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in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 189-196 p.
Titre : Modeling and Identification of Hysteresis in Piezoelectric Actuators Titre original : Modelisation et Identification d'Hystérésis dans des Déclencheurs Piézoélectriques Type de document : texte imprimé Auteurs : Yeh, T. J., Auteur ; Shin-Wen, Lu, Auteur ; Ting-Ying, Wu Article en page(s) : 189-196 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Comportement hystérésis Déclancheur piézoélectrique Boucle antisymétrique Résumé : In this paper, a model and the associated identification procedure are proposed to precisely portray the hysteresis behavior in piezoelectric actuators. The model consists of basic physical elements and utilizes a Maxwell-slip structure to describe hysteresis. By analyzing the model, the influence of initial strain/charges on the hysteresis behavior is revealed. It is also found that if all the spring elements in the model are linear, the resultant hysteresis loop is anti-symmetric and does not match the experimental behavior. To account for this mismatch, a nonlinear spring element is included into the model. The constitutive relation of the nonlinear spring and the parameters of the basic elements in the model are identified from experimental data by linear programming. Simulations of the identified model indicate that the model can reproduce the major as well as the minor hysteresis loops. An inverse control is further implemented to validate the accuracy of the identified model. Experiments show that hysteresis is effectively canceled and accurate tracking of a reference trajectory is achieved.
En cet article, on propose du procédé modèle et associé d'identification pour dépeindre avec précision le comportement d'hystérésis dans des déclencheurs piézoélectriques. Le modèle se compose des éléments physiques de base et utilise Maxwell-glissent la structure pour décrire l'hystérésis. En analysant le modèle, l'influence de strain/charges initial sur le comportement d'hystérésis est indiquée. On le constate que si tous les éléments de ressort dans le modèle sont linéaires, la boucle résultante d'hystérésis est antisymmétrique et n'assortit pas également le comportement expérimental. Pour expliquer cette disparité, un élément non-linéaire de ressort est inclus dans le modèle. La relation constitutive du ressort non-linéaire et les paramètres des éléments de base dans le modèle sont identifiés des données expérimentales par la programmation linéaire. Les simulations du modèle identifié indiquent que le modèle peut reproduire le commandant aussi bien que les boucles mineures d'hystérésis. Une commande inverse est encore mise en application pour valider l'exactitude du modèle identifié. Les expériences prouvent que l'hystérésis est efficacement décommandée et le cheminement précis d'une trajectoire de référence est réalisé.En ligne : tyeh@pme.nthu.edu.tw [article] Modeling and Identification of Hysteresis in Piezoelectric Actuators = Modelisation et Identification d'Hystérésis dans des Déclencheurs Piézoélectriques [texte imprimé] / Yeh, T. J., Auteur ; Shin-Wen, Lu, Auteur ; Ting-Ying, Wu . - 189-196 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 189-196 p.
Mots-clés : Comportement hystérésis Déclancheur piézoélectrique Boucle antisymétrique Résumé : In this paper, a model and the associated identification procedure are proposed to precisely portray the hysteresis behavior in piezoelectric actuators. The model consists of basic physical elements and utilizes a Maxwell-slip structure to describe hysteresis. By analyzing the model, the influence of initial strain/charges on the hysteresis behavior is revealed. It is also found that if all the spring elements in the model are linear, the resultant hysteresis loop is anti-symmetric and does not match the experimental behavior. To account for this mismatch, a nonlinear spring element is included into the model. The constitutive relation of the nonlinear spring and the parameters of the basic elements in the model are identified from experimental data by linear programming. Simulations of the identified model indicate that the model can reproduce the major as well as the minor hysteresis loops. An inverse control is further implemented to validate the accuracy of the identified model. Experiments show that hysteresis is effectively canceled and accurate tracking of a reference trajectory is achieved.
En cet article, on propose du procédé modèle et associé d'identification pour dépeindre avec précision le comportement d'hystérésis dans des déclencheurs piézoélectriques. Le modèle se compose des éléments physiques de base et utilise Maxwell-glissent la structure pour décrire l'hystérésis. En analysant le modèle, l'influence de strain/charges initial sur le comportement d'hystérésis est indiquée. On le constate que si tous les éléments de ressort dans le modèle sont linéaires, la boucle résultante d'hystérésis est antisymmétrique et n'assortit pas également le comportement expérimental. Pour expliquer cette disparité, un élément non-linéaire de ressort est inclus dans le modèle. La relation constitutive du ressort non-linéaire et les paramètres des éléments de base dans le modèle sont identifiés des données expérimentales par la programmation linéaire. Les simulations du modèle identifié indiquent que le modèle peut reproduire le commandant aussi bien que les boucles mineures d'hystérésis. Une commande inverse est encore mise en application pour valider l'exactitude du modèle identifié. Les expériences prouvent que l'hystérésis est efficacement décommandée et le cheminement précis d'une trajectoire de référence est réalisé.En ligne : tyeh@pme.nthu.edu.tw
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 197-203 p.
Titre : Robustness Limitations in Self-Sensing Magnetic Bearings Titre original : Limitations de Robustesse dans l'Art de l'Auto-Portrait Sentant les Roulements Magnétiques Type de document : texte imprimé Auteurs : Maslen, Eric H., Auteur ; Montie, Dominick T., Auteur ; Lwasaki, Tetsuya Article en page(s) : 197-203 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Roulement magnétique Auto-portrait-sensing Lévitation Modèle non-linéaire Robustesse Résumé : Self-sensing magnetic bearings use measurements of voltage and current in electromagnets to estimate the position of a magnetically levitated object. By estimating position in this manner, explicit proximity sensors are eliminated, along with significant cost, weight, and hardware complexity. Motivated by early and discouraging experimental studies, several theoretical papers have concluded an inherent difficulty in employing self-sensing. In light of later experimental work that appears to avoid this difficulty, we argue that these conclusions may be attributed to an over-simplification in the model from which this apparent difficulty is inferred. Specifically, if a linear time-invariant (LTI) model is derived from the underlying nonlinear model by linearizing the system at a fixed equilibrium point, analysis of this LTI model leads to the incorrect conclusion that self-sensing cannot be robust. The present work establishes that, if essential features of the nonlinearity are retained by linearization along a periodic trajectory, analysis of the resulting linear periodic model predicts more acceptable levels of robustness.
Les roulements magnétiques de art de l'auto-portrait-sensing emploient des mesures de tension et de courant dans des électro-aimants pour estimer la position d'un objet par magnétisme fait de la lévitation. En estimant la position de cette manière, on élimine des capteurs de proximité explicites, avec le coût, le poids, et la complexité significatifs de matériel. Motivé près tôt et les études expérimentales de découragement, plusieurs papiers théoriques ont conclu une difficulté inhérente en utilisant art de l'auto-portrait-sensing. À la lumière d'un travail expérimental postérieur qui semble éviter cette difficulté, nous arguons du fait que ces conclusions peuvent être attribuées à une simplification exagérée dans le modèle duquel cette difficulté apparente est impliquée. Spécifiquement, si un modèle (LTI) temps-invariable linéaire est dérivé du modèle non-linéaire fondamental en linéarisant le système à un point fixe d'équilibre, l'analyse de ce modèle de LTI mène à la conclusion incorrecte que art de l'auto-portrait-sensing ne peut pas être robuste. Le travail actuel établit que, si des dispositifs essentiels de la non-linéarité sont maintenus par la linéarisation le long d'une trajectoire périodique, l'analyse du modèle périodique linéaire résultant prévoit des niveaux plus acceptables de la robustesse.En ligne : ehm7s@virginia.edu [article] Robustness Limitations in Self-Sensing Magnetic Bearings = Limitations de Robustesse dans l'Art de l'Auto-Portrait Sentant les Roulements Magnétiques [texte imprimé] / Maslen, Eric H., Auteur ; Montie, Dominick T., Auteur ; Lwasaki, Tetsuya . - 197-203 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 197-203 p.
Mots-clés : Roulement magnétique Auto-portrait-sensing Lévitation Modèle non-linéaire Robustesse Résumé : Self-sensing magnetic bearings use measurements of voltage and current in electromagnets to estimate the position of a magnetically levitated object. By estimating position in this manner, explicit proximity sensors are eliminated, along with significant cost, weight, and hardware complexity. Motivated by early and discouraging experimental studies, several theoretical papers have concluded an inherent difficulty in employing self-sensing. In light of later experimental work that appears to avoid this difficulty, we argue that these conclusions may be attributed to an over-simplification in the model from which this apparent difficulty is inferred. Specifically, if a linear time-invariant (LTI) model is derived from the underlying nonlinear model by linearizing the system at a fixed equilibrium point, analysis of this LTI model leads to the incorrect conclusion that self-sensing cannot be robust. The present work establishes that, if essential features of the nonlinearity are retained by linearization along a periodic trajectory, analysis of the resulting linear periodic model predicts more acceptable levels of robustness.
Les roulements magnétiques de art de l'auto-portrait-sensing emploient des mesures de tension et de courant dans des électro-aimants pour estimer la position d'un objet par magnétisme fait de la lévitation. En estimant la position de cette manière, on élimine des capteurs de proximité explicites, avec le coût, le poids, et la complexité significatifs de matériel. Motivé près tôt et les études expérimentales de découragement, plusieurs papiers théoriques ont conclu une difficulté inhérente en utilisant art de l'auto-portrait-sensing. À la lumière d'un travail expérimental postérieur qui semble éviter cette difficulté, nous arguons du fait que ces conclusions peuvent être attribuées à une simplification exagérée dans le modèle duquel cette difficulté apparente est impliquée. Spécifiquement, si un modèle (LTI) temps-invariable linéaire est dérivé du modèle non-linéaire fondamental en linéarisant le système à un point fixe d'équilibre, l'analyse de ce modèle de LTI mène à la conclusion incorrecte que art de l'auto-portrait-sensing ne peut pas être robuste. Le travail actuel établit que, si des dispositifs essentiels de la non-linéarité sont maintenus par la linéarisation le long d'une trajectoire périodique, l'analyse du modèle périodique linéaire résultant prévoit des niveaux plus acceptables de la robustesse.En ligne : ehm7s@virginia.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 204-215 p.
Titre : Nominal and Robust Feedforward Design With Time Domain Constraints Applied to a Wafer Stage : Conception Nominale et une Vers l'Avant Etape de Gaufrette de à de DES Contraintes de Domaine de Temps Appliquée d'avec de Robuste de Feed Titre original : Conception Nominale et Robuste de Feedforward avec des Contraintes de Domaine de Temps Appliquée à une Etape de Gaufrette Type de document : texte imprimé Auteurs : De Gelder, Edgar, Auteur ; Van Del Wal, Marc, Auteur ; Schrer, Carsten ; Hol, Camile ; Bosgra, Okko Article en page(s) : 204-215 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Contrôleur d'alimentation Système servo électromécanique Stabilisation Programmation linéaire Signal de commande Résumé : A new method is proposed to design a feedforward controller for electromechanical servo systems. The settling time is minimized by iteratively solving a linear programming problem. A bound on the amplitude of the feedforward control signal can be imposed and the McMillan degree of the controller can be fixed a priori. We choose Laguerre basis functions for the feedforward filter. Since finding the optimal pole location is very difficult, we present a computationally cheap method to determine the pole location that works well in practice. Furthermore, we show how the method can account for plant and/or reference signal uncertainty. Uncertainty in servo systems can usually be modeled by additive norm-bounded dynamic uncertainty. We will show that, because the feedforward controller is designed for a finite-time interval, we can replace the dynamic uncertainty set by a parametric one. This allows us to design a robust feedforward controller by solving an LMI problem, under the assumption that the transfer functions of the plant, sensitivity, and process sensitivity depend affinely on the uncertainty. If the uncertainty set is a finite set, which is usually the case for uncertainty in the reference profiles, the feedforward design problem reduces to a linear program. These classes of uncertainty sets are well suited to describe variations in the plant and in the reference profile of a wafer stage, which is important for the practical application of the filter. Experimental results for a wafer stage demonstrate the performance improvement compared to a standard inertia feedforward filter.
On propose une nouvelle méthode pour concevoir un contrôleur d'alimentation en avant pour les systèmes servo électromécaniques. Le temps de stabilisation est réduit au minimum en résolvant itérativement un problème de programmation linéaire. Une limite sur l'amplitude du signal de commande de feedforward peut être imposée et le degré de McMillan du contrôleur peut être fixé a priori. Nous choisissons des fonctions de base de Laguerre pour le filtre vers l'avant d'alimentation. Depuis la conclusion l'endroit optimal de poteau est très difficile, nous présentent une méthode informatique bon marché pour déterminer l'endroit de poteau qui fonctionne bien dans la pratique. En outre, nous montrons comment la méthode peut expliquer l'usine et/ou l'incertitude de signal de référence. L'incertitude dans les systèmes servo peut habituellement être modelée par l'incertitude dynamique liée par norme additive. Nous prouverons que, parce que le contrôleur vers l'avant d'alimentation est conçu pour un intervalle fini de temps, nous pouvons remplacer l'incertitude dynamique réglée par paramétrique. Ceci nous permet de concevoir un contrôleur vers l'avant d'alimentation robuste en résolvant un problème de LMI, dans la prétention que les fonctions de transfert de l'usine, de la sensibilité, et de la sensibilité de processus dépendent affinely de l'incertitude. Si l'ensemble d'incertitude est un ensemble fini, qui est habituellement le point de droit pour l'incertitude dans les profils de référence, le problème vers l'avant de conception d'alimentation réduit à un programme linéaire. Ces classes des ensembles d'incertitude sont bien convenues pour décrire des variations à l'usine et dans le profil de référence d'une étape de gaufrette, qui est importante pour l'application pratique du filtre. Les résultats expérimentaux pour une étape de gaufrette démontrent l'amélioration d'exécution comparée à une alimentation standard d'inertie filtrent en avant.[article] Nominal and Robust Feedforward Design With Time Domain Constraints Applied to a Wafer Stage = Conception Nominale et Robuste de Feedforward avec des Contraintes de Domaine de Temps Appliquée à une Etape de Gaufrette : Conception Nominale et une Vers l'Avant Etape de Gaufrette de à de DES Contraintes de Domaine de Temps Appliquée d'avec de Robuste de Feed [texte imprimé] / De Gelder, Edgar, Auteur ; Van Del Wal, Marc, Auteur ; Schrer, Carsten ; Hol, Camile ; Bosgra, Okko . - 204-215 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 204-215 p.
Mots-clés : Contrôleur d'alimentation Système servo électromécanique Stabilisation Programmation linéaire Signal de commande Résumé : A new method is proposed to design a feedforward controller for electromechanical servo systems. The settling time is minimized by iteratively solving a linear programming problem. A bound on the amplitude of the feedforward control signal can be imposed and the McMillan degree of the controller can be fixed a priori. We choose Laguerre basis functions for the feedforward filter. Since finding the optimal pole location is very difficult, we present a computationally cheap method to determine the pole location that works well in practice. Furthermore, we show how the method can account for plant and/or reference signal uncertainty. Uncertainty in servo systems can usually be modeled by additive norm-bounded dynamic uncertainty. We will show that, because the feedforward controller is designed for a finite-time interval, we can replace the dynamic uncertainty set by a parametric one. This allows us to design a robust feedforward controller by solving an LMI problem, under the assumption that the transfer functions of the plant, sensitivity, and process sensitivity depend affinely on the uncertainty. If the uncertainty set is a finite set, which is usually the case for uncertainty in the reference profiles, the feedforward design problem reduces to a linear program. These classes of uncertainty sets are well suited to describe variations in the plant and in the reference profile of a wafer stage, which is important for the practical application of the filter. Experimental results for a wafer stage demonstrate the performance improvement compared to a standard inertia feedforward filter.
On propose une nouvelle méthode pour concevoir un contrôleur d'alimentation en avant pour les systèmes servo électromécaniques. Le temps de stabilisation est réduit au minimum en résolvant itérativement un problème de programmation linéaire. Une limite sur l'amplitude du signal de commande de feedforward peut être imposée et le degré de McMillan du contrôleur peut être fixé a priori. Nous choisissons des fonctions de base de Laguerre pour le filtre vers l'avant d'alimentation. Depuis la conclusion l'endroit optimal de poteau est très difficile, nous présentent une méthode informatique bon marché pour déterminer l'endroit de poteau qui fonctionne bien dans la pratique. En outre, nous montrons comment la méthode peut expliquer l'usine et/ou l'incertitude de signal de référence. L'incertitude dans les systèmes servo peut habituellement être modelée par l'incertitude dynamique liée par norme additive. Nous prouverons que, parce que le contrôleur vers l'avant d'alimentation est conçu pour un intervalle fini de temps, nous pouvons remplacer l'incertitude dynamique réglée par paramétrique. Ceci nous permet de concevoir un contrôleur vers l'avant d'alimentation robuste en résolvant un problème de LMI, dans la prétention que les fonctions de transfert de l'usine, de la sensibilité, et de la sensibilité de processus dépendent affinely de l'incertitude. Si l'ensemble d'incertitude est un ensemble fini, qui est habituellement le point de droit pour l'incertitude dans les profils de référence, le problème vers l'avant de conception d'alimentation réduit à un programme linéaire. Ces classes des ensembles d'incertitude sont bien convenues pour décrire des variations à l'usine et dans le profil de référence d'une étape de gaufrette, qui est importante pour l'application pratique du filtre. Les résultats expérimentaux pour une étape de gaufrette démontrent l'amélioration d'exécution comparée à une alimentation standard d'inertie filtrent en avant.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 216-226 p.
