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Auteur Gwak, Kwan-Woong
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Affiner la rechercheRegularization Embedded Nonlinear Control Designs for Input-Constrained and Ill-Conditioned Thermal System / Gwak, Kwan-Woong in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004) . - 574-582 p.
Titre : Regularization Embedded Nonlinear Control Designs for Input-Constrained and Ill-Conditioned Thermal System Titre original : Régularisation a Inclus des Conceptions Non-Linéaires de Commande pour le Système Thermique Contraint et de Mauvais Tempérament d'Entrée Type de document : texte imprimé Auteurs : Gwak, Kwan-Woong, Auteur ; Masada, Glenn Y., Auteur Article en page(s) : 574-582 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Conception non-linéaire de commande Processus thermique conditionné Contrôleur non-linéaire Déclancheur Contrainte d'entrée Equation algébrique linéaire Index. décimale : 629.8 Résumé : New regularization embedded nonlinear control designs are proposed for the temperature control of an input-constrained and ill-conditioned thermal process. A classic nonlinear controller applied to such a process is shown to provide good temperature tracking but generates physically unreasonable actuator solutions, i.e. input-constraint-violation. The reason of input-constraint-violating control solutions—ill-conditionedness—is shown by applying singular value decomposition (SVD) on the linear algebraic equivalence of the nonlinear controllers (LAENC). Based on the analogy of LAENC and regularization method for the linear algebraic equations, Tikhonov, truncated singular value decomposition (TSVD) and modified TSVD (MTSVD) methods are embedded in the design of feedback linearizing controllers (FBL) and sliding mode controllers (SMC). These regularization embedded nonlinear controllers (RENLC) provide good temperature tracking and generate physically reasonable and actuator-constraint-satisfying solutions for the ill-conditioned system, in spite of the modeling errors inherent in applying regularization. The optimal Tikhonov parameter is found using an L-curve. Quantitative comparisons of the residuals and standard deviations of the control inputs are used as criteria to select the optimal truncated singular value decomposition (TSVD) parameter.
On propose la nouvelle régularisation a inclus des conceptions non-linéaires de commande pour la commande de température d'un processus thermique conditionné contraint et malade d'entrée. Un contrôleur non-linéaire classique appliqué à un tel processus est montré pour fournir la bonne température dépistant mais produit des solutions physiquement peu raisonnables de déclencheur, c.-à-d. violation de contrainte d'entrée. La raison du conditionedness malade de solutions témoin de violation de contrainte d'entrée est montrée en appliquant la décomposition singulière de valeur (SVD) sur l'équivalence algébrique linéaire des contrôleurs non-linéaires (LAENC). Basé sur l'analogie de LAENC et de méthode de régularisation pour les équations algébriques linéaires, Tikhonov, décomposition singulière tronquée de valeur (TSVD) et méthodes modifiées de TSVD (MTSVD) sont inclus dans la conception de la rétroaction linéarisant les contrôleurs (FBL) et glissant les contrôleurs de mode (SMC). Ces contrôleurs non-linéaires incorporés par régularisation (RENLC) fournissent la bonne température dépistant et produisent des solutions satisfaisantes physiquement raisonnables et de déclencheur de contrainte pour le système conditionné malade, malgré les erreurs modelantes inhérentes à appliquer la régularisation. Le paramètre optimal de Tikhonov s'avère employer un L courbe. Des comparaisons quantitatives des résiduels et les écarts type des entrées de commande sont employés comme critères pour choisir le paramètre singulier tronqué optimal de la décomposition de valeur (TSVD).[article] Regularization Embedded Nonlinear Control Designs for Input-Constrained and Ill-Conditioned Thermal System = Régularisation a Inclus des Conceptions Non-Linéaires de Commande pour le Système Thermique Contraint et de Mauvais Tempérament d'Entrée [texte imprimé] / Gwak, Kwan-Woong, Auteur ; Masada, Glenn Y., Auteur . - 574-582 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004) . - 574-582 p.
Mots-clés : Conception non-linéaire de commande Processus thermique conditionné Contrôleur non-linéaire Déclancheur Contrainte d'entrée Equation algébrique linéaire Index. décimale : 629.8 Résumé : New regularization embedded nonlinear control designs are proposed for the temperature control of an input-constrained and ill-conditioned thermal process. A classic nonlinear controller applied to such a process is shown to provide good temperature tracking but generates physically unreasonable actuator solutions, i.e. input-constraint-violation. The reason of input-constraint-violating control solutions—ill-conditionedness—is shown by applying singular value decomposition (SVD) on the linear algebraic equivalence of the nonlinear controllers (LAENC). Based on the analogy of LAENC and regularization method for the linear algebraic equations, Tikhonov, truncated singular value decomposition (TSVD) and modified TSVD (MTSVD) methods are embedded in the design of feedback linearizing controllers (FBL) and sliding mode controllers (SMC). These regularization embedded nonlinear controllers (RENLC) provide good temperature tracking and generate physically reasonable and actuator-constraint-satisfying solutions for the ill-conditioned system, in spite of the modeling errors inherent in applying regularization. The optimal Tikhonov parameter is found using an L-curve. Quantitative comparisons of the residuals and standard deviations of the control inputs are used as criteria to select the optimal truncated singular value decomposition (TSVD) parameter.
