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An internal model control anti-windup scheme with improved performance for input saturation via loop shaping / Wei, Wu in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 132 N° 1 (Janvier/Fevrier 2010) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 132 N° 1 (Janvier/Fevrier 2010) . - 06 p. Titre : An internal model control anti-windup scheme with improved performance for input saturation via loop shaping Type de document : texte imprimé Auteurs : Wei, Wu, Auteur ; Jayasuriya, Suhada, Auteur Année de publication : 2010 Article en page(s) : 06 p. Note générale : Systèmes dynamiques Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Closed  loop  systems  Compensation  Control  system  synthesis  Stability Index. décimale : 629.8 Résumé : Proposed here is a new approach for synthesizing an internal model control (IMC) anti-windup (AW) compensator for a stable plant subject to input saturation. Built on the conventional IMC AW scheme, which preserves the stability robustness of the unconstrained system, the proposed linear AW compensator improves the performance of the constrained system. The analysis conducted through the loop decomposition of the AW system clearly reveals the impacts of the AW compensator on the closed-loop stability and performance. Loop shaping techniques are executed to design the AW compensator. The effectiveness of this approach is demonstrated using a numerical example. DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 En ligne : http://asmedl.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JDSMAA00013200 [...] [article] An internal model control anti-windup scheme with improved performance for input saturation via loop shaping [texte imprimé] / Wei, Wu, Auteur ; Jayasuriya, Suhada, Auteur . - 2010 . - 06 p. Systèmes dynamiques Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 132 N° 1 (Janvier/Fevrier 2010) . - 06 p. Mots-clés : Closed  loop  systems  Compensation  Control  system  synthesis  Stability Index. décimale : 629.8 Résumé : Proposed here is a new approach for synthesizing an internal model control (IMC) anti-windup (AW) compensator for a stable plant subject to input saturation. Built on the conventional IMC AW scheme, which preserves the stability robustness of the unconstrained system, the proposed linear AW compensator improves the performance of the constrained system. The analysis conducted through the loop decomposition of the AW system clearly reveals the impacts of the AW compensator on the closed-loop stability and performance. Loop shaping techniques are executed to design the AW compensator. The effectiveness of this approach is demonstrated using a numerical example. DEWEY : 629.8 ISSN : 0022-0434 En ligne : http://asmedl.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JDSMAA00013200 [...]

Construction of a Set of Nonovershooting Tracking Controllers / Bement, Matt in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004)

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004) . - 558-567 p. Titre : Construction of a Set of Nonovershooting Tracking Controllers Titre original : Construction d'un Ensemble de Nonovershooting Dépistant des Contrôleurs Type de document : texte imprimé Auteurs : Bement, Matt, Auteur ; Jayasuriya, Suhada, Auteur Article en page(s) : 558-567 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Système  de  phase  de  nonminimum  Système  avec  rentrée  de  référence  Temps  continu  Contrôleur  de  rétroaction  Entrée  linéaire  Système  de  rendement  Contrôleur  non  dépassant Index. décimale : 629.8 Résumé : The problem of tracking a known reference without