Titre : Torque Control of Electrorheological Fluidic Resistive Actuators for Haptic Vehicular Instrument Controls Titre original : Commande de Couple des Déclencheurs Résistifs Hydrauliques d'Electrorheological pour des Commandes Véhiculaires Haptiques d'Instrument Type de document : texte imprimé Auteurs : Vitrani, M. A., Auteur ; Nikitczuk, J., Auteur ; Morel, G. ; Mavroidis, C. ; Weinberg, B. Article en page(s) : 216-226 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Rétroaction Homme-véhicule Conducteur Boucle bloquée Fluide électro-rhéologique Viscosité Cisailement Contrôleur Résumé : Force-feedback mechanisms have been designed to simplify and enhance the human-vehicle interface. The increase in secondary controls within vehicle cockpits has created a desire for a simpler, more efficient human-vehicle interface. By consolidating various controls into a single, haptic feedback control device, information can be transmitted to the operator, without requiring the driver's visual attention. In this paper, the experimental closed loop torque control of electro-rheological fluids (ERF) based resistive actuators for haptic applications is performed. ERFs are liquids that respond mechanically to electric fields by changing their properties, such as viscosity and shear stress electroactively. Using the electrically controlled rheological properties of ERFs, we developed resistive-actuators for haptic devices that can resist human operator forces in a controlled and tunable fashion. In this study, the ERF resistive-actuator analytical model is derived and experimentally verified and accurate closed loop torque control is experimentally achieved using a non-linear proportional integral controller with a feedforward loop.
des mécanismes de Force-rétroaction ont été conçus pour simplifier et augmenter l'interface de humain-véhicule. L'augmentation des commandes secondaires dans des habitacles de véhicule a créé un désir pour une interface plus simple et plus efficace de humain-véhicule. En consolidant de diverses commandes dans un simple, le dispositif haptique de commande de rétroaction, l'information peut être communiqué à l'opérateur, sans exiger l'attention visuelle du conducteur. En cet article, la commande expérimentale de couple de boucle bloquée des fluides électro-rhéologiques (ERF) a basé les déclencheurs résistifs pour des applications haptiques est exécutée. ERFs sont des liquides qui répondent mécaniquement aux champs électriques en changeant leurs propriétés, telles que l'effort de viscosité et de cisaillement electroactif. En utilisant les propriétés rhéologiques électriquement commandées d'ERFs, nous avons développé des résistif-déclencheurs pour les dispositifs haptiques qui peuvent résister à des forces d'opérateur humain d'une mode commandée et réglable. Dans cette étude, le modèle analytique de résistif-déclencheur d'ERF est dérivé et la commande expérimentalement vérifiée et précise de couple de boucle bloquée est expérimentalement réalisée en utilisant un contrôleur intégral proportionnel non linéaire avec une boucle de feedforward.En ligne : morel@robot.jussieu.fr [article] Torque Control of Electrorheological Fluidic Resistive Actuators for Haptic Vehicular Instrument Controls = Commande de Couple des Déclencheurs Résistifs Hydrauliques d'Electrorheological pour des Commandes Véhiculaires Haptiques d'Instrument [texte imprimé] / Vitrani, M. A., Auteur ; Nikitczuk, J., Auteur ; Morel, G. ; Mavroidis, C. ; Weinberg, B. . - 216-226 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 216-226 p.
Mots-clés : Rétroaction Homme-véhicule Conducteur Boucle bloquée Fluide électro-rhéologique Viscosité Cisailement Contrôleur Résumé : Force-feedback mechanisms have been designed to simplify and enhance the human-vehicle interface. The increase in secondary controls within vehicle cockpits has created a desire for a simpler, more efficient human-vehicle interface. By consolidating various controls into a single, haptic feedback control device, information can be transmitted to the operator, without requiring the driver's visual attention. In this paper, the experimental closed loop torque control of electro-rheological fluids (ERF) based resistive actuators for haptic applications is performed. ERFs are liquids that respond mechanically to electric fields by changing their properties, such as viscosity and shear stress electroactively. Using the electrically controlled rheological properties of ERFs, we developed resistive-actuators for haptic devices that can resist human operator forces in a controlled and tunable fashion. In this study, the ERF resistive-actuator analytical model is derived and experimentally verified and accurate closed loop torque control is experimentally achieved using a non-linear proportional integral controller with a feedforward loop.
des mécanismes de Force-rétroaction ont été conçus pour simplifier et augmenter l'interface de humain-véhicule. L'augmentation des commandes secondaires dans des habitacles de véhicule a créé un désir pour une interface plus simple et plus efficace de humain-véhicule. En consolidant de diverses commandes dans un simple, le dispositif haptique de commande de rétroaction, l'information peut être communiqué à l'opérateur, sans exiger l'attention visuelle du conducteur. En cet article, la commande expérimentale de couple de boucle bloquée des fluides électro-rhéologiques (ERF) a basé les déclencheurs résistifs pour des applications haptiques est exécutée. ERFs sont des liquides qui répondent mécaniquement aux champs électriques en changeant leurs propriétés, telles que l'effort de viscosité et de cisaillement electroactif. En utilisant les propriétés rhéologiques électriquement commandées d'ERFs, nous avons développé des résistif-déclencheurs pour les dispositifs haptiques qui peuvent résister à des forces d'opérateur humain d'une mode commandée et réglable. Dans cette étude, le modèle analytique de résistif-déclencheur d'ERF est dérivé et la commande expérimentalement vérifiée et précise de couple de boucle bloquée est expérimentalement réalisée en utilisant un contrôleur intégral proportionnel non linéaire avec une boucle de feedforward.En ligne : morel@robot.jussieu.fr
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 227-235 p.
Titre : Output Feedback Neural Network Adaptive Robust Control With Application to Linear Motor Drive System Titre original : Commande Robuste Adaptative de Réseau Neurologique de Rétroaction de Rendement avec l'Application au Système Linéaire d'Entraînement de Moteur Type de document : texte imprimé Auteurs : Gong, J. O., Auteur ; Yao, Bin, Auteur Article en page(s) : 227-235 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Réseau neurologique Conception robuste adaptive Rétroaction Système non-linéaire Observateur à gain élevé Réseau neurologique multicouche Projection discontinue Cheminement asymptotique Résumé : In this paper, neural networks (NNs) and adaptive robust control design method are integrated to design a performance oriented control law with only output feedback for a class of single-input-single-output nth order nonlinear systems in a normal form. The nonlinearities in the system include repeatable unknown nonlinearities and nonrepeatable unknown nonlinearities such as external disturbances. In addition, unknown nonlinearities can exist in the control input channel as well. A high-gain observer is employed to estimate the states of system. All unknown but repeatable nonlinear functions are approximated by the outputs of multilayer neural networks with the estimated states as inputs to achieve a better model compensation. All NN weights are tuned on-line. In order to avoid possible divergence of on-line tuning, discontinuous projections with fictitious bounds are used in the weight adjusting law to make sure that all the weights are adapted within a prescribed range. Theoretically, the resulting controller achieves a guaranteed output tracking transient performance and a guaranteed final tracking accuracy in general. Certain robust control terms is then constructed to effectively attenuate various model uncertainties and estimate errors. Furthermore, if all the states are available and the unknown nonlinear functions are in the functional ranges of the neural networks, an asymptotic output tracking is also achieved to retain the perfect learning capability of NNs in the ideal situation provided that the ideal NN weights fall within the prescribed range. The output feedback neural network adaptive robust control is then applied to the control of a linear motor drive system. Experiments are carried out to show the effectiveness of the proposed algorithm and the excellent output tracking performance.
En cet article, des réseaux neurologiques (NNs) et la méthode de conception robuste adaptative de commande sont intégrés pour concevoir une exécution orientée loi de commande avec seulement la rétroaction de rendement pour une classe des systèmes non-linéaires du nième ordre de simple-entrée-simple-rendement sous une forme normale. Les non-linéarités dans le système incluent des non-linéarités inconnues qu'on peut répéter et des non-linéarités inconnues nonrepeatable telles que des perturbations externes. En outre, les non-linéarités inconnues peuvent exister dans le canal d'entrée de commande aussi bien. Un observateur à gain élevé est employé pour estimer les états de système. Des fonctions non-linéaires tout inconnues mais qu'on peut répéter sont rapprochées par les sorties des réseaux neurologiques multicouche avec les états estimés comme entrées pour réaliser une meilleure compensation modèle. Tous les poids de NN sont accordés en ligne. Afin d'éviter la divergence possible en ligne de l'accord, des projections discontinues avec les limites factices sont employées dans le poids ajustant la loi pour s'assurer que tous les poids sont adaptés dans une marge prescrite. Théoriquement, le contrôleur résultant réalise une exécution passagère de cheminement garantie de rendement et une exactitude de cheminement finale garantie en général. Certaines limites robustes de commande est alors construites pour atténuer efficacement de diverses incertitudes modèles et pour estimer des erreurs. En outre, si tous les états sont disponibles et les fonctions non-linéaires inconnues sont dans les gammes fonctionnelles des réseaux neurologiques, un cheminement asymptotique de rendement est également réalisé pour maintenir les possibilités d'étude parfaites de NNs dans la situation idéale à condition que les poids idéaux de NN fassent partie de la marge prescrite. La commande robuste adaptative de réseau neurologique de rétroaction de rendement est alors appliquée à la commande d'un système linéaire d'entraînement de moteur. Des expériences sont effectuées pour montrer l'efficacité de l'algorithme proposé et de l'exécution de cheminement d'excellent rendement.En ligne : byao@purdue.edu [article] Output Feedback Neural Network Adaptive Robust Control With Application to Linear Motor Drive System = Commande Robuste Adaptative de Réseau Neurologique de Rétroaction de Rendement avec l'Application au Système Linéaire d'Entraînement de Moteur [texte imprimé] / Gong, J. O., Auteur ; Yao, Bin, Auteur . - 227-235 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 227-235 p.
Mots-clés : Réseau neurologique Conception robuste adaptive Rétroaction Système non-linéaire Observateur à gain élevé Réseau neurologique multicouche Projection discontinue Cheminement asymptotique Résumé : In this paper, neural networks (NNs) and adaptive robust control design method are integrated to design a performance oriented control law with only output feedback for a class of single-input-single-output nth order nonlinear systems in a normal form. The nonlinearities in the system include repeatable unknown nonlinearities and nonrepeatable unknown nonlinearities such as external disturbances. In addition, unknown nonlinearities can exist in the control input channel as well. A high-gain observer is employed to estimate the states of system. All unknown but repeatable nonlinear functions are approximated by the outputs of multilayer neural networks with the estimated states as inputs to achieve a better model compensation. All NN weights are tuned on-line. In order to avoid possible divergence of on-line tuning, discontinuous projections with fictitious bounds are used in the weight adjusting law to make sure that all the weights are adapted within a prescribed range. Theoretically, the resulting controller achieves a guaranteed output tracking transient performance and a guaranteed final tracking accuracy in general. Certain robust control terms is then constructed to effectively attenuate various model uncertainties and estimate errors. Furthermore, if all the states are available and the unknown nonlinear functions are in the functional ranges of the neural networks, an asymptotic output tracking is also achieved to retain the perfect learning capability of NNs in the ideal situation provided that the ideal NN weights fall within the prescribed range. The output feedback neural network adaptive robust control is then applied to the control of a linear motor drive system. Experiments are carried out to show the effectiveness of the proposed algorithm and the excellent output tracking performance.
En cet article, des réseaux neurologiques (NNs) et la méthode de conception robuste adaptative de commande sont intégrés pour concevoir une exécution orientée loi de commande avec seulement la rétroaction de rendement pour une classe des systèmes non-linéaires du nième ordre de simple-entrée-simple-rendement sous une forme normale. Les non-linéarités dans le système incluent des non-linéarités inconnues qu'on peut répéter et des non-linéarités inconnues nonrepeatable telles que des perturbations externes. En outre, les non-linéarités inconnues peuvent exister dans le canal d'entrée de commande aussi bien. Un observateur à gain élevé est employé pour estimer les états de système. Des fonctions non-linéaires tout inconnues mais qu'on peut répéter sont rapprochées par les sorties des réseaux neurologiques multicouche avec les états estimés comme entrées pour réaliser une meilleure compensation modèle. Tous les poids de NN sont accordés en ligne. Afin d'éviter la divergence possible en ligne de l'accord, des projections discontinues avec les limites factices sont employées dans le poids ajustant la loi pour s'assurer que tous les poids sont adaptés dans une marge prescrite. Théoriquement, le contrôleur résultant réalise une exécution passagère de cheminement garantie de rendement et une exactitude de cheminement finale garantie en général. Certaines limites robustes de commande est alors construites pour atténuer efficacement de diverses incertitudes modèles et pour estimer des erreurs. En outre, si tous les états sont disponibles et les fonctions non-linéaires inconnues sont dans les gammes fonctionnelles des réseaux neurologiques, un cheminement asymptotique de rendement est également réalisé pour maintenir les possibilités d'étude parfaites de NNs dans la situation idéale à condition que les poids idéaux de NN fassent partie de la marge prescrite. La commande robuste adaptative de réseau neurologique de rétroaction de rendement est alors appliquée à la commande d'un système linéaire d'entraînement de moteur. Des expériences sont effectuées pour montrer l'efficacité de l'algorithme proposé et de l'exécution de cheminement d'excellent rendement.En ligne : byao@purdue.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 236-
Titre : Reliability Indexed Sensor Fusion and Its Application to Vehicle Velocity Estimation Titre original : Fiabilité Classéé à la Fusion de Sonde et son Application sur l'Evaluation de Vitesse de Véhicule Type de document : texte imprimé Auteurs : Hyeongcheol, Lee, Auteur Article en page(s) : 236- Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Sonde Fusion Fiabilité Vitesse Technique RISF Résumé : Reliability indexed sensor fusion (RISF) is a new estimation techique which uses process and measurement noise covariances as the reliability index in an adaptive Kalman filter framework. In RISF, noise covariances are assumed to be highly uncertain and determined by engineering knowledge. The uniform boundedness of the RISF with incorrect noise covariances is proved in the sense that the error covariance is bounded if specified conditions are satisfied. The RISF technique is then applied to the vehicle longitudinal and lateral velocity estimation. Multiple sensors, such as the whell speed sensors, the accelerometers, the yaw rate sensor, and the steering angle sensor, are used for the velocity estimation. Test results show the accuracy of the vehicle velocity estimation by the proposed RISF technique.
La fusion de sonde classée par fiabilité (RISF) est une nouvelle technique d'évaluation qui emploie des covariances de bruit de processus et de mesure comme index de fiabilité dans un Kalman adaptatif filtrent le cadre. Dans RISF, des covariances de bruit sont assumées pour être fortement incertaines et déterminées en machinant la connaissance. Le boundedness uniforme du RISF avec des covariances incorrectes de bruit est prouvé dans le sens que la covariance d'erreur est liée si des conditions indiquées sont satisfaites. La technique de RISF est alors appliquée à l'évaluation longitudinale et latérale du véhicule de vitesse. Des sondes multiples, telles que les sondes de vitesse de whell, les accéléromètres, la sonde de taux de lacet, et la sonde d'angle de direction, sont utilisées pour l'évaluation de vitesse. Les résultats d'essai montrent l'exactitude de l'évaluation de vitesse de véhicule par la technique proposée de RISF.[article] Reliability Indexed Sensor Fusion and Its Application to Vehicle Velocity Estimation = Fiabilité Classéé à la Fusion de Sonde et son Application sur l'Evaluation de Vitesse de Véhicule [texte imprimé] / Hyeongcheol, Lee, Auteur . - 236-.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 236-
Mots-clés : Sonde Fusion Fiabilité Vitesse Technique RISF Résumé : Reliability indexed sensor fusion (RISF) is a new estimation techique which uses process and measurement noise covariances as the reliability index in an adaptive Kalman filter framework. In RISF, noise covariances are assumed to be highly uncertain and determined by engineering knowledge. The uniform boundedness of the RISF with incorrect noise covariances is proved in the sense that the error covariance is bounded if specified conditions are satisfied. The RISF technique is then applied to the vehicle longitudinal and lateral velocity estimation. Multiple sensors, such as the whell speed sensors, the accelerometers, the yaw rate sensor, and the steering angle sensor, are used for the velocity estimation. Test results show the accuracy of the vehicle velocity estimation by the proposed RISF technique.
La fusion de sonde classée par fiabilité (RISF) est une nouvelle technique d'évaluation qui emploie des covariances de bruit de processus et de mesure comme index de fiabilité dans un Kalman adaptatif filtrent le cadre. Dans RISF, des covariances de bruit sont assumées pour être fortement incertaines et déterminées en machinant la connaissance. Le boundedness uniforme du RISF avec des covariances incorrectes de bruit est prouvé dans le sens que la covariance d'erreur est liée si des conditions indiquées sont satisfaites. La technique de RISF est alors appliquée à l'évaluation longitudinale et latérale du véhicule de vitesse. Des sondes multiples, telles que les sondes de vitesse de whell, les accéléromètres, la sonde de taux de lacet, et la sonde d'angle de direction, sont utilisées pour l'évaluation de vitesse. Les résultats d'essai montrent l'exactitude de l'évaluation de vitesse de véhicule par la technique proposée de RISF.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 244-250 p.
Titre : Feedback Control of Braking Deceleration on Railway Vehicle Titre original : Commande de Rétroaction de la Décélération Freinante sur le Véhicule Ferroviaire Type de document : texte imprimé Auteurs : Masanobu, Nankyo, Auteur ; Ishihara, Tadashi, Auteur ; Inooka, Hikaru Article en page(s) : 244-250 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Vitesse Densité Véhicule férroviere Fréinage Frottement Pression pneumatique Elémént non-linéaire Décélération Controleur Résumé : An increase of the deceleration in high-speed and high-density train operations degrades riding comfort and frequently causes wheel skids. This requires an introduction of the control technology to upgrade the control performance of brake systems on railway vehicles. We are now studying control methods for a mechanical brake that uses friction and pneumatic pressure, including nonlinear elements as the basis of a brake force. Furthermore, the system itself has certain "dead time," which is not negligible and makes control difficult. One of our targets is to develop a brake control device that can control the deceleration in accordance with a decelerating pattern that optimizes the riding comfort of trains and prevents wheel skids. In this paper, a design method of the controller for the deceleration tracking control and the system compensating the dead time are proposed. Finally, the effects of them are confirmed through computer simulations and experimental results on a dynamo test stand.
Une augmentation de la décélération des opérations à grande vitesse et à haute densité de trains dégrade le confort d'équitation et cause fréquemment des dérapages de roue. Ceci exige d'une introduction de la technologie de commande d'améliorer l'exécution de commande des circuits de freinage sur les véhicules ferroviaires. Nous étudions maintenant des méthodes de contrôle pour un frein mécanique qui emploie le frottement et la pression pneumatique, y compris les éléments non-linéaires comme base d'une force de frein. En outre, le système lui-même a certain "temps mort," qui n'est pas négligeable et ne rend pas la commande difficile. Une de nos cibles doit développer un dispositif de commande de frein qui peut commander la décélération selon un modèle de ralentissement qui optimise le confort d'équitation des trains et empêche des dérapages de roue. En cet article, on propose une méthode de conception du contrôleur pour la commande de cheminement de décélération et le système compensant le temps mort. En conclusion, les effets de lui sont confirmés par des simulations sur ordinateur et des résultats expérimentaux sur un banc d'essai de dynamo.En ligne : nankyo@rtri.or.jp [article] Feedback Control of Braking Deceleration on Railway Vehicle = Commande de Rétroaction de la Décélération Freinante sur le Véhicule Ferroviaire [texte imprimé] / Masanobu, Nankyo, Auteur ; Ishihara, Tadashi, Auteur ; Inooka, Hikaru . - 244-250 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 244-250 p.
