de Robot Comprenant la Dynamique de Déclencheur [texte imprimé] / Rong-Jong Wai, Auteur ; Chen, Po-Chen, Auteur . - 1328- 1349 p. Génie Electrique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 53 N° 4 (Aout 2006) . - 1328- 1349 p. Mots-clés : Adaptive  tuning  algorithm  DC  servo  motors  Lyapunov  stability  theorem  Neural  fuzzy  network  Robot  manipulator.Algorithme  de  accord  adaptatif  Moteurs  servo  DC  Théorème  de  stabilité  de  lyapunov  Réseau  brouillé  neural  Manipulateur  de  robot. Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : This paper addresses the design and analysis of an intelligent control system for an$n$-link robot manipulator to achieve the high-precision position tracking. According to the concepts of mechanical geometry and motion dynamics, the dynamic model of an$n$-link robot manipulator including actuator dynamics is introduced initially. However, it is difficult to design a suitable model-based control scheme due to the uncertainties in practical applications, such as friction forces, external disturbances, and parameter variations. In order to deal with the mentioned difficulties, a robust neural-fuzzy-network control (RNFNC) system is investigated to the joint position control of an$n$-link robot manipulator for periodic motion. In this control scheme, a four-layer neural fuzzy network (NFN) is utilized for the major control role, and the adaptive tuning laws of network parameters are derived in the sense of a projection algorithm and the Lyapunov stability theorem to ensure network convergence as well as stable control performance. The merits of this model-free control scheme are that not only can the stable position tracking performance be guaranteed but also no prior system information and auxiliary control design are required in the control process. In addition, numerical simulations and experimental results of a two-link robot manipulator actuated by dc servo motors are provided to verify the effectiveness and robustness of the proposed RNFNC methodology. Cet article adresse la conception et l'analyse d'un système de commande intelligent pour que le manipulateur de robot d'an$n$-link réalise le cheminement à haute précision de position. Selon les concepts de la dynamique mécanique de la géométrie et de mouvement, le modèle dynamique du manipulateur de robot d'an$n$-link comprenant la dynamique de déclencheur est présenté au commencement. Cependant, il est difficile de concevoir un arrangement modèle-basé approprié de commande dû aux incertitudes dans des applications pratiques, telles que des forces de frottement, des perturbations externes, et des variations de paramètre. Afin de traiter les difficultés mentionnées, un système robuste de la commande de neural-brouillé-réseau (RNFNC) est étudié à la commande de position commune du manipulateur de robot d'an$n$-link pour le mouvement périodique. Dans cet arrangement de commande, un réseau brouillé neural four-layer (NFN) est utilisé pour le rôle principal de commande, et les lois de accord adaptatives des paramètres de réseau sont dérivés dans le sens d'un algorithme de projection et du théorème de stabilité de Lyapunov d'assurer la convergence de réseau aussi bien que l'exécution stable de commande. Les mérites de cet arrangement modèle-libre de commande sont qui mettent en boîte non seulement l'exécution de cheminement de position stable soient garantis mais également l'aucune information préalable de système et conception auxiliaire de commande ne sont exigées dans le procédé de commande. En outre, des simulations numériques et les résultats expérimentaux d'un manipulateur de robot de deux-lien actionné par les moteurs servo de C.C sont fournis pour vérifier l'efficacité et la robustesse de la méthodologie proposée de RNFNC. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 En ligne : rjwai@saturn.yzu.edu.tw, imbola@hotmail.com

Robust Petri Fuzzy-Neural-Network Control for Linear Induction Motor Drive / Rong-Jong Wai in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°1 (Fevrier 2007)

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