overshooting is of great practical importance in a number of applications. However, nonminimum phase systems and systems with reference inputs other than steps have received very little attention. This paper proposes two different techniques for obtaining a continuous time, nonovershooting, feedback controller for a wide variety of linear single input, single output (SISO) systems, including nonminimum phase systems and systems whose reference input is something other than a step function. These techniques are then used to generate an initial nonovershooting controller from which a set of nonovershooting controllers is obtained. Examples are given to demonstrate all key concepts. Le problème de dépister une référence connue sans dépasser est de grande importance pratique dans un certain nombre d'applications. Cependant, les systèmes de phase de nonminimum et les systèmes avec des entrées de référence autres que des étapes ont suscité l'attention très petite. Cet article propose deux techniques différentes pour obtenir un temps continu, nondépassant, contrôleur de rétroaction pour une grande variété de l'entrée simple linéaire, systèmes simples du rendement (SISO), y compris des systèmes de phase de nonminimum et des systèmes dont l'entrée de référence est quelque chose autre qu'une fonction d'étape. Ces techniques sont alors employées pour produire d'un premier contrôleur nonodépassant à partir dont un ensemble de contrôleurs nonovershooting est obtenu. Des exemples sont donnés pour démontrer tous les concepts principaux. [article] Construction of a Set of Nonovershooting Tracking Controllers = Construction d'un Ensemble de Nonovershooting Dépistant des Contrôleurs [texte imprimé] / Bement, Matt, Auteur ; Jayasuriya, Suhada, Auteur . - 558-567 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004) . - 558-567 p. Mots-clés : Système  de  phase  de  nonminimum  Système  avec  rentrée  de  référence  Temps  continu  Contrôleur  de  rétroaction  Entrée  linéaire  Système  de  rendement  Contrôleur  non  dépassant Index. décimale : 629.8 Résumé : The problem of tracking a known reference without overshooting is of great practical importance in a number of applications. However, nonminimum phase systems and systems with reference inputs other than steps have received very little attention. This paper proposes two different techniques for obtaining a continuous time, nonovershooting, feedback controller for a wide variety of linear single input, single output (SISO) systems, including nonminimum phase systems and systems whose reference input is something other than a step function. These techniques are then used to generate an initial nonovershooting controller from which a set of nonovershooting controllers is obtained. Examples are given to demonstrate all key concepts. Le problème de dépister une référence connue sans dépasser est de grande importance pratique dans un certain nombre d'applications. Cependant, les systèmes de phase de nonminimum et les systèmes avec des entrées de référence autres que des étapes ont suscité l'attention très petite. Cet article propose deux techniques différentes pour obtenir un temps continu, nondépassant, contrôleur de rétroaction pour une grande variété de l'entrée simple linéaire, systèmes simples du rendement (SISO), y compris des systèmes de phase de nonminimum et des systèmes dont l'entrée de référence est quelque chose autre qu'une fonction d'étape. Ces techniques sont alors employées pour produire d'un premier contrôleur nonodépassant à partir dont un ensemble de contrôleurs nonovershooting est obtenu. Des exemples sont donnés pour démontrer tous les concepts principaux.