Mots-clés : Vitesse Densité Véhicule férroviere Fréinage Frottement Pression pneumatique Elémént non-linéaire Décélération Controleur Résumé : An increase of the deceleration in high-speed and high-density train operations degrades riding comfort and frequently causes wheel skids. This requires an introduction of the control technology to upgrade the control performance of brake systems on railway vehicles. We are now studying control methods for a mechanical brake that uses friction and pneumatic pressure, including nonlinear elements as the basis of a brake force. Furthermore, the system itself has certain "dead time," which is not negligible and makes control difficult. One of our targets is to develop a brake control device that can control the deceleration in accordance with a decelerating pattern that optimizes the riding comfort of trains and prevents wheel skids. In this paper, a design method of the controller for the deceleration tracking control and the system compensating the dead time are proposed. Finally, the effects of them are confirmed through computer simulations and experimental results on a dynamo test stand.
Une augmentation de la décélération des opérations à grande vitesse et à haute densité de trains dégrade le confort d'équitation et cause fréquemment des dérapages de roue. Ceci exige d'une introduction de la technologie de commande d'améliorer l'exécution de commande des circuits de freinage sur les véhicules ferroviaires. Nous étudions maintenant des méthodes de contrôle pour un frein mécanique qui emploie le frottement et la pression pneumatique, y compris les éléments non-linéaires comme base d'une force de frein. En outre, le système lui-même a certain "temps mort," qui n'est pas négligeable et ne rend pas la commande difficile. Une de nos cibles doit développer un dispositif de commande de frein qui peut commander la décélération selon un modèle de ralentissement qui optimise le confort d'équitation des trains et empêche des dérapages de roue. En cet article, on propose une méthode de conception du contrôleur pour la commande de cheminement de décélération et le système compensant le temps mort. En conclusion, les effets de lui sont confirmés par des simulations sur ordinateur et des résultats expérimentaux sur un banc d'essai de dynamo.En ligne : nankyo@rtri.or.jp
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 251-262 p.
Titre : Modeling and Analysis of Automatic Transmission Engagement Dynamics-Nonlinear Case Including Validation Titre original : Modélisation et Analyse de Cas Dynamique-Non-Linéaire d'Enclenchement de Transmission Automatique Comprenant la Validation Type de document : texte imprimé Auteurs : Josko, Deur, Auteur ; Jahan, Asgari, Auteur ; Hrovat, Davor Article en page(s) : 251-262 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Transmission automatique Temps non-linéaire Frottement Embrayage Enclenchement Résumé : A typical control-oriented automatic transmission model does not include some mostly nonlinear effects such as transmission component friction and backlash, Stribeck clutch friction, clutch drag, and engine block dynamics. It is shown in this paper that such a model cannot provide an accurate description of the power train dynamics during park/reverse and park/drive engagements. An analysis of the influence of various nonlinear effects on the engagement dynamic behavior is presented. The relevant nonlinear effects are incorporated in the basic power train model. The extended model is experimentally validated for typical engagement operating modes.
Un modèle commande-orienté typique de transmission automatique n'inclut pas certains effets la plupart du temps non-linéaires frottement tels que le frottement et le jeu de denture composant de transmission, de Stribeck embrayage, drague d'embrayage, et dynamique de bloc de moteur. On lui montre en cet article qu'un tel modèle ne peut pas fournir une description précise de la dynamique de moteur pendant les engagements de park/reverse et de park/drive. Une analyse de l'influence de divers effets non-linéaires sur le comportement dynamique d'enclenchement est présentée. Les effets non-linéaires appropriés sont incorporés dans le modèle de base de moteur. Le modèle prolongé est expérimentalement validé pour des modes typiques de fonctionnement d'enclenchement.En ligne : josko.deur@fsb.hr, jasgari@ford.com, dhrovat@ford.com [article] Modeling and Analysis of Automatic Transmission Engagement Dynamics-Nonlinear Case Including Validation = Modélisation et Analyse de Cas Dynamique-Non-Linéaire d'Enclenchement de Transmission Automatique Comprenant la Validation [texte imprimé] / Josko, Deur, Auteur ; Jahan, Asgari, Auteur ; Hrovat, Davor . - 251-262 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 251-262 p.
Mots-clés : Transmission automatique Temps non-linéaire Frottement Embrayage Enclenchement Résumé : A typical control-oriented automatic transmission model does not include some mostly nonlinear effects such as transmission component friction and backlash, Stribeck clutch friction, clutch drag, and engine block dynamics. It is shown in this paper that such a model cannot provide an accurate description of the power train dynamics during park/reverse and park/drive engagements. An analysis of the influence of various nonlinear effects on the engagement dynamic behavior is presented. The relevant nonlinear effects are incorporated in the basic power train model. The extended model is experimentally validated for typical engagement operating modes.
Un modèle commande-orienté typique de transmission automatique n'inclut pas certains effets la plupart du temps non-linéaires frottement tels que le frottement et le jeu de denture composant de transmission, de Stribeck embrayage, drague d'embrayage, et dynamique de bloc de moteur. On lui montre en cet article qu'un tel modèle ne peut pas fournir une description précise de la dynamique de moteur pendant les engagements de park/reverse et de park/drive. Une analyse de l'influence de divers effets non-linéaires sur le comportement dynamique d'enclenchement est présentée. Les effets non-linéaires appropriés sont incorporés dans le modèle de base de moteur. Le modèle prolongé est expérimentalement validé pour des modes typiques de fonctionnement d'enclenchement.En ligne : josko.deur@fsb.hr, jasgari@ford.com, dhrovat@ford.com
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 263-277 p.
Titre : Modeling and Analysis of Automatic Transmission Engagement Dynamics-Linear Case Titre original : Modélisation et Analyse de cas Linéaire de Dynamique d'Enclenchement de Transmission Automatique Type de document : texte imprimé Auteurs : Josko, Deur, Auteur ; Jahan, Asgari, Auteur ; Hrovat, Davor ; Kovac, Petar Article en page(s) : 263-277 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Transmission automatique Vitesse planétaire Frottement Embrayage hydraulique Convertisseur Analyse algébrique Enclenchement Simulation Résumé : A control-oriented model of a typical four-speed automatic transmission is developed by using the bond graph modeling method. The planetary gear set model utilizes the Karnopp friction model for hydraulic and one-way clutches, in order to provide a favorable computing efficiency. The full gear set model is reduced for various phases of the park/reverse and park/drive engagements. The reduced gear set models and linearized torque converter model are used as a basis for an algebraic analysis of the engagement dynamics. The analysis is originally conducted for the basic case of fully applied brake, and it is then extended by an analysis of the influence of wheel dynamics in the brake-off case. The analysis results are verified by computer simulations and experiments.
Un modèle orienté par commande d'une transmission automatique à quatre vitesses typique est développé en employant la méthode de modeler de graphique d'obligation. Le modèle réglé de vitesse planétaire utilise le modèle de frottement de Karnopp pour les embrayages hydrauliques et à sens unique, afin de fournir un taux de disponibilité favorable. Le modèle réglé de pleine vitesse est réduit pour différentes phases de l'inverse de parc et des engagements d'entraînement de parc. Les modèles réglés réduits de vitesse et le modèle linéarisé de convertisseur de couple sont employés comme base pour une analyse algébrique de la dynamique d'enclenchement. L'analyse est à l'origine conduite pour la caisse de base de frein entièrement appliqué, et elle est alors prolongée par une analyse de l'influence de la dynamique de roue dans a interrompu la caisse. Les résultats d'analyse sont vérifiés par des simulations et des expériences sur ordinateur.En ligne : josjo.deur@fsb.hr, jasgari@ford.com [article] Modeling and Analysis of Automatic Transmission Engagement Dynamics-Linear Case = Modélisation et Analyse de cas Linéaire de Dynamique d'Enclenchement de Transmission Automatique [texte imprimé] / Josko, Deur, Auteur ; Jahan, Asgari, Auteur ; Hrovat, Davor ; Kovac, Petar . - 263-277 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 263-277 p.
Mots-clés : Transmission automatique Vitesse planétaire Frottement Embrayage hydraulique Convertisseur Analyse algébrique Enclenchement Simulation Résumé : A control-oriented model of a typical four-speed automatic transmission is developed by using the bond graph modeling method. The planetary gear set model utilizes the Karnopp friction model for hydraulic and one-way clutches, in order to provide a favorable computing efficiency. The full gear set model is reduced for various phases of the park/reverse and park/drive engagements. The reduced gear set models and linearized torque converter model are used as a basis for an algebraic analysis of the engagement dynamics. The analysis is originally conducted for the basic case of fully applied brake, and it is then extended by an analysis of the influence of wheel dynamics in the brake-off case. The analysis results are verified by computer simulations and experiments.
Un modèle orienté par commande d'une transmission automatique à quatre vitesses typique est développé en employant la méthode de modeler de graphique d'obligation. Le modèle réglé de vitesse planétaire utilise le modèle de frottement de Karnopp pour les embrayages hydrauliques et à sens unique, afin de fournir un taux de disponibilité favorable. Le modèle réglé de pleine vitesse est réduit pour différentes phases de l'inverse de parc et des engagements d'entraînement de parc. Les modèles réglés réduits de vitesse et le modèle linéarisé de convertisseur de couple sont employés comme base pour une analyse algébrique de la dynamique d'enclenchement. L'analyse est à l'origine conduite pour la caisse de base de frein entièrement appliqué, et elle est alors prolongée par une analyse de l'influence de la dynamique de roue dans a interrompu la caisse. Les résultats d'analyse sont vérifiés par des simulations et des expériences sur ordinateur.En ligne : josjo.deur@fsb.hr, jasgari@ford.com
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 278-286 p.
Titre : Active Vibration Control of a Flexible Beam Using a Buckling-Type End Force Titre original : Commande Active de Vibration d'un Faisceau Flexible en Utilisant un Type de Boucle Force d'Extrémité Type de document : texte imprimé Auteurs : Nudehi, Shahin, Auteur ; Mukherjee, Ranjan, Auteur ; Shaw, Steven W. Article en page(s) : 278-286 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Force d'extrémité Vibration Amplitude modale Vibration transversale Stabilité Lyapunov Déclancheur Polarisation Résumé : In this paper, we explore the use of end forces for vibration control in structural elements. The process involves vibration measurement and observer-based estimation of modal amplitudes, which are used to determine when to apply an end load such that it will remove vibration energy from the structure. For this study, we consider transverse vibration of a cantilever beam with a buckling-type end load that can be switched between two values, both of which are below the buckling load. The stability of the control system is proven using Lyapunov stability theory and its effectiveness is demonstrated using simulations and physical experiments. It is shown that the effectiveness of the approach is affected by the bandwidth of the actuator and the attendant characteristics of the filter, the level of the control force, and the level of bias in the end force. The experiments employ a beam fitted with a cable mechanism and motor for applying the end force, and a piezoelectric patch for taking vibration measurements. It is shown that the first two modes of the beam, whose natural frequencies are less than the bandwidth of the motor, are very effectively controlled by the proposed scheme.
En cet article, nous explorons l'utilisation des forces d'extrémité pour la commande de vibration dans les éléments structuraux. Le processus comporte la mesure de vibration et l'évaluation observateur-basée des amplitudes modales, qui sont employées pour déterminer quand appliquer une charge d'extrémité tels qu'elles enlèveront l'énergie de vibration de la structure. Pour cette étude, nous considérons la vibration transversale d'un faisceau en porte-à-faux avec un boucler-type charge d'extrémité qui peut être commuté entre deux valeurs, dont toutes les deux sont au-dessous de la charge de boucle. La stabilité du système de commande est prouvée qu'en utilisant la théorie de stabilité de Lyapunov et son efficacité est démontré en utilisant des simulations et des expériences physiques. On lui montre que l'efficacité de l'approche est affectée par la largeur de bande du déclencheur et des caractéristiques propres du filtre, le niveau de la force de commande, et le niveau de la polarisation dans la force d'extrémité. Les expériences utilisent un faisceau équipé d'un mécanisme de câble et circulent en voiture pour l'application de la force d'extrémité, et une pièce rapportée piézoélectrique pour prendre des mesures de vibration. On lui montre que les deux premiers modes du faisceau, dont les fréquences normales sont moins que la largeur de bande du moteur, sont très efficacement commandés par l'arrangement proposé.En ligne : mukherji@egr.msu.edu [article] Active Vibration Control of a Flexible Beam Using a Buckling-Type End Force = Commande Active de Vibration d'un Faisceau Flexible en Utilisant un Type de Boucle Force d'Extrémité [texte imprimé] / Nudehi, Shahin, Auteur ; Mukherjee, Ranjan, Auteur ; Shaw, Steven W. . - 278-286 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 278-286 p.
Mots-clés : Force d'extrémité Vibration Amplitude modale Vibration transversale Stabilité Lyapunov Déclancheur Polarisation Résumé : In this paper, we explore the use of end forces for vibration control in structural elements. The process involves vibration measurement and observer-based estimation of modal amplitudes, which are used to determine when to apply an end load such that it will remove vibration energy from the structure. For this study, we consider transverse vibration of a cantilever beam with a buckling-type end load that can be switched between two values, both of which are below the buckling load. The stability of the control system is proven using Lyapunov stability theory and its effectiveness is demonstrated using simulations and physical experiments. It is shown that the effectiveness of the approach is affected by the bandwidth of the actuator and the attendant characteristics of the filter, the level of the control force, and the level of bias in the end force. The experiments employ a beam fitted with a cable mechanism and motor for applying the end force, and a piezoelectric patch for taking vibration measurements. It is shown that the first two modes of the beam, whose natural frequencies are less than the bandwidth of the motor, are very effectively controlled by the proposed scheme.
En cet article, nous explorons l'utilisation des forces d'extrémité pour la commande de vibration dans les éléments structuraux. Le processus comporte la mesure de vibration et l'évaluation observateur-basée des amplitudes modales, qui sont employées pour déterminer quand appliquer une charge d'extrémité tels qu'elles enlèveront l'énergie de vibration de la structure. Pour cette étude, nous considérons la vibration transversale d'un faisceau en porte-à-faux avec un boucler-type charge d'extrémité qui peut être commuté entre deux valeurs, dont toutes les deux sont au-dessous de la charge de boucle. La stabilité du système de commande est prouvée qu'en utilisant la théorie de stabilité de Lyapunov et son efficacité est démontré en utilisant des simulations et des expériences physiques. On lui montre que l'efficacité de l'approche est affectée par la largeur de bande du déclencheur et des caractéristiques propres du filtre, le niveau de la force de commande, et le niveau de la polarisation dans la force d'extrémité. Les expériences utilisent un faisceau équipé d'un mécanisme de câble et circulent en voiture pour l'application de la force d'extrémité, et une pièce rapportée piézoélectrique pour prendre des mesures de vibration. On lui montre que les deux premiers modes du faisceau, dont les fréquences normales sont moins que la largeur de bande du moteur, sont très efficacement commandés par l'arrangement proposé.En ligne : mukherji@egr.msu.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 287-296 p.
Titre : Experimental Verification of Real-Time Control for Flexible Systems With On-Off Actuators Titre original : Vérification Expérimentale de Commande en Temps Réel pour les Systèmes Flexibles avec sur Outre des Déclencheurs Type de document : texte imprimé Auteurs : Singhose, Wiliam, Auteur ; Biediger, Erika, Auteur ; Okada, Hideto ; Matunaga, Saburo Article en page(s) : 287-296 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Système flexible Déclancheur Corps rigide Vibration résiduelle Marche-arrêt de commande Amortissement Optimisation numérique Contrôleur Débattement Robustesse Sattéllite flexible Résumé : A technique for driving a flexible system with on-off actuators is presented and experimentally verified. The control system is designed to move the rigid body of a structure a desired distance without causing residual vibration in the flexible modes. The on-off control actions are described by closed-form functions of the system's natural frequency, damping ratio, actuator force-to-mass ratio, and the desired move distance. Given the closed-form equations, the control sequence can be determined in real time without the need for numerical optimization. Performance measures of the proposed controller such as speed of response, actuator effort, peak transient deflection, and robustness to modeling errors are examined. Experiments performed on a flexible satellite testbed verify the utility of the proposed method.
Une technique pour conduire un système flexible avec les déclencheurs marche-arrêt est présentée et expérimentalement vérifiée. Le système de commande est conçu pour déplacer le corps rigide d'une structure d'une distance désiré sans causer la vibration résiduelle dans les modes flexibles. Les actions marche-arrêt de commande sont décrites par des fonctions de forme close de la fréquence normale du système, de la constante d'amortissement, du rapport de la force-à-masse de déclencheur, et de la distance désirée de mouvement. Etant donné les équations de forme close, l'ordre d'exécution des instructions peut être déterminé en temps réel sans besoin d'optimisation numérique. Des mesures d'exécution du contrôleur proposé telles que la vitesse de la réponse, de l'effort de déclencheur, du débattement passager maximal, et de la robustesse à modeler des erreurs sont examinées. Les expériences ont exécuté sur un banc d'essai satellite flexible vérifient l'utilité de la méthode proposée.En ligne : majd@modares.ac.ir [article] Experimental Verification of Real-Time Control for Flexible Systems With On-Off Actuators = Vérification Expérimentale de Commande en Temps Réel pour les Systèmes Flexibles avec sur Outre des Déclencheurs [texte imprimé] / Singhose, Wiliam, Auteur ; Biediger, Erika, Auteur ; Okada, Hideto ; Matunaga, Saburo . - 287-296 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 287-296 p.
Mots-clés : Système flexible Déclancheur Corps rigide Vibration résiduelle Marche-arrêt de commande Amortissement Optimisation numérique Contrôleur Débattement Robustesse Sattéllite flexible Résumé : A technique for driving a flexible system with on-off actuators is presented and experimentally verified. The control system is designed to move the rigid body of a structure a desired distance without causing residual vibration in the flexible modes. The on-off control actions are described by closed-form functions of the system's natural frequency, damping ratio, actuator force-to-mass ratio, and the desired move distance. Given the closed-form equations, the control sequence can be determined in real time without the need for numerical optimization. Performance measures of the proposed controller such as speed of response, actuator effort, peak transient deflection, and robustness to modeling errors are examined. Experiments performed on a flexible satellite testbed verify the utility of the proposed method.
Une technique pour conduire un système flexible avec les déclencheurs marche-arrêt est présentée et expérimentalement vérifiée. Le système de commande est conçu pour déplacer le corps rigide d'une structure d'une distance désiré sans causer la vibration résiduelle dans les modes flexibles. Les actions marche-arrêt de commande sont décrites par des fonctions de forme close de la fréquence normale du système, de la constante d'amortissement, du rapport de la force-à-masse de déclencheur, et de la distance désirée de mouvement. Etant donné les équations de forme close, l'ordre d'exécution des instructions peut être déterminé en temps réel sans besoin d'optimisation numérique. Des mesures d'exécution du contrôleur proposé telles que la vitesse de la réponse, de l'effort de déclencheur, du débattement passager maximal, et de la robustesse à modeler des erreurs sont examinées. Les expériences ont exécuté sur un banc d'essai satellite flexible vérifient l'utilité de la méthode proposée.En ligne : majd@modares.ac.ir
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 297-306 p.
Titre : Neuro-Adaptive Friction Compensation for Single-Link Flexible Robots Using Serial-Gray-Box Modeling Strategy Titre original : Neuro- Compensation Adaptative de Frottement pour les Robots Flexibles de Lien Simple à l'Aide de la Boîte Grise Périodique Modelant la Stratégie Type de document : texte imprimé Auteurs : Bazaei, Ali, Auteur ; Vahid Johari, Majd, Auteur Article en page(s) : 297-306 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Approximation Lien flexible Réseau neurologique Frottement Extrapolation Lyapunov Schéma robuste Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper a previously offered black-box filtered-error neural-approximation-based control method for singularly perturbed flexible-link arms (FLA) is extended to a serial-gray-box method that assumes only the friction torques as unknown functions. Unlike the former method the knowledge of the unknown part is not used in design implementation of the fast control component. Because the neural network weights are updated adaptively the gray-box friction compensation method is applicable even when the friction functions change with time. Moreover, due to incorporation of the available first-principles knowledge into the control law the method exhibits dimensional extrapolation property with respect to nonfrictional measurable parameters of the plant. The capability of the gray-box method in the presence of static friction unmodeled dynamics are examined. Simulation results show that the proposed gray-box-based method provides better control modeling performances with less number of integrators in comparison with the black-box-based method. A procedure for determination of the parameters of the distributed mass-spring model is offered closed-form exact solutions for the equivalent deflection angle the spring coefficient the slope of the flexible-mode friction characteristic are derived. The gray-box method also works better than a newly developed Lyapunov-type controller which can be regarded as a robust control schema.
En cet article une boîte noire précédemment offerte a filtré l'erreur l'approximation que neurale basée méthode de contrôle pour les bras de lien flexibles singulièrement perturbés (FLA) est prolongée à une méthode grise périodique de boîte qui assume seulement les couples de frottement en tant que fonctions inconnues. À la différence de l'ancienne méthode la connaissance de la partie inconnue n'est pas employée dans l'exécution de conception du composant rapide de commande. Puisque les poids de réseau neurologique sont mis à jour de manière adaptative la méthode grise de compensation de frottement de boîte est applicable même lorsque les fonctions de frottement changent avec du temps. D'ailleurs, en raison de l'incorporation de la première connaissance disponible de principes dans la loi de commande la méthode présente la propriété dimensionnelle d'extrapolation en ce qui concerne des paramètres mesurables de nonfrictional de l'usine. Les possibilités de la méthode grise de boîte en présence du frottement statique unmodeled la dynamique sont examinées. Les résultats de simulation prouvent que la méthode basée par boîte grise proposée fournit à une meilleure commande modelant des exécutions moins de nombre d'intégrateurs en comparaison de la méthode basée de boîte noire. Un procédé pour la détermination des paramètres du modèle de masse distribué de ressort est offert aux solutions exactes de forme fermée pour l'angle équivalent de débattement le coefficient de ressort où la pente de la caractéristique flexible de frottement de mode sont dérivées. La méthode grise de boîte fonctionne également mieux qu'un type nouvellement développé contrôleur de Lyapunov qui peut être considéré comme un schéma robuste de commande.En ligne : majd@modares.ac.ir [article] Neuro-Adaptive Friction Compensation for Single-Link Flexible Robots Using Serial-Gray-Box Modeling Strategy = Neuro- Compensation Adaptative de Frottement pour les Robots Flexibles de Lien Simple à l'Aide de la Boîte Grise Périodique Modelant la Stratégie [texte imprimé] / Bazaei, Ali, Auteur ; Vahid Johari, Majd, Auteur . - 297-306 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 297-306 p.
Mots-clés : Approximation Lien flexible Réseau neurologique Frottement Extrapolation Lyapunov Schéma robuste Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper a previously offered black-box filtered-error neural-approximation-based control method for singularly perturbed flexible-link arms (FLA) is extended to a serial-gray-box method that assumes only the friction torques as unknown functions. Unlike the former method the knowledge of the unknown part is not used in design implementation of the fast control component. Because the neural network weights are updated adaptively the gray-box friction compensation method is applicable even when the friction functions change with time. Moreover, due to incorporation of the available first-principles knowledge into the control law the method exhibits dimensional extrapolation property with respect to nonfrictional measurable parameters of the plant. The capability of the gray-box method in the presence of static friction unmodeled dynamics are examined. Simulation results show that the proposed gray-box-based method provides better control modeling performances with less number of integrators in comparison with the black-box-based method. A procedure for determination of the parameters of the distributed mass-spring model is offered closed-form exact solutions for the equivalent deflection angle the spring coefficient the slope of the flexible-mode friction characteristic are derived. The gray-box method also works better than a newly developed Lyapunov-type controller which can be regarded as a robust control schema.
En cet article une boîte noire précédemment offerte a filtré l'erreur l'approximation que neurale basée méthode de contrôle pour les bras de lien flexibles singulièrement perturbés (FLA) est prolongée à une méthode grise périodique de boîte qui assume seulement les couples de frottement en tant que fonctions inconnues. À la différence de l'ancienne méthode la connaissance de la partie inconnue n'est pas employée dans l'exécution de conception du composant rapide de commande. Puisque les poids de réseau neurologique sont mis à jour de manière adaptative la méthode grise de compensation de frottement de boîte est applicable même lorsque les fonctions de frottement changent avec du temps. D'ailleurs, en raison de l'incorporation de la première connaissance disponible de principes dans la loi de commande la méthode présente la propriété dimensionnelle d'extrapolation en ce qui concerne des paramètres mesurables de nonfrictional de l'usine. Les possibilités de la méthode grise de boîte en présence du frottement statique unmodeled la dynamique sont examinées. Les résultats de simulation prouvent que la méthode basée par boîte grise proposée fournit à une meilleure commande modelant des exécutions moins de nombre d'intégrateurs en comparaison de la méthode basée de boîte noire. Un procédé pour la détermination des paramètres du modèle de masse distribué de ressort est offert aux solutions exactes de forme fermée pour l'angle équivalent de débattement le coefficient de ressort où la pente de la caractéristique flexible de frottement de mode sont dérivées. La méthode grise de boîte fonctionne également mieux qu'un type nouvellement développé contrôleur de Lyapunov qui peut être considéré comme un schéma robuste de commande.En ligne : majd@modares.ac.ir
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 307-318 p.
Titre : Identification of Contact Dynamics Model Parameters From Constrained Robotic Operations Titre original : Identification des Paramètres de Modèle de Dynamique de Contact des Opérations Robotiques Contraintes Type de document : texte imprimé Auteurs : Weber, M., Auteur ; Patel, K., Auteur ; Ma, O. ; Sharf, I. Article en page(s) : 307-318 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Calcul Contact Simulation Modèle mathématique Robot Sensibilité Manipulateur Index. décimale : 629.8 Résumé : With the fast advances in computing technology, contact dynamics simulations are playing a more important role in the design, verification, and operation support of space systems. The validity of computer simulation depends not only on the underlying mathematical models but also on the model parameters. This paper describes a novel strategy of identifying contact dynamics parameters based on the sensor data collected from a robot performing contact tasks. Unlike existing identification algorithms, this methodology is applicable to complex contact geometries where contact between mating objects occurs at multiple surface areas in a time-variant fashion. At the same time, the procedure requires only measurements of end-effector forces/moments and the kinematics information for the end-effector and the environment. Similarly to other methods, the solution is formulated as a linear identification problem, which can be solved with standard numerical techniques for overdetermined systems. Efficacy, precision, and sensitivity of the identification methodology are investigated in simulation with two examples: A cube sliding in a wedge and a payload/fixture combination modeled after a real space-manipulator task.
Avec les avances rapides en technologie de calcul, les simulations de dynamique de contact jouent un rôle plus important dans la conception, la vérification, et l'appui d'opération des systèmes de l'espace. La validité de la simulation sur ordinateur dépend non seulement des modèles mathématiques fondamentaux mais également des paramètres modèles. Cet article décrit une stratégie de roman d'identifier des paramètres de dynamique de contact basés sur les données de sonde rassemblées d'un robot effectuant le contact charge. À la différence des algorithmes existants d'identification, cette méthodologie est applicable aux geometries complexes de contact où le contact entre les objets joignants se produit aux superficies multiples d'une mode de variante de temps. En même temps, le procédé exige seulement des mesures des moments de forces de terminal et de l'information de cinématique pour le terminal et l'environnement. De même à d'autres méthodes, la solution est formulée comme problème linéaire d'identification, pour lequel peut être résolu avec des techniques numériques standard overdetermined des systèmes. L'efficacité, la précision, et la sensibilité de la méthodologie d'identification sont étudiées dans la simulation avec deux exemples : Un cube glissant dans une cale et une combinaison de montage de charge utile a modelé après qu'un vrai manipulateur de l'espace chargent.En ligne : inna.sharf@mcgill.ca [article] Identification of Contact Dynamics Model Parameters From Constrained Robotic Operations = Identification des Paramètres de Modèle de Dynamique de Contact des Opérations Robotiques Contraintes [texte imprimé] / Weber, M., Auteur ; Patel, K., Auteur ; Ma, O. ; Sharf, I. . - 307-318 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 307-318 p.
Mots-clés : Calcul Contact Simulation Modèle mathématique Robot Sensibilité Manipulateur Index. décimale : 629.8 Résumé : With the fast advances in computing technology, contact dynamics simulations are playing a more important role in the design, verification, and operation support of space systems. The validity of computer simulation depends not only on the underlying mathematical models but also on the model parameters. This paper describes a novel strategy of identifying contact dynamics parameters based on the sensor data collected from a robot performing contact tasks. Unlike existing identification algorithms, this methodology is applicable to complex contact geometries where contact between mating objects occurs at multiple surface areas in a time-variant fashion. At the same time, the procedure requires only measurements of end-effector forces/moments and the kinematics information for the end-effector and the environment. Similarly to other methods, the solution is formulated as a linear identification problem, which can be solved with standard numerical techniques for overdetermined systems. Efficacy, precision, and sensitivity of the identification methodology are investigated in simulation with two examples: A cube sliding in a wedge and a payload/fixture combination modeled after a real space-manipulator task.
Avec les avances rapides en technologie de calcul, les simulations de dynamique de contact jouent un rôle plus important dans la conception, la vérification, et l'appui d'opération des systèmes de l'espace. La validité de la simulation sur ordinateur dépend non seulement des modèles mathématiques fondamentaux mais également des paramètres modèles. Cet article décrit une stratégie de roman d'identifier des paramètres de dynamique de contact basés sur les données de sonde rassemblées d'un robot effectuant le contact charge. À la différence des algorithmes existants d'identification, cette méthodologie est applicable aux geometries complexes de contact où le contact entre les objets joignants se produit aux superficies multiples d'une mode de variante de temps. En même temps, le procédé exige seulement des mesures des moments de forces de terminal et de l'information de cinématique pour le terminal et l'environnement. De même à d'autres méthodes, la solution est formulée comme problème linéaire d'identification, pour lequel peut être résolu avec des techniques numériques standard overdetermined des systèmes. L'efficacité, la précision, et la sensibilité de la méthodologie d'identification sont étudiées dans la simulation avec deux exemples : Un cube glissant dans une cale et une combinaison de montage de charge utile a modelé après qu'un vrai manipulateur de l'espace chargent.En ligne : inna.sharf@mcgill.ca
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 319-329 p.
Titre : Nondiagonal QFT Controller Design for a Three-Input Three-Output Industrial Furnace Titre original : Conception de Contrôleur de Nondiagonal QFT pour une Chaudière Industrielle de Trois-Rendement Trois-Entrée Type de document : texte imprimé Auteurs : Garcia-Sanz, M., Auteur ; Barreras, M., Auteur Article en page(s) : 319-329 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Energie Température Chaudrière industrielle Rétroaction Contrôleur Fiabilité Stabilité Exploitation Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper addresses the temperature control of a three-input (power supplies) three-output (temperature sensors) industrial furnace used to manufacture large composite pieces. Due to the multivariable condition of the process, the strong interaction between the three control loops and the presence of model uncertainties, a sequential design methodology based on quantitative feedback theory is proposed to design the controllers. The methodology derives a full matrix compensator that improves reliability, stability, and control. It not only copes with furnace model uncertainties but also enhances the reference tracking and the homogeneousness of the composite piece temperature while minimizing the coupling effects among the furnace zones and the operating costs.
Cet article adresse la commande de température des trois a entré (des alimentations d'énergie) trois a produit (des sondes de température) la chaudière industrielle utilisée pour fabriquer de grands morceaux composés. En raison de l'état multivariable du processus, l'interaction forte entre les trois boucles d'avertissement et la présence des incertitudes modèles, on propose une méthodologie de conception séquentielle basée sur la théorie quantitative de rétroaction pour concevoir les contrôleurs. La méthodologie dérive un plein compensateur de matrice qui améliore la fiabilité, la stabilité, et la commande. Elle fait face non seulement aux incertitudes de modèle de four mais augmente également le cheminement de la référence et le homogeneousness de la température composée de morceau tout en réduisant au minimum les effets d'accouplement parmi les zones de four et les frais d'exploitation.En ligne : mgsanz@unavarra.es [article] Nondiagonal QFT Controller Design for a Three-Input Three-Output Industrial Furnace = Conception de Contrôleur de Nondiagonal QFT pour une Chaudière Industrielle de Trois-Rendement Trois-Entrée [texte imprimé] / Garcia-Sanz, M., Auteur ; Barreras, M., Auteur . - 319-329 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 319-329 p.
Mots-clés : Energie Température Chaudrière industrielle Rétroaction Contrôleur Fiabilité Stabilité Exploitation Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper addresses the temperature control of a three-input (power supplies) three-output (temperature sensors) industrial furnace used to manufacture large composite pieces. Due to the multivariable condition of the process, the strong interaction between the three control loops and the presence of model uncertainties, a sequential design methodology based on quantitative feedback theory is proposed to design the controllers. The methodology derives a full matrix compensator that improves reliability, stability, and control. It not only copes with furnace model uncertainties but also enhances the reference tracking and the homogeneousness of the composite piece temperature while minimizing the coupling effects among the furnace zones and the operating costs.
Cet article adresse la commande de température des trois a entré (des alimentations d'énergie) trois a produit (des sondes de température) la chaudière industrielle utilisée pour fabriquer de grands morceaux composés. En raison de l'état multivariable du processus, l'interaction forte entre les trois boucles d'avertissement et la présence des incertitudes modèles, on propose une méthodologie de conception séquentielle basée sur la théorie quantitative de rétroaction pour concevoir les contrôleurs. La méthodologie dérive un plein compensateur de matrice qui améliore la fiabilité, la stabilité, et la commande. Elle fait face non seulement aux incertitudes de modèle de four mais augmente également le cheminement de la référence et le homogeneousness de la température composée de morceau tout en réduisant au minimum les effets d'accouplement parmi les zones de four et les frais d'exploitation.En ligne : mgsanz@unavarra.es
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 330-340 p.
Titre : The Bouncing Ball Apparatus as an Experimental Tool Titre original : Appareillage de Rebondissement de Boule Comme Outil Expérimental Type de document : texte imprimé Auteurs : Kini, Ananth, Auteur ; Vincent, Thomas L., Auteur ; Paden, Brad Article en page(s) : 330-340 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Boule de rebondissement Plat sinusïdal Vibration Dynamique non-linéaire Système mécanique Comportement chaotique Carte linéaire Index. décimale : 629.8 Résumé : The bouncing ball on a sinusoidally vibrating plate exhibits a rich variety of nonlinear dynamical behavior and is one of the simplest mechanical systems to produce chaotic behavior. A computer control system is designed for output calibration, state determination, system identification, and control of a new bouncing ball apparatus designed in collaboration with Magnetic Moments. The experiments described here constitute the first research performed with the apparatus. Experimental methods are used to determine the coefficient of restitution of the ball, an extremely sensitive parameter needed for modeling and control. The coefficient of restitution is estimated using data from a stable one-cycle orbit both with and without using corresponding data from a ball map. For control purposes, two methods are used to construct linear maps. The first map is determined by collecting data directly from the apparatus. The second map is derived analytically using a high bounce approximation. The maps are used to estimate the domains of attraction to a stable one-cycle orbit. These domains of attraction are used to construct a chaotic control algorithm for driving the ball to a stable one-cycle from any initial state. Experimental results based on the chaotic control algorithm are compared and it is found that the linear map obtained directly from the data not only gives a more accurate representation of the domain of attraction, but also results in more robust control of the ball to the stable one-cycle.
La boule de rebondissement d'un plat sinusoïdal de vibration montre une variété riche de comportement dynamique non-linéaire et est l'un des systèmes mécaniques les plus simples pour produire le comportement chaotique. Un système de gestion par ordinateur est conçu pour le calibrage de rendement, la détermination d'état, l'identification de système, et la commande d'un nouvel appareillage de rebondissement de boule conçu en collaboration avec des moments magnétiques. Les expériences décrites ici constituent la première recherche effectuée avec l'appareil. Des méthodes expérimentales sont employées pour déterminer le coefficient de restitution de la boule, un paramètre extrêmement sensible requis pour modeler et la commande. Le coefficient de restitution est estimé en utilisant des données d'une orbite stable d'un-cycle avec et sans employer des données correspondantes d'une carte de boule. Pour la commande, deux méthodes sont employées pour construire les cartes linéaires. La première carte est déterminée en rassemblant des données directement à partir de l'appareil. La deuxième carte est dérivée analytiquement en utilisant une approximation élevée de rebond. Les cartes sont employées pour estimer les domaines de l'attraction à une orbite stable d'un cycle. Ces domaines d'attraction sont employés pour construire un algorithme chaotique de commande pour conduire la boule à un un cycle stable par n'importe quel état initial. Des résultats expérimentaux basés sur l'algorithme chaotique de commande sont comparés et on le constate que la carte linéaire obtenue directement à partir des données donne non seulement une représentation plus précise du domaine de l'attraction, mais a également comme conséquence une commande plus robuste de la boule à un cycle stable.En ligne : ananth_kini@rediffmail.com, paden@engineering.ucsb.edu [article] The Bouncing Ball Apparatus as an Experimental Tool = Appareillage de Rebondissement de Boule Comme Outil Expérimental [texte imprimé] / Kini, Ananth, Auteur ; Vincent, Thomas L., Auteur ; Paden, Brad . - 330-340 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 330-340 p.