Design of Feedback Systems with Plant Input Rate Saturation via QFT Approach / Wei, Wu in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 128 N° 3 (Septembre 2006) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 3 (Septembre 2006) . - 701-705 p. Titre : Design of Feedback Systems with Plant Input Rate Saturation via QFT Approach Titre original : Conception des Systèmes de Rétroaction avec la Saturation de Taux d'Entrée d'Usine par l'Intermédiaire de l'Approche de QFT Type de document : texte imprimé Auteurs : Wei, Wu, Auteur ; Jayasuriya, Suhada, Auteur Article en page(s) : 701-705 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Saturation  Rétroaction  Amplitude  Compensateur  Transmission  additionnelle  Boucle  Stabilité  robuste  Contrainte Résumé : In this paper, a synthesis approach for input rate saturation compensation of feedback systems is presented. Uncertain, stable plants of type greater than or equal to 1 are considered. Based on Horowitz's original design for input amplitude saturation (Horowitz, I., 1983) and extensions developed in (Wu, W., and Jayasuriya, S., 1999; Wu, W., and Jayasuriya, S., 2001; Wu, W., 2000) an independent loop around the rate saturating element is introduced for saturation compensation by means of the third DOF (degree of freedom) saturation compensator, H(s). First, the structure of the additional loop transmission is constructed to generate the desired response behavior on a systems recovery from saturation. Second, robust stability and robust performance under the addition of H(s) are investigated. The circle criterion, describing function, and nonovershooting conditions are utilized to generate design constraints. In the end, all design constraints involving saturation compensation are expressed as frequency domain bounds, and the synthesis of saturation compensator H(s) follows from loop shaping methods such as QFT. The proposed approach guarantees input/output stability under saturation for the plant class considered. En cet article, une approche de synthèse pour la compensation de saturation de taux d'entrée des systèmes de rétroaction est présentée. Des usines incertaines et stables du type supérieur ou égal à 1 sont considérées. Basé sur la conception originale de Horowitz pour la saturation d'amplitude d'entrée (Horowitz, I., 1983) et les prolongements développés dedans (Wu, W., et Jayasuriya, S., 1999 ; Wu, W., et Jayasuriya, S., 2001 ; Wu, W., 2000) une boucle indépendante autour du taux saturant l'élément est présenté pour la compensation de saturation au moyen du troisième compensateur de saturation de DOF (degré de liberté), H(s). D'abord, la structure de la transmission additionnelle de boucle est construite pour produire du comportement désiré de réponse sur un rétablissement de systèmes de saturation. En second lieu, la stabilité robuste et l'exécution robuste sous l'addition de H(s) sont étudiées. Le critère de cercle, décrivant la fonction, et nonovershooting des conditions sont utilisés pour produire des contraintes de conception. En fin de compte, tous conçoivent des contraintes impliquant la compensation de saturation sont exprimés pendant que le domaine de fréquence bondit, et la synthèse du compensateur H(s) de saturation suit de la boucle formant des méthodes telles que QFT. L'approche proposée garantit la stabilité d'entrée-sortie sous la saturation pour la classe d'usine considérée. En ligne : http://journaltool.asme.org [article] Design of Feedback Systems with Plant Input Rate Saturation via QFT Approach = Conception des Systèmes de Rétroaction avec la Saturation de Taux d'Entrée d'Usine par l'Intermédiaire de l'Approche de QFT [texte imprimé] / Wei, Wu, Auteur ; Jayasuriya, Suhada, Auteur . - 701-705 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 3 (Septembre 2006) . - 701-705 p. Mots-clés : Saturation  Rétroaction  Amplitude  Compensateur  Transmission  additionnelle  Boucle  Stabilité  robuste  Contrainte Résumé : In this paper, a synthesis approach for input rate saturation compensation of feedback systems is presented. Uncertain, stable plants of type greater than or equal to 1 are considered. Based on Horowitz's original design for input amplitude saturation (Horowitz, I., 1983) and extensions developed in (Wu, W., and Jayasuriya, S., 1999; Wu, W., and Jayasuriya, S., 2001; Wu, W., 2000) an independent loop around the rate saturating element is introduced for saturation compensation by means of the third DOF (degree of freedom) saturation compensator, H(s). First, the structure of the additional loop transmission is constructed to generate the desired response behavior on a systems recovery from saturation. Second, robust stability and robust performance under the addition of H(s) are investigated. The circle criterion, describing function, and nonovershooting conditions are utilized to generate design constraints. In the end, all design constraints involving saturation compensation are expressed as frequency domain bounds, and the synthesis of saturation compensator H(s) follows from loop shaping methods such as QFT. The proposed approach guarantees input/output stability under saturation for the plant class considered. En cet article, une approche de synthèse pour la compensation de saturation de taux d'entrée des systèmes de rétroaction est présentée. Des usines incertaines et stables du type supérieur ou égal à 1 sont considérées. Basé sur la conception originale de Horowitz pour la saturation d'amplitude d'entrée (Horowitz, I., 1983) et les prolongements développés dedans (Wu, W., et Jayasuriya, S., 1999 ; Wu, W., et Jayasuriya, S., 2001 ; Wu, W., 2000) une boucle indépendante autour du taux saturant l'élément est présenté pour la compensation de saturation au moyen du troisième compensateur de saturation de DOF (degré de liberté), H(s). D'abord, la structure de la transmission additionnelle de boucle est construite pour produire du comportement désiré de réponse sur un rétablissement de systèmes de saturation. En second lieu, la stabilité robuste et l'exécution robuste sous l'addition de H(s) sont étudiées. Le critère de cercle, décrivant la fonction, et nonovershooting des conditions sont utilisés pour produire des contraintes de conception. En fin de compte, tous conçoivent des contraintes impliquant la compensation de saturation sont exprimés pendant que le domaine de fréquence bondit, et la synthèse du compensateur H(s) de saturation suit de la boucle formant des méthodes telles que QFT. L'approche proposée garantit la stabilité d'entrée-sortie sous la saturation pour la classe d'usine considérée. En ligne : http://journaltool.asme.org