Mots-clés : Boule de rebondissement Plat sinusïdal Vibration Dynamique non-linéaire Système mécanique Comportement chaotique Carte linéaire Index. décimale : 629.8 Résumé : The bouncing ball on a sinusoidally vibrating plate exhibits a rich variety of nonlinear dynamical behavior and is one of the simplest mechanical systems to produce chaotic behavior. A computer control system is designed for output calibration, state determination, system identification, and control of a new bouncing ball apparatus designed in collaboration with Magnetic Moments. The experiments described here constitute the first research performed with the apparatus. Experimental methods are used to determine the coefficient of restitution of the ball, an extremely sensitive parameter needed for modeling and control. The coefficient of restitution is estimated using data from a stable one-cycle orbit both with and without using corresponding data from a ball map. For control purposes, two methods are used to construct linear maps. The first map is determined by collecting data directly from the apparatus. The second map is derived analytically using a high bounce approximation. The maps are used to estimate the domains of attraction to a stable one-cycle orbit. These domains of attraction are used to construct a chaotic control algorithm for driving the ball to a stable one-cycle from any initial state. Experimental results based on the chaotic control algorithm are compared and it is found that the linear map obtained directly from the data not only gives a more accurate representation of the domain of attraction, but also results in more robust control of the ball to the stable one-cycle.
La boule de rebondissement d'un plat sinusoïdal de vibration montre une variété riche de comportement dynamique non-linéaire et est l'un des systèmes mécaniques les plus simples pour produire le comportement chaotique. Un système de gestion par ordinateur est conçu pour le calibrage de rendement, la détermination d'état, l'identification de système, et la commande d'un nouvel appareillage de rebondissement de boule conçu en collaboration avec des moments magnétiques. Les expériences décrites ici constituent la première recherche effectuée avec l'appareil. Des méthodes expérimentales sont employées pour déterminer le coefficient de restitution de la boule, un paramètre extrêmement sensible requis pour modeler et la commande. Le coefficient de restitution est estimé en utilisant des données d'une orbite stable d'un-cycle avec et sans employer des données correspondantes d'une carte de boule. Pour la commande, deux méthodes sont employées pour construire les cartes linéaires. La première carte est déterminée en rassemblant des données directement à partir de l'appareil. La deuxième carte est dérivée analytiquement en utilisant une approximation élevée de rebond. Les cartes sont employées pour estimer les domaines de l'attraction à une orbite stable d'un cycle. Ces domaines d'attraction sont employés pour construire un algorithme chaotique de commande pour conduire la boule à un un cycle stable par n'importe quel état initial. Des résultats expérimentaux basés sur l'algorithme chaotique de commande sont comparés et on le constate que la carte linéaire obtenue directement à partir des données donne non seulement une représentation plus précise du domaine de l'attraction, mais a également comme conséquence une commande plus robuste de la boule à un cycle stable.En ligne : ananth_kini@rediffmail.com, paden@engineering.ucsb.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 341-351 p.
Titre : The Extended Variable Structure Filter Titre original : Filtre Variable Prolongé de Structure Type de document : texte imprimé Auteurs : Habibi, Saeid, Auteur Article en page(s) : 341-351 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Filtre variable Système linéaire Modèle dynamique Méthode VSF Système non-linéaire Dérivation EVSF Robotique Résumé : In this paper, a new method for state estimation, referred to as the variable structure filter (VSF), is briefly reviewed. The VSF method is model based and has been formulated for its application to linear systems. It provides a means of explicitly defining the level of uncertainty in the dynamic model used by the filter, thus allowing for tradeoff between the performance indicators of the filter. This trade-off feature is not generally explicitly available in some of the more established concepts used for state estimation. In this paper, an extension to the VSF method for its application to nonlinear systems is proposed and referred to as the extended variable structure filter (EVSF). The derivation of EVSF and its application to a nonlinear robotic example is provided.
En cet article, une nouvelle méthode pour l'évaluation d'état, désignée sous le nom du filtre variable de structure (VSF), est brièvement passée en revue. La méthode de VSF est modèle basé et a été formulée pour son application aux systèmes linéaires. Elle fournit des moyens de définir explicitement le niveau de l'incertitude dans le modèle dynamique employé par le filtre, de ce fait laissant pour la différence entre les indicateurs d'exécution du filtre. Ce dispositif de différence n'est pas généralement explicitement disponible dans certains des concepts plus établis utilisés pour l'évaluation d'état. En cet article, une prolongation à la méthode de VSF pour son application aux systèmes non-linéaires est proposée et désigné sous le nom du filtre variable prolongé de structure (EVSF). La dérivation d'EVSF et de son application à un exemple robotique non-linéaire est fournie.En ligne : Saeid_Habibi@engr.usask.ca [article] The Extended Variable Structure Filter = Filtre Variable Prolongé de Structure [texte imprimé] / Habibi, Saeid, Auteur . - 341-351 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 341-351 p.
Mots-clés : Filtre variable Système linéaire Modèle dynamique Méthode VSF Système non-linéaire Dérivation EVSF Robotique Résumé : In this paper, a new method for state estimation, referred to as the variable structure filter (VSF), is briefly reviewed. The VSF method is model based and has been formulated for its application to linear systems. It provides a means of explicitly defining the level of uncertainty in the dynamic model used by the filter, thus allowing for tradeoff between the performance indicators of the filter. This trade-off feature is not generally explicitly available in some of the more established concepts used for state estimation. In this paper, an extension to the VSF method for its application to nonlinear systems is proposed and referred to as the extended variable structure filter (EVSF). The derivation of EVSF and its application to a nonlinear robotic example is provided.
En cet article, une nouvelle méthode pour l'évaluation d'état, désignée sous le nom du filtre variable de structure (VSF), est brièvement passée en revue. La méthode de VSF est modèle basé et a été formulée pour son application aux systèmes linéaires. Elle fournit des moyens de définir explicitement le niveau de l'incertitude dans le modèle dynamique employé par le filtre, de ce fait laissant pour la différence entre les indicateurs d'exécution du filtre. Ce dispositif de différence n'est pas généralement explicitement disponible dans certains des concepts plus établis utilisés pour l'évaluation d'état. En cet article, une prolongation à la méthode de VSF pour son application aux systèmes non-linéaires est proposée et désigné sous le nom du filtre variable prolongé de structure (EVSF). La dérivation d'EVSF et de son application à un exemple robotique non-linéaire est fournie.En ligne : Saeid_Habibi@engr.usask.ca
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 352-358 p.
Titre : Controlling Chaos by Hybrid System Based on FREN and Sliding Mode Control Titre original : Chaos de Contrôle par le Système Hybride Basé sur FREN et Glissement de la Commande de Mode Type de document : texte imprimé Auteurs : Treesatayapun, C., Auteur ; Uatrongjit, S., Auteur Article en page(s) : 352-358 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Contrôleur adaptif Système chaotique Réseau émulé Règle brouillée Stabilité Simulation numérique Carte Hénon Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents a direct adaptive controller for chaotic systems. The proposed adaptive controller is constructed using the network called fuzzy rules emulated network (FREN). FREN's structure is based on human knowledge in the form of fuzzy rules. Parameter adaptation algorithm based on the steepest descent method is presented to fine tune the controller's performance. To improve the system stability, the modified sliding mode algorithm is applied to estimate the upper and lower bounds of the control effort. The suitable control effort is generated by FREN and kept within these bounds. Some computer simulations of using the controller to control the Hénon map have been performed to demonstrate the performance of the proposed controller.
Cet article présente un contrôleur adaptatif direct pour les systèmes chaotiques. Le contrôleur adaptatif proposé est construit en utilisant le réseau appelé le réseau émulé par règles brouillées (FREN). La structure de FREN est basée sur la connaissance humaine sous forme de règles brouillées. L'algorithme d'adaptation de paramètre basé sur la méthode de descente la plus raide est présenté à fin air l'exécution du contrôleur. Pour améliorer la stabilité de système, l'algorithme coulissant modifié de mode est appliqué pour estimer les limites supérieures et inférieures de l'effort de commande. L'effort approprié de commande est produit par FREN et gardé dans ces limites. Quelques simulations sur ordinateur d'employer le contrôleur pour commander la carte de Hénon ont été effectuées pour démontrer l'exécution du contrôleur proposé.En ligne : chidentree@northcm.ac.th [article] Controlling Chaos by Hybrid System Based on FREN and Sliding Mode Control = Chaos de Contrôle par le Système Hybride Basé sur FREN et Glissement de la Commande de Mode [texte imprimé] / Treesatayapun, C., Auteur ; Uatrongjit, S., Auteur . - 352-358 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 352-358 p.
Mots-clés : Contrôleur adaptif Système chaotique Réseau émulé Règle brouillée Stabilité Simulation numérique Carte Hénon Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents a direct adaptive controller for chaotic systems. The proposed adaptive controller is constructed using the network called fuzzy rules emulated network (FREN). FREN's structure is based on human knowledge in the form of fuzzy rules. Parameter adaptation algorithm based on the steepest descent method is presented to fine tune the controller's performance. To improve the system stability, the modified sliding mode algorithm is applied to estimate the upper and lower bounds of the control effort. The suitable control effort is generated by FREN and kept within these bounds. Some computer simulations of using the controller to control the Hénon map have been performed to demonstrate the performance of the proposed controller.
Cet article présente un contrôleur adaptatif direct pour les systèmes chaotiques. Le contrôleur adaptatif proposé est construit en utilisant le réseau appelé le réseau émulé par règles brouillées (FREN). La structure de FREN est basée sur la connaissance humaine sous forme de règles brouillées. L'algorithme d'adaptation de paramètre basé sur la méthode de descente la plus raide est présenté à fin air l'exécution du contrôleur. Pour améliorer la stabilité de système, l'algorithme coulissant modifié de mode est appliqué pour estimer les limites supérieures et inférieures de l'effort de commande. L'effort approprié de commande est produit par FREN et gardé dans ces limites. Quelques simulations sur ordinateur d'employer le contrôleur pour commander la carte de Hénon ont été effectuées pour démontrer l'exécution du contrôleur proposé.En ligne : chidentree@northcm.ac.th
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 359-364 p.
Titre : Dynamics of a Basketball Rolling Around the Rim Titre original : Dynamique d'un Roulement de Basket-Ball Autour de la Jante Type de document : texte imprimé Auteurs : Liu, C. Q., Auteur ; Fang, Li, Auteur ; Huston, R. L. Article en page(s) : 359-364 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Equation dynamique Basket-ball Roulement Jante Intégration Index. décimale : 629.8 Résumé : Governing dynamical equations of motion for a basketball rolling on the rim of a basket are developed and presented. These equations form a system of five first-order, ordinary differential equations. Given suitable initial conditions, these equations are readily integrated numerically. The results of these integrations predict the success (into the basket) or failure (off the outside of the rim) of the basketball shot. A series of examples are presented. The examples show that minor changes in the initial conditions can produce major changes in the subsequent ball motion. Shooting and coaching strategies are recommended.
Des équations dynamiques régissantes du mouvement pour un roulement de basket-ball sur la jante d'un panier sont développées et présentées. Ces équations forment un système de cinq de premier ordre, équations ordinaires. Des conditions initiales appropriées données, ces équations sont aisément intégrées numériquement. Les résultats de ces intégrations prévoient le succès (dans le panier) ou l'échec (outre de l'extérieur de la jante) du projectile de basket-ball. Une série d'exemples est présentée. Les exemples prouvent que les changements mineurs des conditions initiales peuvent produire les changements principaux du mouvement suivant de boule. Le tir et l'entraînement des stratégies sont recommandés.[article] Dynamics of a Basketball Rolling Around the Rim = Dynamique d'un Roulement de Basket-Ball Autour de la Jante [texte imprimé] / Liu, C. Q., Auteur ; Fang, Li, Auteur ; Huston, R. L. . - 359-364 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 359-364 p.
Mots-clés : Equation dynamique Basket-ball Roulement Jante Intégration Index. décimale : 629.8 Résumé : Governing dynamical equations of motion for a basketball rolling on the rim of a basket are developed and presented. These equations form a system of five first-order, ordinary differential equations. Given suitable initial conditions, these equations are readily integrated numerically. The results of these integrations predict the success (into the basket) or failure (off the outside of the rim) of the basketball shot. A series of examples are presented. The examples show that minor changes in the initial conditions can produce major changes in the subsequent ball motion. Shooting and coaching strategies are recommended.
Des équations dynamiques régissantes du mouvement pour un roulement de basket-ball sur la jante d'un panier sont développées et présentées. Ces équations forment un système de cinq de premier ordre, équations ordinaires. Des conditions initiales appropriées données, ces équations sont aisément intégrées numériquement. Les résultats de ces intégrations prévoient le succès (dans le panier) ou l'échec (outre de l'extérieur de la jante) du projectile de basket-ball. Une série d'exemples est présentée. Les exemples prouvent que les changements mineurs des conditions initiales peuvent produire les changements principaux du mouvement suivant de boule. Le tir et l'entraînement des stratégies sont recommandés.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 365-370 p.
Titre : State Feedback Gain Scheduling for Linear Systems With Time-Varying Parameters Titre original : Gain de Rétroaction d'Etat Programmant pour les Systèmes Linéaires avec des Paramètres Temps-Variables Type de document : texte imprimé Auteurs : Montagner, Vincius F., Auteur ; Peres, Pedro L. D., Auteur Article en page(s) : 365-370 p. Note générale : Génia Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Rétroaction Système linéaire Temps réel Vibration Inégalité de matrice Contrôleur Temps-variable Circuit fermé Stabilité Lyapunov Stabilisation Etat quadratique Décentralisation Rétroaction Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper addresses the problem of parameter dependent state feedback control (i.e. gain scheduling) for linear systems with parameters that are assumed to be available (measured or estimated) in real time and are allowed to vary in a compact polytopic set with bounded variation rates. A new sufficient condition given in terms of linear matrix inequalities permits to determine the controller gain as an analytical function of the time-varying parameters and of a set of constant matrices. The closed-loop stability is assured by means of a parameter dependent Lyapunov function. The condition proposed encompasses the well-known quadratic stabilizability condition and allows to impose structural constraints such as decentralization to the feedback gains. Numerical examples illustrate the efficiency of the technique.
Cet article adresse le problème de la commande dépendante de rétroaction d'état de paramètre (c.-à-d. gain programmant) pour les systèmes linéaires avec les paramètres on assume que sont disponibles (mesuré ou estimé) en temps réel et est permis qui de changer dans un ensemble polytopic compact avec des taux liés de variation. Un nouvel état suffisant donné en termes de laisux linéaires d'inégalités de matrice de déterminer le gain de contrôleur comme fonction analytique des paramètres temps-variables et d'un ensemble de matrices constantes. La stabilité en circuit fermé est assurée au moyen d'une fonction dépendante de Lyapunov de paramètre. La condition proposée entoure l'état quadratique bien connu de stabilisation et laisse imposer des contraintes structurales telles que la décentralisation aux gains de rétroaction. Les exemples numériques illustrent l'efficacité de la technique.En ligne : montagne@dt.fee.unicamp.br [article] State Feedback Gain Scheduling for Linear Systems With Time-Varying Parameters = Gain de Rétroaction d'Etat Programmant pour les Systèmes Linéaires avec des Paramètres Temps-Variables [texte imprimé] / Montagner, Vincius F., Auteur ; Peres, Pedro L. D., Auteur . - 365-370 p.
Génia Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 365-370 p.
Mots-clés : Rétroaction Système linéaire Temps réel Vibration Inégalité de matrice Contrôleur Temps-variable Circuit fermé Stabilité Lyapunov Stabilisation Etat quadratique Décentralisation Rétroaction Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper addresses the problem of parameter dependent state feedback control (i.e. gain scheduling) for linear systems with parameters that are assumed to be available (measured or estimated) in real time and are allowed to vary in a compact polytopic set with bounded variation rates. A new sufficient condition given in terms of linear matrix inequalities permits to determine the controller gain as an analytical function of the time-varying parameters and of a set of constant matrices. The closed-loop stability is assured by means of a parameter dependent Lyapunov function. The condition proposed encompasses the well-known quadratic stabilizability condition and allows to impose structural constraints such as decentralization to the feedback gains. Numerical examples illustrate the efficiency of the technique.
Cet article adresse le problème de la commande dépendante de rétroaction d'état de paramètre (c.-à-d. gain programmant) pour les systèmes linéaires avec les paramètres on assume que sont disponibles (mesuré ou estimé) en temps réel et est permis qui de changer dans un ensemble polytopic compact avec des taux liés de variation. Un nouvel état suffisant donné en termes de laisux linéaires d'inégalités de matrice de déterminer le gain de contrôleur comme fonction analytique des paramètres temps-variables et d'un ensemble de matrices constantes. La stabilité en circuit fermé est assurée au moyen d'une fonction dépendante de Lyapunov de paramètre. La condition proposée entoure l'état quadratique bien connu de stabilisation et laisse imposer des contraintes structurales telles que la décentralisation aux gains de rétroaction. Les exemples numériques illustrent l'efficacité de la technique.En ligne : montagne@dt.fee.unicamp.br
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 371-378 p.
Titre : Stable Reconfigurable Generalized Predictive Control With Application to Flight Control Titre original : Commande Prédictive Généralisée par Reconfigurable Stable avec l'Application à la Commande de Vol Type de document : texte imprimé Auteurs : Jianjun, Shi, Auteur ; Soloway, Don ; Kelkar, Atul G. Article en page(s) : 371-378 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Loi prédictive Déclancheur Stabilité Optimisation non-linéaire REconfiguration Déclancheur Saturation Simulation numérique Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents the development of a multiinput multioutput generalized predictive control (GPC) law and its application to reconfigurable control design in the event of actuator saturation. The stability of the GPC control law without reconfiguration is first established using an end-point state weighting. Based on the constrained nonlinear optimization, an end-point state weighting matrix synthesis method is derived. A novel reconfiguration strategy is developed for systems that have actuator redundancy and are faced with actuator saturation type failure. An elegant reconfigurable control design is presented with stability proof. A numerical simulation using a short-period approximation model of a civil transport aircraft is presented to demonstrate the reconfigurable control architecture.
Cet article présente le développement d'une loi prédictive généralisée à sorties multiples à entrées multiples de la commande (GPC) et de son application à la conception reconfigurable de commande en cas de la saturation de déclencheur. La stabilité de la loi de commande de GPC sans reconfiguration est d'abord établie en utilisant peser d'état de limite. Basé sur l'optimisation non-linéaire contrainte, une méthode pesante de synthèse de matrice d'état de limite est dérivée. Une stratégie de reconfiguration de roman est développée pour les systèmes qui ont la redondance de déclencheur et est confrontée au type échec de saturation de déclencheur. Une conception reconfigurable élégante de commande est présentée avec la preuve de stabilité. Une simulation numérique employant un modèle d'approximation de court-période d'un avion civil de transport est présentée pour démontrer l'architecture reconfigurable de commande.En ligne : rabbitsj@iastate.edu, akelkar@iastate.edu, don@email.arc.nasa.gov [article] Stable Reconfigurable Generalized Predictive Control With Application to Flight Control = Commande Prédictive Généralisée par Reconfigurable Stable avec l'Application à la Commande de Vol [texte imprimé] / Jianjun, Shi, Auteur ; Soloway, Don ; Kelkar, Atul G. . - 371-378 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 371-378 p.
Mots-clés : Loi prédictive Déclancheur Stabilité Optimisation non-linéaire REconfiguration Déclancheur Saturation Simulation numérique Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents the development of a multiinput multioutput generalized predictive control (GPC) law and its application to reconfigurable control design in the event of actuator saturation. The stability of the GPC control law without reconfiguration is first established using an end-point state weighting. Based on the constrained nonlinear optimization, an end-point state weighting matrix synthesis method is derived. A novel reconfiguration strategy is developed for systems that have actuator redundancy and are faced with actuator saturation type failure. An elegant reconfigurable control design is presented with stability proof. A numerical simulation using a short-period approximation model of a civil transport aircraft is presented to demonstrate the reconfigurable control architecture.
Cet article présente le développement d'une loi prédictive généralisée à sorties multiples à entrées multiples de la commande (GPC) et de son application à la conception reconfigurable de commande en cas de la saturation de déclencheur. La stabilité de la loi de commande de GPC sans reconfiguration est d'abord établie en utilisant peser d'état de limite. Basé sur l'optimisation non-linéaire contrainte, une méthode pesante de synthèse de matrice d'état de limite est dérivée. Une stratégie de reconfiguration de roman est développée pour les systèmes qui ont la redondance de déclencheur et est confrontée au type échec de saturation de déclencheur. Une conception reconfigurable élégante de commande est présentée avec la preuve de stabilité. Une simulation numérique employant un modèle d'approximation de court-période d'un avion civil de transport est présentée pour démontrer l'architecture reconfigurable de commande.En ligne : rabbitsj@iastate.edu, akelkar@iastate.edu, don@email.arc.nasa.gov
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 379-390 p.
Titre : A Generalized Time-Optimal Bidirectional Scan Algorithm for Constrained Feed-Rate Optimization Titre original : Algorithme Bidirectionnel Temps-Optimal Généralisé de Balayage pour l'Optimisation Contrainte d'Alimenter-Taux Type de document : texte imprimé Auteurs : Dong, J., Auteur ; Stori, J. A., Auteur Article en page(s) : 379-390 p. Note générale : Génie Méanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Trajectoire optimale Robotique Usinage Déclancheur Méthode heuristique Algorithme Index. décimale : 629.8 Résumé : The problem of generating an optimal feed-rate trajectory has received a significant amount of attention in both the robotics and machining literature. The typical objective is to generate a minimum-time trajectory subject to constraints such as system limitations on actuator torques and accelerations. However, developing a computationally efficient solution to this problem while simultaneously guaranteeing optimality has proven challenging. The common constructive methods and optimal control approaches are computationally intensive. Heuristic methods have been proposed that reduce the computational burden but produce only near-optimal solutions with no guarantees. A two-pass feedrate optimization algorithm has been proposed previously in the literature by multiple researchers. However, no proof of optimality of the resulting solution has been provided. In this paper, the two-pass feed-rate optimization algorithm is generalized and a proof of global optimality is provided. The generalized algorithm maintains computational efficiency, and supports the incorporation of a variety of state-dependent constraints. By carefully arranging the local search steps, a globally optimal solution is achieved. Singularities, or critical points on the trajectory, which are difficult to deal with in optimal control approaches, are treated in a natural way in the generalized algorithm. A detailed proof is provided to show that the algorithm does generate a globally optimal solution under various types of constraints. Several examples are presented to illustrate the application of the algorithm.
Le problème de produire d'une trajectoire optimale d'alimenter-taux a suscité une quantité significative d'attention dans la littérature de robotique et d'usinage. L'objectif typique est de produire d'une trajectoire de minimum-temps sujet aux contraintes telles que des limitations de système sur des couples et des accélérations de déclencheur. Cependant, développer une solution informatique efficace à ce problème tout en simultanément garantissant l'optimalité a prouvé provocant. Les méthodes constructives communes et les approches optimales de commande sont informatique intensives. Des méthodes heuristiques ont été proposées qui réduisent le fardeau informatique mais produisent seulement les solutions proche-optimales sans des garanties. Des chercheurs multiples a proposé précédemment un algorithme two-pass d'optimisation de feedrate dans la littérature. Cependant, aucune preuve de l'optimalité de la solution résultante n'a été fournie. En cet article, l'algorithme two-pass d'optimisation d'alimenter-taux est généralisé et une preuve de l'optimalité globale est fournie. L'algorithme généralisé maintient l'efficacité informatique, et soutient l'incorporation d'une variété de contraintes état-dépendantes. En arrangeant soigneusement les étapes locales de recherche, une solution globalement optimale est réalisée. Des singularités, ou les points critiques sur la trajectoire, il est difficile traiter que dans des approches optimales de commande, sont traités d'une manière normale dans l'algorithme généralisé. Une preuve détaillée est fournie pour prouver que l'algorithme produit d'une solution globalement optimale sous de divers types de contraintes. Plusieurs exemples sont présentés pour illustrer l'application de l'algorithme.[article] A Generalized Time-Optimal Bidirectional Scan Algorithm for Constrained Feed-Rate Optimization = Algorithme Bidirectionnel Temps-Optimal Généralisé de Balayage pour l'Optimisation Contrainte d'Alimenter-Taux [texte imprimé] / Dong, J., Auteur ; Stori, J. A., Auteur . - 379-390 p.
Génie Méanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 379-390 p.
Mots-clés : Trajectoire optimale Robotique Usinage Déclancheur Méthode heuristique Algorithme Index. décimale : 629.8 Résumé : The problem of generating an optimal feed-rate trajectory has received a significant amount of attention in both the robotics and machining literature. The typical objective is to generate a minimum-time trajectory subject to constraints such as system limitations on actuator torques and accelerations. However, developing a computationally efficient solution to this problem while simultaneously guaranteeing optimality has proven challenging. The common constructive methods and optimal control approaches are computationally intensive. Heuristic methods have been proposed that reduce the computational burden but produce only near-optimal solutions with no guarantees. A two-pass feedrate optimization algorithm has been proposed previously in the literature by multiple researchers. However, no proof of optimality of the resulting solution has been provided. In this paper, the two-pass feed-rate optimization algorithm is generalized and a proof of global optimality is provided. The generalized algorithm maintains computational efficiency, and supports the incorporation of a variety of state-dependent constraints. By carefully arranging the local search steps, a globally optimal solution is achieved. Singularities, or critical points on the trajectory, which are difficult to deal with in optimal control approaches, are treated in a natural way in the generalized algorithm. A detailed proof is provided to show that the algorithm does generate a globally optimal solution under various types of constraints. Several examples are presented to illustrate the application of the algorithm.
Le problème de produire d'une trajectoire optimale d'alimenter-taux a suscité une quantité significative d'attention dans la littérature de robotique et d'usinage. L'objectif typique est de produire d'une trajectoire de minimum-temps sujet aux contraintes telles que des limitations de système sur des couples et des accélérations de déclencheur. Cependant, développer une solution informatique efficace à ce problème tout en simultanément garantissant l'optimalité a prouvé provocant. Les méthodes constructives communes et les approches optimales de commande sont informatique intensives. Des méthodes heuristiques ont été proposées qui réduisent le fardeau informatique mais produisent seulement les solutions proche-optimales sans des garanties. Des chercheurs multiples a proposé précédemment un algorithme two-pass d'optimisation de feedrate dans la littérature. Cependant, aucune preuve de l'optimalité de la solution résultante n'a été fournie. En cet article, l'algorithme two-pass d'optimisation d'alimenter-taux est généralisé et une preuve de l'optimalité globale est fournie. L'algorithme généralisé maintient l'efficacité informatique, et soutient l'incorporation d'une variété de contraintes état-dépendantes. En arrangeant soigneusement les étapes locales de recherche, une solution globalement optimale est réalisée. Des singularités, ou les points critiques sur la trajectoire, il est difficile traiter que dans des approches optimales de commande, sont traités d'une manière normale dans l'algorithme généralisé. Une preuve détaillée est fournie pour prouver que l'algorithme produit d'une solution globalement optimale sous de divers types de contraintes. Plusieurs exemples sont présentés pour illustrer l'application de l'algorithme.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 391-393 p.
Titre : SISO Continuous-System Reduction via Impulse Response Gramian by Iterative Formulae Titre original : Réduction Continue de Système de SISO par l'Intermédiaire de Réponse Gramian d'Impulsion par Iterative Formulae Type de document : texte imprimé Auteurs : Younseok, Choo, Auteur ; Dongmin, Kim, Auteur Article en page(s) : 391-393 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Système continu Impulsion Gramien Forme canonique Matrice Contrôlabilité Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper concerns the order reduction of single-input single-output (SISO) linear time-invariant continuous systems based on the impulse response Gramian. From the recursive relationship among the Gramians, a new formula is derived for computing the system matrix in controllability canonical form. The result is applied to the model reduction problem. Reduced models obtained approximate the reduced-order Gramians while preserving some initial time moments and Markov parameters of the original system.
Cet article concerne la réduction d'ordre (SISO) de systèmes continus temps-invariables linéaires à sortie unique à entrée unique basés sur la réponse Gramian d'impulsion. Du rapport récursif parmi le Gramians, une nouvelle formule est dérivée pour calculer la matrice de système sous la forme canonique de contrôlabilité. Le résultat est appliqué au problème modèle de réduction. Les modèles réduits ont obtenu approximatif réduire-ordre Gramians tout en préservant quelques moments de temps et paramètres initiaux de Markov du système original.En ligne : yschoo@wow.hongik.ac.kr [article] SISO Continuous-System Reduction via Impulse Response Gramian by Iterative Formulae = Réduction Continue de Système de SISO par l'Intermédiaire de Réponse Gramian d'Impulsion par Iterative Formulae [texte imprimé] / Younseok, Choo, Auteur ; Dongmin, Kim, Auteur . - 391-393 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 391-393 p.
Mots-clés : Système continu Impulsion Gramien Forme canonique Matrice Contrôlabilité Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper concerns the order reduction of single-input single-output (SISO) linear time-invariant continuous systems based on the impulse response Gramian. From the recursive relationship among the Gramians, a new formula is derived for computing the system matrix in controllability canonical form. The result is applied to the model reduction problem. Reduced models obtained approximate the reduced-order Gramians while preserving some initial time moments and Markov parameters of the original system.
Cet article concerne la réduction d'ordre (SISO) de systèmes continus temps-invariables linéaires à sortie unique à entrée unique basés sur la réponse Gramian d'impulsion. Du rapport récursif parmi le Gramians, une nouvelle formule est dérivée pour calculer la matrice de système sous la forme canonique de contrôlabilité. Le résultat est appliqué au problème modèle de réduction. Les modèles réduits ont obtenu approximatif réduire-ordre Gramians tout en préservant quelques moments de temps et paramètres initiaux de Markov du système original.En ligne : yschoo@wow.hongik.ac.kr
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 394-399 p.
Titre : Delay-Dependent gamma-Suboptimal H[infinity] Model Reduction for Neutral Systems With Time-Varying Delays Titre original : Réduction Modèle gamma-Suboptimale de Retard-dependant H[infinity] pour les Systèmes Neutres avec Temps-Changer Retarde Type de document : texte imprimé Auteurs : Qing, Wang, Auteur ; Liqian, Zhang ; Shengyuan, Xu ; Lam, James, Auteur Article en page(s) : 394-399 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Système neutre Modèle de réduction Inégalité linéaire de matrice Approche séquentielle Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper, the model reduction problem of neutral systems with time-varying delays is studied with gamma suboptimality under the H[infinity] measure. A delay-dependent bounded realness condition of the H[infinity] norm is given via linear matrix inequalities (LMIs). Based on such a condition, a sufficient condition to characterize the existence of the reduced-order models is given in terms of LMIs with inverse constraints. By employing a sequential convex optimization approach, a reduced-order model can be computed with H[infinity] error less than some prescribed scalar gamma.
En cet article, le problème modèle de réduction des systèmes neutres avec changer de temps retarde est étudié avec le suboptimality gamma sous la mesure de H[infinity ]. Un état lié dépendant de realness de retarder de la norme de H[infinity ] est donné par l'intermédiaire des inégalités linéaires de matrice (LMIs). Basé sur une telle condition, un état suffisant pour caractériser l'existence des modèles réduits d'ordre est donné en termes de LMIs avec des contraintes inverses. En utilisant une approche convexe séquentielle d'optimisation, un modèle réduit d'ordre peut être calculé avec l'erreur de H[infinity ] moins que du gamma scalaire prescrit.[article] Delay-Dependent gamma-Suboptimal H[infinity] Model Reduction for Neutral Systems With Time-Varying Delays = Réduction Modèle gamma-Suboptimale de Retard-dependant H[infinity] pour les Systèmes Neutres avec Temps-Changer Retarde [texte imprimé] / Qing, Wang, Auteur ; Liqian, Zhang ; Shengyuan, Xu ; Lam, James, Auteur . - 394-399 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 394-399 p.
Mots-clés : Système neutre Modèle de réduction Inégalité linéaire de matrice Approche séquentielle Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper, the model reduction problem of neutral systems with time-varying delays is studied with gamma suboptimality under the H[infinity] measure. A delay-dependent bounded realness condition of the H[infinity] norm is given via linear matrix inequalities (LMIs). Based on such a condition, a sufficient condition to characterize the existence of the reduced-order models is given in terms of LMIs with inverse constraints. By employing a sequential convex optimization approach, a reduced-order model can be computed with H[infinity] error less than some prescribed scalar gamma.
En cet article, le problème modèle de réduction des systèmes neutres avec changer de temps retarde est étudié avec le suboptimality gamma sous la mesure de H[infinity ]. Un état lié dépendant de realness de retarder de la norme de H[infinity ] est donné par l'intermédiaire des inégalités linéaires de matrice (LMIs). Basé sur une telle condition, un état suffisant pour caractériser l'existence des modèles réduits d'ordre est donné en termes de LMIs avec des contraintes inverses. En utilisant une approche convexe séquentielle d'optimisation, un modèle réduit d'ordre peut être calculé avec l'erreur de H[infinity ] moins que du gamma scalaire prescrit.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 400-405 p.
Titre : A Reliable Algorithm to Compute the Spectral Set of a Polytope of Polynomials to Prescribed Accuracy Titre original : Algorithme Fiable pour Calculer l'Ensemble Spectral d'un Polytope des Polynômes à l'Exactitude Prescrite Type de document : texte imprimé Auteurs : Paluri, Nataraj S. V., Auteur ; Barve, Jayesh J., Auteur Article en page(s) : 400-405 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Polytope Polymône Itération algorithmique Complexité informatique Index. décimale : 629.8 Résumé : We propose an algorithm to compute the spectral set of a polytope of polynomials. The proposed algorithm offers several key guarantees that are not available with existing techniques. It guarantees that the generated spectral set: (i) contains all the actual points, (ii) is computed to a prescribed accuracy, (iii) is computed reliably in face of all kinds of computational errors, and (iv) is computed in a finite number of algorithmic iterations. A further merit is that the computational complexity of the proposed algorithm is O(n) in contrast to O(n2) for existing techniques, where n is the degree of the polynomial. The algorithm is demonstrated on a few examples.
Nous proposons un algorithme pour calculer l'ensemble spectral d'un polytope des polynômes. L'algorithme proposé offre à plusieurs les garanties principales qui ne sont pas disponibles avec des techniques existantes. Il garantit que l'ensemble spectral produit : (i) contient tous les points réels, (ii) est calculé à une exactitude prescrite, (iii) est calculé sûrement dans le visage de toutes sortes d'erreurs informatiques, et (iv) est calculé dans un nombre fini d'itérations algorithmiques. Un autre mérite est que la complexité informatique de l'algorithme proposé est O(n) contrairement à O(n2) pour des techniques existantes, où n est le degré du polynôme. L'algorithme est démontré sur quelques exemples.En ligne : Nataraj@ee.iitb.ac.in [article] A Reliable Algorithm to Compute the Spectral Set of a Polytope of Polynomials to Prescribed Accuracy = Algorithme Fiable pour Calculer l'Ensemble Spectral d'un Polytope des Polynômes à l'Exactitude Prescrite [texte imprimé] / Paluri, Nataraj S. V., Auteur ; Barve, Jayesh J., Auteur . - 400-405 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 400-405 p.
Mots-clés : Polytope Polymône Itération algorithmique Complexité informatique Index. décimale : 629.8 Résumé : We propose an algorithm to compute the spectral set of a polytope of polynomials. The proposed algorithm offers several key guarantees that are not available with existing techniques. It guarantees that the generated spectral set: (i) contains all the actual points, (ii) is computed to a prescribed accuracy, (iii) is computed reliably in face of all kinds of computational errors, and (iv) is computed in a finite number of algorithmic iterations. A further merit is that the computational complexity of the proposed algorithm is O(n) in contrast to O(n2) for existing techniques, where n is the degree of the polynomial. The algorithm is demonstrated on a few examples.
Nous proposons un algorithme pour calculer l'ensemble spectral d'un polytope des polynômes. L'algorithme proposé offre à plusieurs les garanties principales qui ne sont pas disponibles avec des techniques existantes. Il garantit que l'ensemble spectral produit : (i) contient tous les points réels, (ii) est calculé à une exactitude prescrite, (iii) est calculé sûrement dans le visage de toutes sortes d'erreurs informatiques, et (iv) est calculé dans un nombre fini d'itérations algorithmiques. Un autre mérite est que la complexité informatique de l'algorithme proposé est O(n) contrairement à O(n2) pour des techniques existantes, où n est le degré du polynôme. L'algorithme est démontré sur quelques exemples.En ligne : Nataraj@ee.iitb.ac.in
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 406413 p.