On Stability in Nonsequential MIMO QFT Design / Kerr, Murray L. in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 127, N° 1 (Mars 2005) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 1 (Mars 2005) . - 98-104 p. Titre : On Stability in Nonsequential MIMO QFT Design Titre original : Sur la Stabilité dans la Conception Non-Séquentielle de MIMO QFT Type de document : texte imprimé Auteurs : Kerr, Murray L., Auteur ; Jayasuriya, Suhada, Auteur ; Asokanthan, Samuel F. Article en page(s) : 98-104 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Systèmes  incertains  Stabilité  Boucles  bloquées  MIMO  QFT  Conception Index. décimale : 620.1/389 Résumé : This paper reexamines the stability of uncertain closed loop systems resulting from the nonsequential (NS) MIMO QFT design methodology. By combining the effect of satisfying both the robust stability and robust performance specifications in a NS MIMO QFT design, a proof for the stability of the uncertain closed loop system is derived. The stability theorem proves that, subject to the satisfaction of a critical necessary and sufficient condition, the original NS MIMO QFT design methodology will provide a robustly stable closed loop system. This necessary and sufficient condition provides a useful existence test for a successful NS MIMO QFT design. The results expose the salient features of the NS MIMO QFT design methodology. Two 2x2 MIMO design examples are presented to illustrate the key features of the stability theorem. Cet article réexamine la stabilité des systèmes incertains de boucle bloquée résultant (NS) de la méthodologie de conception non séquentielle de MIMO QFT. En combinant l'effet de satisfaire la stabilité robuste et des caractéristiques robustes d'exécution dans un NS MIMO QFT conçoivent, une preuve pour la stabilité du système incertain de boucle bloquée sont dérivés. Le théorème de stabilité montre que, sujet à la satisfaction d'un état nécessaire et suffisant critique, la méthodologie de conception originale de NS MIMO QFT fournira un système robuste stable de boucle bloquée. Cet état nécessaire et suffisant fournit un essai utile d'existence pour une conception réussie de NS MIMO QFT. Les résultats exposent les dispositifs saillants de la méthodologie de conception de NS MIMO QFT. Deux exemples de conception de 2x2 MIMO sont présentés pour illustrer les dispositifs principaux du théorème de stabilité. En ligne : mkerr@tamu.edu, sjayasuriya@mengr.tamu.edu, sasokanthan@eng.uwo.ca [article] On Stability in Nonsequential MIMO QFT Design = Sur la Stabilité dans la Conception Non-Séquentielle de MIMO QFT [texte imprimé] / Kerr, Murray L., Auteur ; Jayasuriya, Suhada, Auteur ; Asokanthan, Samuel F. . - 98-104 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 1 (Mars 2005) . - 98-104 p. Mots-clés : Systèmes  incertains  Stabilité  Boucles  bloquées  MIMO  QFT  Conception Index. décimale : 620.1/389 Résumé : This paper reexamines the stability of uncertain closed loop systems resulting from the nonsequential (NS) MIMO QFT design methodology. By combining the effect of satisfying both the robust stability and robust performance specifications in a NS MIMO QFT design, a proof for the stability of the uncertain closed loop system is derived. The stability theorem proves that, subject to the satisfaction of a critical necessary and sufficient condition, the original NS MIMO QFT design methodology will provide a robustly stable closed loop system. This necessary and sufficient condition provides a useful existence test for a successful NS MIMO QFT design. The results expose the salient features of the NS MIMO QFT design methodology. Two 2x2 MIMO design examples are presented to illustrate the key features of the stability theorem. Cet article réexamine la stabilité des systèmes incertains de boucle bloquée résultant (NS) de la méthodologie de conception non séquentielle de MIMO QFT. En combinant l'effet de satisfaire la stabilité robuste et des caractéristiques robustes d'exécution dans un NS MIMO QFT conçoivent, une preuve pour la stabilité du système incertain de boucle bloquée sont dérivés. Le théorème de stabilité montre que, sujet à la satisfaction d'un état nécessaire et suffisant critique, la méthodologie de conception originale de NS MIMO QFT fournira un système robuste stable de boucle bloquée. Cet état nécessaire et suffisant fournit un essai utile d'existence pour une conception réussie de NS MIMO QFT. Les résultats exposent les dispositifs saillants de la méthodologie de conception de NS MIMO QFT. Deux exemples de conception de 2x2 MIMO sont présentés pour illustrer les dispositifs principaux du théorème de stabilité. En ligne : mkerr@tamu.edu, sjayasuriya@mengr.tamu.edu, sasokanthan@eng.uwo.ca