Titre : Robust Repetitive Controller Design in Parameter Space Titre original : Conception Réitérée Robuste de Contrôleur dans l'Espace de Paramètre Type de document : texte imprimé Auteurs : Bilin Aksun, Güvenç, Auteur ; Levent, Güvenç, Auteur Article en page(s) : 406413 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Contrôleur Conception réitéré Contrôleur robuste Avion Sensibilité Stabilité robuste Méthode numérique Application servohydraulique Index. décimale : 629.8 Résumé : A new and simple robust repetitive controller design procedure in controller parameter space is presented here. The structure of the repetitive controller filters are fixed, thus, simplifying the design procedure to tuning of the fixed structure filters' parameters. This approach results in simple and physically meaningful robust controllers that are easily implementable. The design method is based on mapping frequency domain performance specifications into a chosen controller parameter plane. Weighted sensitivity (nominal performance) and weighted complementary sensitivity (robust stability) function magnitude bounds are chosen as the frequency domain specifications to be mapped into controller parameter space here. The design method is illustrated numerically in the context of a servohydraulic material testing machine application available in the literature.
Un nouveau et simple procédé de conception réitéré robuste de contrôleur dans l'espace de paramètre de contrôleur est présenté ici. La structure des filtres réitérés de contrôleur sont fixe, de ce fait, simplifiant le procédé de conception à l'accord des paramètres des filtres fixes de structure. Cette approche a comme conséquence les contrôleurs robustes simples et physiquement signicatifs qui sont facilement implantables. La méthode de conception est basée sur tracer des caractéristiques d'exécution de domaine de fréquence dans un avion choisi de paramètre de contrôleur. La sensibilité pesée (exécution nominale) et les limites complémentaires pesées de grandeur de fonction de sensibilité (stabilité robuste) sont choisies comme caractéristiques de domaine de fréquence à tracer dans l'espace de paramètre de contrôleur ici. La méthode de conception est illustrée numériquement dans le contexte d'une application servohydraulic de machine d'essai de matériaux disponible dans la littérature.[article] Robust Repetitive Controller Design in Parameter Space = Conception Réitérée Robuste de Contrôleur dans l'Espace de Paramètre [texte imprimé] / Bilin Aksun, Güvenç, Auteur ; Levent, Güvenç, Auteur . - 406413 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 406413 p.
Mots-clés : Contrôleur Conception réitéré Contrôleur robuste Avion Sensibilité Stabilité robuste Méthode numérique Application servohydraulique Index. décimale : 629.8 Résumé : A new and simple robust repetitive controller design procedure in controller parameter space is presented here. The structure of the repetitive controller filters are fixed, thus, simplifying the design procedure to tuning of the fixed structure filters' parameters. This approach results in simple and physically meaningful robust controllers that are easily implementable. The design method is based on mapping frequency domain performance specifications into a chosen controller parameter plane. Weighted sensitivity (nominal performance) and weighted complementary sensitivity (robust stability) function magnitude bounds are chosen as the frequency domain specifications to be mapped into controller parameter space here. The design method is illustrated numerically in the context of a servohydraulic material testing machine application available in the literature.
Un nouveau et simple procédé de conception réitéré robuste de contrôleur dans l'espace de paramètre de contrôleur est présenté ici. La structure des filtres réitérés de contrôleur sont fixe, de ce fait, simplifiant le procédé de conception à l'accord des paramètres des filtres fixes de structure. Cette approche a comme conséquence les contrôleurs robustes simples et physiquement signicatifs qui sont facilement implantables. La méthode de conception est basée sur tracer des caractéristiques d'exécution de domaine de fréquence dans un avion choisi de paramètre de contrôleur. La sensibilité pesée (exécution nominale) et les limites complémentaires pesées de grandeur de fonction de sensibilité (stabilité robuste) sont choisies comme caractéristiques de domaine de fréquence à tracer dans l'espace de paramètre de contrôleur ici. La méthode de conception est illustrée numériquement dans le contexte d'une application servohydraulic de machine d'essai de matériaux disponible dans la littérature.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 414-421 p.
Titre : A Robustly Stable Multiestimation-Based Adaptive Control Scheme for Robotic Manipulators Titre original : Multiestimation Robuste Stable a Basé l'Arrangement de Commande Adaptative pour les Robots Manipulateurs Type de document : texte imprimé Auteurs : Ibeas, A., Auteur ; De La Sen, M., Auteur Article en page(s) : 414-421 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Contrôleur adaptif Multiestimation Algorithme d'évaluation Algorithme d'exécution Stabilité Simulation Boucle bloquée Commutation Manipulateur Index. décimale : 629.8 Résumé : A multiestimation based robust adaptive controller is designed for robotic manipulators. The control scheme is composed of a set of estimation algorithms running in parallel along with a supervisory index proposed with the aim of evaluating the identification performance of each one. Then, a higher order level supervision algorithm decides in real time the estimator that will parametrize the adaptive controller at each time instant according to the values of the above supervisory indexes. There exists a minimum residence time between switches in such a way that the closed loop system stability is guaranteed. It is verified through simulations that multiestimation based schemes can improve the transient response of adaptive systems as well as the closed loop behavior when a sudden change in the parameters or in the reference input occurs by appropriate switching between the various estimation schemes running in parallel. The closed loop system is proved to be robustly stable under the influence of uncertainties due to a poor modeling of the robotic manipulator. Finally, the usefulness of the proposed scheme is highlighted by some simulation examples.
Un contrôleur adaptatif robuste basé par multiestimation est conçu pour les robots manipulateurs. L'arrangement de commande se compose d'ensemble d'algorithmes d'évaluation fonctionnant en parallèle avec un index de surveillance proposé dans le but d'évaluer l'exécution d'identification de chacun. Puis, un algorithme de surveillance de niveau d'ordre plus supérieur décide en temps réel l'estimateur que parametrize le contrôleur adaptatif chaque fois à l'instant selon les valeurs des index de surveillance ci-dessus. Là existe un temps de séjour minimum entre les commutateurs de telle manière que la stabilité de système de boucle bloquée soit garantie. On le vérifie par des simulations que les arrangements basés par multiestimation peuvent améliorer la réponse passagère des systèmes adaptatifs aussi bien que le comportement de boucle bloquée quand un changement soudain dans les paramètres ou de l'entrée de référence se produit par la commutation appropriée entre les divers arrangements d'évaluation fonctionnant en parallèle. On s'avère que le système de boucle bloquée est robuste écurie sous l'influence des incertitudes dues à modeler faible du robot manipulateur. En conclusion, l'utilité de l'arrangement proposé est accentuée par quelques exemples de simulation.En ligne : iebibhea@ehu.es [article] A Robustly Stable Multiestimation-Based Adaptive Control Scheme for Robotic Manipulators = Multiestimation Robuste Stable a Basé l'Arrangement de Commande Adaptative pour les Robots Manipulateurs [texte imprimé] / Ibeas, A., Auteur ; De La Sen, M., Auteur . - 414-421 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 414-421 p.
Mots-clés : Contrôleur adaptif Multiestimation Algorithme d'évaluation Algorithme d'exécution Stabilité Simulation Boucle bloquée Commutation Manipulateur Index. décimale : 629.8 Résumé : A multiestimation based robust adaptive controller is designed for robotic manipulators. The control scheme is composed of a set of estimation algorithms running in parallel along with a supervisory index proposed with the aim of evaluating the identification performance of each one. Then, a higher order level supervision algorithm decides in real time the estimator that will parametrize the adaptive controller at each time instant according to the values of the above supervisory indexes. There exists a minimum residence time between switches in such a way that the closed loop system stability is guaranteed. It is verified through simulations that multiestimation based schemes can improve the transient response of adaptive systems as well as the closed loop behavior when a sudden change in the parameters or in the reference input occurs by appropriate switching between the various estimation schemes running in parallel. The closed loop system is proved to be robustly stable under the influence of uncertainties due to a poor modeling of the robotic manipulator. Finally, the usefulness of the proposed scheme is highlighted by some simulation examples.
Un contrôleur adaptatif robuste basé par multiestimation est conçu pour les robots manipulateurs. L'arrangement de commande se compose d'ensemble d'algorithmes d'évaluation fonctionnant en parallèle avec un index de surveillance proposé dans le but d'évaluer l'exécution d'identification de chacun. Puis, un algorithme de surveillance de niveau d'ordre plus supérieur décide en temps réel l'estimateur que parametrize le contrôleur adaptatif chaque fois à l'instant selon les valeurs des index de surveillance ci-dessus. Là existe un temps de séjour minimum entre les commutateurs de telle manière que la stabilité de système de boucle bloquée soit garantie. On le vérifie par des simulations que les arrangements basés par multiestimation peuvent améliorer la réponse passagère des systèmes adaptatifs aussi bien que le comportement de boucle bloquée quand un changement soudain dans les paramètres ou de l'entrée de référence se produit par la commutation appropriée entre les divers arrangements d'évaluation fonctionnant en parallèle. On s'avère que le système de boucle bloquée est robuste écurie sous l'influence des incertitudes dues à modeler faible du robot manipulateur. En conclusion, l'utilité de l'arrangement proposé est accentuée par quelques exemples de simulation.En ligne : iebibhea@ehu.es
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 422-427 p.
Titre : Pushing Manipulation for Multiple Objects Titre original : Poussée de la Manipulation pour les Objets Multiples Type de document : texte imprimé Auteurs : Harada, Kensuke, Auteur ; Kaneko, Mokoto ; Murakami, Yoshihiro ; Nishiyama, Jun, Auteur Article en page(s) : 422-427 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : PLancher Glisement Rotation Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper discusses the manipulation of multiple objects by pushing. When multiple objects are placed on the flat floor and manipulated simultaneously by pushing, relative motion between two objects such as sliding and rotation may occur. The set of the pusher motion manipulating objects stably is obtained as an intersection of multiple sets of pusher motion where each set prevents the relative motion at one of the contact areas. Experimental results are also included to show the effectiveness of our idea.
Cet article discute la manipulation des objets multiples par la poussée. Quand des objets multiples sont placés sur le plancher plat et simultanément manoeuvrés par la poussée, le mouvement relatif entre deux objets tels que le glissement et la rotation peut se produire. L'ensemble des objets manoeuvrants de mouvement de poussoir stablement est obtenu comme intersection des ensembles multiples de mouvement de poussoir où chaque ensemble empêche le mouvement relatif à un des secteurs de contact. Des résultats expérimentaux sont également inclus pour montrer l'efficacité de notre idée.[article] Pushing Manipulation for Multiple Objects = Poussée de la Manipulation pour les Objets Multiples [texte imprimé] / Harada, Kensuke, Auteur ; Kaneko, Mokoto ; Murakami, Yoshihiro ; Nishiyama, Jun, Auteur . - 422-427 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 422-427 p.
Mots-clés : PLancher Glisement Rotation Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper discusses the manipulation of multiple objects by pushing. When multiple objects are placed on the flat floor and manipulated simultaneously by pushing, relative motion between two objects such as sliding and rotation may occur. The set of the pusher motion manipulating objects stably is obtained as an intersection of multiple sets of pusher motion where each set prevents the relative motion at one of the contact areas. Experimental results are also included to show the effectiveness of our idea.
Cet article discute la manipulation des objets multiples par la poussée. Quand des objets multiples sont placés sur le plancher plat et simultanément manoeuvrés par la poussée, le mouvement relatif entre deux objets tels que le glissement et la rotation peut se produire. L'ensemble des objets manoeuvrants de mouvement de poussoir stablement est obtenu comme intersection des ensembles multiples de mouvement de poussoir où chaque ensemble empêche le mouvement relatif à un des secteurs de contact. Des résultats expérimentaux sont également inclus pour montrer l'efficacité de notre idée.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 428-435 p.
Titre : Adaptive Threshold Based Diagnostics for Steer-By-Wire Systems Titre original : Seuil adaptatif Basé de Diagnostic pour des Systèmes d'Orientation par-Fil Type de document : texte imprimé Auteurs : Pisu, Pierluigi, Auteur ; Serrani, Andrea, Auteur ; Song, You ; Jalics, Laci Article en page(s) : 428-435 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Seuil Observateur Disparité Rendement diagnostique Vehicule Détection Isolement Simulation MATLAB/SIMULINK Analyse non-linéaire Index. décimale : 629.8 Résumé : In the process of implementing modular fault diagnostics for X-by-Wire systems (Pisu et al., 2000), it was discovered that distinguishing between the model uncertainties and occurrence of faults is a real challenge. It is imperative to solve the problems that exist in using fixed observer and threshold, including the observer model mismatch, generated threshold misfit, diagnostic parameter uncertainties, and incorrect diagnostic output during high stress but normal vehicle operation. Compared to the fixed observer and threshold strategy, the improved adaptive threshold-based diagnostics described in this report are more robust and applicable because of the addition of adaptation into the diagnostic observer and threshold generator. The report also describes an approach to fault detection and isolation in the presence of model and parameter uncertainties. This approach has been successfully implemented in the NAVDyn (Non-Linear Analysis of Vehicle Dynamics) simulation model using Matlab/Simulink, and simulation results are provided to verify that the strategy and implementation are viable.
En cours de mettre en application le diagnostic modulaire de défaut pour des systèmes de X-par-Fil (Pisu et autres, 2000), on l'a découvert que distinguer les incertitudes et l'occurrence modèles des défauts est un vrai défi. Il est impératif de résoudre les problèmes qui existent en employant l'observateur et le seuil fixé, y compris la disparité de modèle d'observateur, le vêtement manqué produit de seuil, les incertitudes diagnostiques de paramètre, et le rendement diagnostique incorrect pendant l'effort élevé mais l'opération normale de véhicule. Comparé à l'observateur et à la stratégie fixes de seuil, le diagnostic seuil-basé adaptatif amélioré décrit dans ce rapport sont plus robuste et applicable en raison de l'addition de l'adaptation dans l'observateur et le générateur diagnostiques de seuil. Le rapport décrit également une approche à la détection de défaut et à l'isolement en présence des incertitudes de modèle et de paramètre. Cette approche a été avec succès mise en application dans la simulation Matlab/Simulink employant modèle de NAVDyn (analyse non-linéaire de dynamique de véhicule), et des résultats de simulation sont fournis pour vérifier que la stratégie et l'exécution sont viables.En ligne : pisu.1@osu.edu, serrani.1@osu.edu, song.you@delphi.com, laci.jalics@delphi.com [article] Adaptive Threshold Based Diagnostics for Steer-By-Wire Systems = Seuil adaptatif Basé de Diagnostic pour des Systèmes d'Orientation par-Fil [texte imprimé] / Pisu, Pierluigi, Auteur ; Serrani, Andrea, Auteur ; Song, You ; Jalics, Laci . - 428-435 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 428-435 p.
Mots-clés : Seuil Observateur Disparité Rendement diagnostique Vehicule Détection Isolement Simulation MATLAB/SIMULINK Analyse non-linéaire Index. décimale : 629.8 Résumé : In the process of implementing modular fault diagnostics for X-by-Wire systems (Pisu et al., 2000), it was discovered that distinguishing between the model uncertainties and occurrence of faults is a real challenge. It is imperative to solve the problems that exist in using fixed observer and threshold, including the observer model mismatch, generated threshold misfit, diagnostic parameter uncertainties, and incorrect diagnostic output during high stress but normal vehicle operation. Compared to the fixed observer and threshold strategy, the improved adaptive threshold-based diagnostics described in this report are more robust and applicable because of the addition of adaptation into the diagnostic observer and threshold generator. The report also describes an approach to fault detection and isolation in the presence of model and parameter uncertainties. This approach has been successfully implemented in the NAVDyn (Non-Linear Analysis of Vehicle Dynamics) simulation model using Matlab/Simulink, and simulation results are provided to verify that the strategy and implementation are viable.
En cours de mettre en application le diagnostic modulaire de défaut pour des systèmes de X-par-Fil (Pisu et autres, 2000), on l'a découvert que distinguer les incertitudes et l'occurrence modèles des défauts est un vrai défi. Il est impératif de résoudre les problèmes qui existent en employant l'observateur et le seuil fixé, y compris la disparité de modèle d'observateur, le vêtement manqué produit de seuil, les incertitudes diagnostiques de paramètre, et le rendement diagnostique incorrect pendant l'effort élevé mais l'opération normale de véhicule. Comparé à l'observateur et à la stratégie fixes de seuil, le diagnostic seuil-basé adaptatif amélioré décrit dans ce rapport sont plus robuste et applicable en raison de l'addition de l'adaptation dans l'observateur et le générateur diagnostiques de seuil. Le rapport décrit également une approche à la détection de défaut et à l'isolement en présence des incertitudes de modèle et de paramètre. Cette approche a été avec succès mise en application dans la simulation Matlab/Simulink employant modèle de NAVDyn (analyse non-linéaire de dynamique de véhicule), et des résultats de simulation sont fournis pour vérifier que la stratégie et l'exécution sont viables.En ligne : pisu.1@osu.edu, serrani.1@osu.edu, song.you@delphi.com, laci.jalics@delphi.com
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 436-440 p.
Titre : A Problem With the LQ Control of Overhead Cranes Titre original : Un Problème avec la Commande de LQ des Ponts Roulants Type de document : texte imprimé Auteurs : Zhonghua, Wang, Auteur ; Surgenor, Brian W., Auteur Article en page(s) : 436-440 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Contrôle automatique Masse du chariot Stabilité Contrôleur Quadratique linéaire asymptotique optiaml Simulation Index. décimale : 629.8 Résumé : The control of an overhead crane is a classic optimum control problem, and its solution can be found in most textbooks on the subject of automatic controls. However, there is a design issue with respect to the relative mass of the cart and the suspended payload. If this problem is ignored, then the results of an analysis can be misleading and the response can be unstable. Based on a stability analysis, a design recommendation for optimal asymptotic linear quadratic (LQ) controllers with fixed gains is presented to avoid this problem. The results are validated by both simulation and experiment.
La commande d'un pont roulant est un problème optimum classique de commande, et sa solution peut être trouvée en la plupart des manuels au sujet des contrôles automatiques. Cependant, il y a une issue de conception en ce qui concerne la masse relative du chariot et de la charge utile suspendue. Si ce problème est ignoré, alors les résultats d'une analyse peuvent être fallacieux et la réponse peut être instable. Basé sur une analyse de stabilité, une recommandation de conception pour les contrôleurs (LQ) quadratiques linéaires asymptotiques optimaux avec des gains fixes est présentée pour éviter ce problème. Les résultats sont validés par la simulation et l'expérience.[article] A Problem With the LQ Control of Overhead Cranes = Un Problème avec la Commande de LQ des Ponts Roulants [texte imprimé] / Zhonghua, Wang, Auteur ; Surgenor, Brian W., Auteur . - 436-440 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 436-440 p.
Mots-clés : Contrôle automatique Masse du chariot Stabilité Contrôleur Quadratique linéaire asymptotique optiaml Simulation Index. décimale : 629.8 Résumé : The control of an overhead crane is a classic optimum control problem, and its solution can be found in most textbooks on the subject of automatic controls. However, there is a design issue with respect to the relative mass of the cart and the suspended payload. If this problem is ignored, then the results of an analysis can be misleading and the response can be unstable. Based on a stability analysis, a design recommendation for optimal asymptotic linear quadratic (LQ) controllers with fixed gains is presented to avoid this problem. The results are validated by both simulation and experiment.
La commande d'un pont roulant est un problème optimum classique de commande, et sa solution peut être trouvée en la plupart des manuels au sujet des contrôles automatiques. Cependant, il y a une issue de conception en ce qui concerne la masse relative du chariot et de la charge utile suspendue. Si ce problème est ignoré, alors les résultats d'une analyse peuvent être fallacieux et la réponse peut être instable. Basé sur une analyse de stabilité, une recommandation de conception pour les contrôleurs (LQ) quadratiques linéaires asymptotiques optimaux avec des gains fixes est présentée pour éviter ce problème. Les résultats sont validés par la simulation et l'expérience.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 441-448 p.
Titre : Reliable Decentralized Servomechanism Problem for Large-Scale Systems Type de document : texte imprimé Auteurs : Chang, Timothy, Auteur ; Zhengfang, Chen, Auteur Article en page(s) : 441-448 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Système décentralisé Stabilité Sonde Perturbation Contrôleur Echec arbitraire Déclancheur Servomécanisme Fiabilité Rétroaction Transmission Contrôleur décentralisé Simulation Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper, the reliable control problem for decentralized systems is considered. It concerns the ability of closed-loop system to maintain stability and disturbance rejection properties during arbitrary sensor, controller, and actuator failure without being retuned. The notion of block decentralized robust servomechanism problem with complete reliability is first introduced to address systems with a block diagonal feedback structure. This is followed by establishing two conditions for reliability: (i) systems satisfying certain steady-state interaction characteristics or (ii) systems possessing minimum phase "block" transmission zeros. Accordingly, two types of decentralized controllers are applied to achieve reliable control for these two categories of systems. Simulation examples are also included to illustrate the properties of the reliable control system.
En cet article, le problème fiable de commande pour les systèmes décentralisés est considéré. Il concerne la capacité du système en circuit fermé de maintenir la stabilité et les propriétés de rejet de perturbation pendant la sonde, le contrôleur, et l'échec arbitraires de déclencheur sans être retuned. La notion du problème robuste décentralisé par bloc de servomécanisme avec la fiabilité complète est d'abord présentée pour adresser des systèmes avec une structure diagonale de rétroaction de bloc. Ceci est suivi d'établir deux conditions pour la fiabilité : (i) les systèmes satisfaisant certaines caractéristiques équilibrées d'interaction ou (ii) les systèmes possédant la phase minimum "bloquent" des zéros de transmission. En conséquence, deux types de contrôleurs décentralisés sont appliqués pour réaliser la commande fiable pour ces deux catégories des systèmes. Des exemples de simulation sont également inclus pour illustrer les propriétés du système de commande fiable.[article] Reliable Decentralized Servomechanism Problem for Large-Scale Systems [texte imprimé] / Chang, Timothy, Auteur ; Zhengfang, Chen, Auteur . - 441-448 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 441-448 p.
Mots-clés : Système décentralisé Stabilité Sonde Perturbation Contrôleur Echec arbitraire Déclancheur Servomécanisme Fiabilité Rétroaction Transmission Contrôleur décentralisé Simulation Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper, the reliable control problem for decentralized systems is considered. It concerns the ability of closed-loop system to maintain stability and disturbance rejection properties during arbitrary sensor, controller, and actuator failure without being retuned. The notion of block decentralized robust servomechanism problem with complete reliability is first introduced to address systems with a block diagonal feedback structure. This is followed by establishing two conditions for reliability: (i) systems satisfying certain steady-state interaction characteristics or (ii) systems possessing minimum phase "block" transmission zeros. Accordingly, two types of decentralized controllers are applied to achieve reliable control for these two categories of systems. Simulation examples are also included to illustrate the properties of the reliable control system.
En cet article, le problème fiable de commande pour les systèmes décentralisés est considéré. Il concerne la capacité du système en circuit fermé de maintenir la stabilité et les propriétés de rejet de perturbation pendant la sonde, le contrôleur, et l'échec arbitraires de déclencheur sans être retuned. La notion du problème robuste décentralisé par bloc de servomécanisme avec la fiabilité complète est d'abord présentée pour adresser des systèmes avec une structure diagonale de rétroaction de bloc. Ceci est suivi d'établir deux conditions pour la fiabilité : (i) les systèmes satisfaisant certaines caractéristiques équilibrées d'interaction ou (ii) les systèmes possédant la phase minimum "bloquent" des zéros de transmission. En conséquence, deux types de contrôleurs décentralisés sont appliqués pour réaliser la commande fiable pour ces deux catégories des systèmes. Des exemples de simulation sont également inclus pour illustrer les propriétés du système de commande fiable.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 449-452 p.
Titre : A Sensor Placement Strategy for the Hybrid Adaptive Feedforward Observer Titre original : Stratégie de Placement de Sonde pour l'Alimentation Adaptative Hybride Expédient l'Observateur Type de document : texte imprimé Auteurs : Tran, Chau M., Auteur ; Southward, Steve C., Auteur Article en page(s) : 449-452 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Placement de sonde Observateur adaptif hybride Observateur dynamique conventionnel Système dynamique Index. décimale : 629.8 Résumé : A sensor placement technique is proposed for implementing the hybrid adaptive feedforward observer. The observer is a conventional dynamic observer augmented with an adaptive feedforward component for estimating the effect of persistent, nonstationary disturbances. The placement technique searches for the least possible number of sensors that satisfy two criteria, the observability of the plant, and the lowest condition number of the error dynamic system's state matrix. Demonstration was performed on a one-dimensional acoustic duct. The results show that the proposed technique is an effective guideline for identifying the optimal sensor locations.
On propose une technique de placement de sonde pour mettre en application l'observateur adaptatif hybride de feedforward. L'observateur est un observateur dynamique conventionnel augmenté avec un composant adaptatif de feedforward pour estimer l'effet des perturbations persistantes et non stationnaires. La technique de placement recherche le moindre nombre possible de sondes qui satisfont deux critères, l'observabilité de l'usine, et le plus bas nombre de condition de la matrice de l'état du système dynamique d'erreur. La démonstration a été effectuée sur un conduit acoustique unidimensionnel. Les résultats prouvent que la technique proposée est une directive efficace pour identifier les endroits optimaux de sonde.[article] A Sensor Placement Strategy for the Hybrid Adaptive Feedforward Observer = Stratégie de Placement de Sonde pour l'Alimentation Adaptative Hybride Expédient l'Observateur [texte imprimé] / Tran, Chau M., Auteur ; Southward, Steve C., Auteur . - 449-452 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 449-452 p.
Mots-clés : Placement de sonde Observateur adaptif hybride Observateur dynamique conventionnel Système dynamique Index. décimale : 629.8 Résumé : A sensor placement technique is proposed for implementing the hybrid adaptive feedforward observer. The observer is a conventional dynamic observer augmented with an adaptive feedforward component for estimating the effect of persistent, nonstationary disturbances. The placement technique searches for the least possible number of sensors that satisfy two criteria, the observability of the plant, and the lowest condition number of the error dynamic system's state matrix. Demonstration was performed on a one-dimensional acoustic duct. The results show that the proposed technique is an effective guideline for identifying the optimal sensor locations.
On propose une technique de placement de sonde pour mettre en application l'observateur adaptatif hybride de feedforward. L'observateur est un observateur dynamique conventionnel augmenté avec un composant adaptatif de feedforward pour estimer l'effet des perturbations persistantes et non stationnaires. La technique de placement recherche le moindre nombre possible de sondes qui satisfont deux critères, l'observabilité de l'usine, et le plus bas nombre de condition de la matrice de l'état du système dynamique d'erreur. La démonstration a été effectuée sur un conduit acoustique unidimensionnel. Les résultats prouvent que la technique proposée est une directive efficace pour identifier les endroits optimaux de sonde.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 453-457 p.
Titre : A Theoretical Control Strategy for a Diesel Engine Titre original : Stratégie Théorique de Commande pour un Moteur Diesel Type de document : texte imprimé Auteurs : Outbib, R., Auteur ; Dovifaaz, X., Auteur ; Rachid, A. ; Ouladsine, M. Article en page(s) : 453-457 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Moteur diesel Carburant OPacité Modèle mathématique Méthode non-linéaire Contrôleur Lyapunov Rétroaction Système asymptotique Simulation Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper we present a theoretical strategy for diesel engine control. More precisely, we propose a new approach to control the speed of the engine using the fuel rate as the control law and we show how this approach can be used to control the opacity. We first establish a mathematical model that describes the behavior of the engine. Afterward, we propose a new nonlinear method to design a controller for a class of nonlinear systems. The proposed method, based on Lyapunov theory, is used to design a smooth feedback law that renders the closed-loop system asymptotically stable around a desired engine speed value. Finally, simulation results are proposed to highlight the performances of the closed-loop system.
En cet article nous présentons une stratégie théorique pour la commande de moteur diesel. Plus avec précision, nous proposons une nouvelle approche pour commander la vitesse du moteur en utilisant le taux de carburant pendant que la loi et nous de commande montrent comment cette approche peut être employée pour commander l'opacité. Nous établissons d'abord un modèle mathématique qui décrit le comportement du moteur. Après, nous proposons une nouvelle méthode non-linéaire pour concevoir un contrôleur pour une classe des systèmes non-linéaires. La méthode proposée, basée sur la théorie de Lyapunov, est employée pour concevoir une loi douce de rétroaction qui rend l'écurie en circuit fermé de système asymptotiquement autour d'une valeur désirée de vitesse de moteur. En conclusion, on propose des résultats de simulation pour accentuer les exécutions du système en circuit fermé.[article] A Theoretical Control Strategy for a Diesel Engine = Stratégie Théorique de Commande pour un Moteur Diesel [texte imprimé] / Outbib, R., Auteur ; Dovifaaz, X., Auteur ; Rachid, A. ; Ouladsine, M. . - 453-457 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 453-457 p.
Mots-clés : Moteur diesel Carburant OPacité Modèle mathématique Méthode non-linéaire Contrôleur Lyapunov Rétroaction Système asymptotique Simulation Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper we present a theoretical strategy for diesel engine control. More precisely, we propose a new approach to control the speed of the engine using the fuel rate as the control law and we show how this approach can be used to control the opacity. We first establish a mathematical model that describes the behavior of the engine. Afterward, we propose a new nonlinear method to design a controller for a class of nonlinear systems. The proposed method, based on Lyapunov theory, is used to design a smooth feedback law that renders the closed-loop system asymptotically stable around a desired engine speed value. Finally, simulation results are proposed to highlight the performances of the closed-loop system.
En cet article nous présentons une stratégie théorique pour la commande de moteur diesel. Plus avec précision, nous proposons une nouvelle approche pour commander la vitesse du moteur en utilisant le taux de carburant pendant que la loi et nous de commande montrent comment cette approche peut être employée pour commander l'opacité. Nous établissons d'abord un modèle mathématique qui décrit le comportement du moteur. Après, nous proposons une nouvelle méthode non-linéaire pour concevoir un contrôleur pour une classe des systèmes non-linéaires. La méthode proposée, basée sur la théorie de Lyapunov, est employée pour concevoir une loi douce de rétroaction qui rend l'écurie en circuit fermé de système asymptotiquement autour d'une valeur désirée de vitesse de moteur. En conclusion, on propose des résultats de simulation pour accentuer les exécutions du système en circuit fermé.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 458-
Titre : Localization and Quantification of Breathing Crack Titre original : Localisation et Quantification de Fente de Respiration Type de document : texte imprimé Auteurs : Musil, Milos, Auteur Article en page(s) : 458- Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Fente Structure vibrante Amplitude Vibration Rigidité non-linéaire Charge statique Charge dynamique Solution analytique LOcalisation Quantification Solution numérique Index. décimale : 629.8 Résumé : The possibility of localizing and quantifying a crack in a vibrating structure based on measured vibration amplitudes of the first and second harmonic in some locations of the structure and utilizing the mathematical model of an undamaged system, will be the focus of this paper. The structure is modeled by means of the finite element method. The effect of the breathing crack is modeled by the nonlinear (bilinear) stiffness of the element with the crack. The excitation of the system is characterized by the simultaneous effect of static and dynamic harmonic load. The Fourier series representations of the approximate analytical solution of a weakly bilinear system was used to obtain the localization and quanification a weak bilinearity. The method was documented on an elementary example, in which simulated measured data were determined by the use of the numerical solution of the nonlinear analytical model of a structure with a crack.
La possibilité de localiser et de mesurer une fente dans une structure vibrante basée sur des amplitudes mesurées de vibration du premier et deuxième harmonique dans quelques endroits de la structure et d'utiliser le modèle mathématique d'un système intact, sera le centre de cet article. La structure est modelée au moyen de la méthode d'élément fini. L'effet de la fente de respiration est modelé par la rigidité (bilinéaire) non-linéaire de l'élément avec la fente. L'excitation du système est caractérisée par l'effet simultané de la charge harmonique statique et dynamique. Les représentations de série de Fourier De la solution analytique approximative d'un système faiblement bilinéaire ont été employées pour obtenir la localisation et le quanification un bilinearity faible. La méthode a été documentée sur un exemple élémentaire, dans lequel a simulé des données mesurées ont été déterminés par l'utilisation de la solution numérique du modèle analytique non-linéaire d'une structure avec une fente.En ligne : musil@cvt.stuba.sk [article] Localization and Quantification of Breathing Crack = Localisation et Quantification de Fente de Respiration [texte imprimé] / Musil, Milos, Auteur . - 458-.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 458-
Mots-clés : Fente Structure vibrante Amplitude Vibration Rigidité non-linéaire Charge statique Charge dynamique Solution analytique LOcalisation Quantification Solution numérique Index. décimale : 629.8 Résumé : The possibility of localizing and quantifying a crack in a vibrating structure based on measured vibration amplitudes of the first and second harmonic in some locations of the structure and utilizing the mathematical model of an undamaged system, will be the focus of this paper. The structure is modeled by means of the finite element method. The effect of the breathing crack is modeled by the nonlinear (bilinear) stiffness of the element with the crack. The excitation of the system is characterized by the simultaneous effect of static and dynamic harmonic load. The Fourier series representations of the approximate analytical solution of a weakly bilinear system was used to obtain the localization and quanification a weak bilinearity. The method was documented on an elementary example, in which simulated measured data were determined by the use of the numerical solution of the nonlinear analytical model of a structure with a crack.
La possibilité de localiser et de mesurer une fente dans une structure vibrante basée sur des amplitudes mesurées de vibration du premier et deuxième harmonique dans quelques endroits de la structure et d'utiliser le modèle mathématique d'un système intact, sera le centre de cet article. La structure est modelée au moyen de la méthode d'élément fini. L'effet de la fente de respiration est modelé par la rigidité (bilinéaire) non-linéaire de l'élément avec la fente. L'excitation du système est caractérisée par l'effet simultané de la charge harmonique statique et dynamique. Les représentations de série de Fourier De la solution analytique approximative d'un système faiblement bilinéaire ont été employées pour obtenir la localisation et le quanification un bilinearity faible. La méthode a été documentée sur un exemple élémentaire, dans lequel a simulé des données mesurées ont été déterminés par l'utilisation de la solution numérique du modèle analytique non-linéaire d'une structure avec une fente.En ligne : musil@cvt.stuba.sk
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 463-471 p.
Titre : Automatic Loop Shaping of MIMO Controllers Satisfying Sensitivity Specifications Titre original : Formation Automatique de Boucle des Contrôleurs de MIMO Satisfaisant des Caractéristiques de Sensibilité Type de document : texte imprimé Auteurs : Yaniv, O., Auteur Article en page(s) : 463-471 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Boucle automatique Contrôleur SISO MIMO Méthode séquentielle Index. décimale : 629.8 Résumé : An existing automatic loop shaping algorithm for designing SISO controllers is extended to automatic loop shaping of MIMO controllers that is based on the sequential QFT method. The algorithm is efficient and fast and can search for controllers satisfying many types of restrictions, including constraints on each one of the controller's elements such as hard restrictions on the high-frequency amplitude or damping factor of notch filters. Moreover, the algorithm can be applied to unstructured uncertain plants, be they stable, unstable, or nonminimum phase, including pure delay.
Une boucle automatique existante formant l'algorithme pour concevoir des contrôleurs de SISO est prolongée à la formation automatique de boucle des contrôleurs de MIMO qui est basée sur la méthode séquentielle de QFT. L'algorithme est efficace et rapide et peut rechercher des contrôleurs satisfaisant beaucoup de types de restrictions, y compris des contraintes sur chacun des éléments du contrôleur tels que des restrictions dures à l'amplitude à haute fréquence ou atténuant le facteur des filtres d'entaille. D'ailleurs, l'algorithme peut être appliqué aux usines incertaines non structurées, soit eux stables, instable, ou la phase de nonminimum, y compris pur retardent.En ligne : yaniv]eng.tau.ac.il [article] Automatic Loop Shaping of MIMO Controllers Satisfying Sensitivity Specifications = Formation Automatique de Boucle des Contrôleurs de MIMO Satisfaisant des Caractéristiques de Sensibilité [texte imprimé] / Yaniv, O., Auteur . - 463-471 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) . - 463-471 p.
Mots-clés : Boucle automatique Contrôleur SISO MIMO Méthode séquentielle Index. décimale : 629.8 Résumé : An existing automatic loop shaping algorithm for designing SISO controllers is extended to automatic loop shaping of MIMO controllers that is based on the sequential QFT method. The algorithm is efficient and fast and can search for controllers satisfying many types of restrictions, including constraints on each one of the controller's elements such as hard restrictions on the high-frequency amplitude or damping factor of notch filters. Moreover, the algorithm can be applied to unstructured uncertain plants, be they stable, unstable, or nonminimum phase, including pure delay.
Une boucle automatique existante formant l'algorithme pour concevoir des contrôleurs de SISO est prolongée à la formation automatique de boucle des contrôleurs de MIMO qui est basée sur la méthode séquentielle de QFT. L'algorithme est efficace et rapide et peut rechercher des contrôleurs satisfaisant beaucoup de types de restrictions, y compris des contraintes sur chacun des éléments du contrôleur tels que des restrictions dures à l'amplitude à haute fréquence ou atténuant le facteur des filtres d'entaille. D'ailleurs, l'algorithme peut être appliqué aux usines incertaines non structurées, soit eux stables, instable, ou la phase de nonminimum, y compris pur retardent.En ligne : yaniv]eng.tau.ac.il
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