Recovery of Signals Distorted by Sensor Nonlinearity / Suranththiran, Sugathevan in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 4 (Décembre 2004) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 4 (Décembre 2004) . - 848-859 p. Titre : Recovery of Signals Distorted by Sensor Nonlinearity Titre original : Rétablissement des Signaux Tordus par Non-linéarité de Sonde Type de document : texte imprimé Auteurs : Suranththiran, Sugathevan, Auteur ; Jayasuriya, Suhada, Auteur Article en page(s) : 848-859 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Sonde  Non-linéarité  Amplitude  de  signal Index. décimale : 629.8 Résumé : Considered in this paper is a framework for addressing sensor issues that are related to nonlinearity. When a signal is picked up by a nonlinear sensor, it is often the case that the high amplitude part of the signal is distorted by nonlinearity and the low amplitude part is indistinguishable from noise. The distorted output or sensed signal may no longer represent the original input signal due to the presence of high and low frequency foreign spikes in its frequency spectrum. This situation poses a challenging problem: Would it be possible to uniquely extract the original information from the distorted output? A treatment of this problem is given and it is shown that unique signal recovery is possible when the nonlinear characteristics of the sensor satisfy certain requirements. Based on the analysis, an algorithm is developed to recover finite length signals and its validity and efficiency are demonstrated by simulation results. When the sensor model is not available, it is shown how a model identification scheme may be incorporated into the developed scheme. Experiments performed on a physical sensor support the proposed recovery scheme. Considéré en cet article est un cadre pour aborder les questions de sonde qui sont liées à la non-linéarité. Quand un signal est pris par une sonde non-linéaire, c'est souvent le cas que la pièce élevée d'amplitude du signal est tordue par la non-linéarité et la basse pièce d'amplitude est indistinguible du bruit. Le rendement tordu ou le signal senti peut plus ne représenter le signal d'entrée original dû à la présence des transitoires étrangères élevées et de basse fréquence dans son spectre de fréquence. Cette situation pose un problème provocant : Serait-il possible d'extraire uniquement l'information originale à partir du rendement tordu ? Un traitement de ce problème est donné et on lui montre que le rétablissement unique de signal est possible quand les caractéristiques non-linéaires de la sonde répondent à certaines exigences. Basé sur l'analyse, un algorithme est développé pour récupérer les signaux finis de longueur et sa validité et efficacité sont démontrées par des résultats de simulation. Quand le modèle de sonde n'est pas disponible, on lui montre comment un arrangement modèle d'identification peut être incorporé à l'arrangement développé. Les expériences ont exécuté sur un appui physique de sonde l'arrangement proposé de rétablissement. En ligne : suren@neo.tamu.edu, sjayasquriya@mengr.tamu.edu [article] Recovery of Signals Distorted by Sensor Nonlinearity = Rétablissement des Signaux Tordus par Non-linéarité de Sonde [texte imprimé] / Suranththiran, Sugathevan, Auteur ; Jayasuriya, Suhada, Auteur . - 848-859 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 4 (Décembre 2004) . - 848-859 p. Mots-clés : Sonde  Non-linéarité  Amplitude  de  signal Index. décimale : 629.8 Résumé : Considered in this paper is a framework for addressing sensor issues that are related to nonlinearity. When a signal is picked up by a nonlinear sensor, it is often the case that the high amplitude part of the signal is distorted by nonlinearity and the low amplitude part is indistinguishable from noise. The distorted output or sensed signal may no longer represent the original input signal due to the presence of high and low frequency foreign spikes in its frequency spectrum. This situation poses a challenging problem: Would it be possible to uniquely extract the original information from the distorted output? A treatment of this problem is given and it is shown that unique signal recovery is possible when the nonlinear characteristics of the sensor satisfy certain requirements. Based on the analysis, an algorithm is developed to recover finite length signals and its validity and efficiency are demonstrated by simulation results. When the sensor model is not available, it is shown how a model identification scheme may be incorporated into the developed scheme. Experiments performed on a physical sensor support the proposed recovery scheme. Considéré en cet article est un cadre pour aborder les questions de sonde qui sont liées à la non-linéarité. Quand un signal est pris par une sonde non-linéaire, c'est souvent le cas que la pièce élevée d'amplitude du signal est tordue par la non-linéarité et la basse pièce d'amplitude est indistinguible du bruit. Le rendement tordu ou le signal senti peut plus ne représenter le signal d'entrée original dû à la présence des transitoires étrangères élevées et de basse fréquence dans son spectre de fréquence. Cette situation pose un problème provocant : Serait-il possible d'extraire uniquement l'information originale à partir du rendement tordu ? Un traitement de ce problème est donné et on lui montre que le rétablissement unique de signal est possible quand les caractéristiques non-linéaires de la sonde répondent à certaines exigences. Basé sur l'analyse, un algorithme est développé pour récupérer les signaux finis de longueur et sa validité et efficacité sont démontrées par des résultats de simulation. Quand le modèle de sonde n'est pas disponible, on lui montre comment un arrangement modèle d'identification peut être incorporé à l'arrangement développé. Les expériences ont exécuté sur un appui physique de sonde l'arrangement proposé de rétablissement. En ligne : suren@neo.tamu.edu, sjayasquriya@mengr.tamu.edu

Use of State Feedback to Achieve a Nonovershooting Step Response for a Class of Nonminimum Phase Systems / Bement, Matt in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004)

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Using Controller Reduction Techniques for Efficient PID Controller Synthesis / Ukpai, Ukpai I. in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004)

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Utilizing Sensor Arrays to Attain High-Operating Bandwidth / Suranthiran, Sugathevan in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 2 (Juin 2004) 

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