On propose la nouvelle régularisation a inclus des conceptions non-linéaires de commande pour la commande de température d'un processus thermique conditionné contraint et malade d'entrée. Un contrôleur non-linéaire classique appliqué à un tel processus est montré pour fournir la bonne température dépistant mais produit des solutions physiquement peu raisonnables de déclencheur, c.-à-d. violation de contrainte d'entrée. La raison du conditionedness malade de solutions témoin de violation de contrainte d'entrée est montrée en appliquant la décomposition singulière de valeur (SVD) sur l'équivalence algébrique linéaire des contrôleurs non-linéaires (LAENC). Basé sur l'analogie de LAENC et de méthode de régularisation pour les équations algébriques linéaires, Tikhonov, décomposition singulière tronquée de valeur (TSVD) et méthodes modifiées de TSVD (MTSVD) sont inclus dans la conception de la rétroaction linéarisant les contrôleurs (FBL) et glissant les contrôleurs de mode (SMC). Ces contrôleurs non-linéaires incorporés par régularisation (RENLC) fournissent la bonne température dépistant et produisent des solutions satisfaisantes physiquement raisonnables et de déclencheur de contrainte pour le système conditionné malade, malgré les erreurs modelantes inhérentes à appliquer la régularisation. Le paramètre optimal de Tikhonov s'avère employer un L courbe. Des comparaisons quantitatives des résiduels et les écarts type des entrées de commande sont employés comme critères pour choisir le paramètre singulier tronqué optimal de la décomposition de valeur (TSVD).
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 1 (Mars 2005) . - 105-113 p.
Titre : Structural Analysis and Optimization of Nonlinear Control Systems Using Singular Value Decomposition Titre original : Analyse et Optimisation Structurales des Systèmes de Commande Non-Linéaires en Utilisant la Décomposition Singulière de Valeur Type de document : texte imprimé Auteurs : Gwak, Kwan-Woong, Auteur ; Masada, Glenn Y., Auteur Article en page(s) : 105-113 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : System controller SVD Système linéaire Système non-linéaire Equivalence algébrique Système thermique Conception Index. décimale : 620.1/389 Résumé : Structural information of a system/controller allows a designer to diagnose performance characteristics in advance and to make better choices of solution methods. Singular value decomposition (SVD) is a powerful structural analysis tool for linear systems, but it has not been applied to nonlinear systems. In this paper, SVD is used to structurally analyze and to optimally design nonlinear control systems using the linear algebraic equivalence of the nonlinear controller. Specifically, SVD is used to identify control input/output mode shapes, and the control input/output distribution patterns are analyzed using the mode shapes. Optimizing control effort and performance is achieved by truncating some mode shapes in the linear mode shape combinations. The proposed method is applied to the temperature control of a thermal system, and design guidelines are provided to overcome input-constraint-violating solutions.
L'information structurale d'un system/controller permet à un concepteur de diagnostiquer des caractéristiques d'exécution à l'avance et de faire de meilleurs choix des méthodes de solution. La décomposition singulière de valeur (SVD) est un outil structural puissant d'analyse pour les systèmes linéaires, mais lui n'a pas été appliquée aux systèmes non-linéaires. En cet article, SVD est employé pour analyser structurellement et pour concevoir de façon optimale les systèmes de commande non-linéaires en utilisant l'équivalence algébrique linéaire du contrôleur non-linéaire. Spécifiquement, SVD est employé pour identifier des formes de mode d'entrée-sortie de commande, et les modèles de distribution d'entrée-sortie de commande sont analysés en utilisant les formes de mode. L'effort et l'exécution de linéarisation de commande est réalisé en tronquant quelques formes de mode dans les combinaisons linéaires de forme de mode. La méthode proposée est appliquée à la commande de température d'un système thermique, et des directives de conception sont fournies pour surmonter entrée-contrainte-violer des solutions.[article] Structural Analysis and Optimization of Nonlinear Control Systems Using Singular Value Decomposition = Analyse et Optimisation Structurales des Systèmes de Commande Non-Linéaires en Utilisant la Décomposition Singulière de Valeur [texte imprimé] / Gwak, Kwan-Woong, Auteur ; Masada, Glenn Y., Auteur . - 105-113 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 1 (Mars 2005) . - 105-113 p.
Mots-clés : System controller SVD Système linéaire Système non-linéaire Equivalence algébrique Système thermique Conception Index. décimale : 620.1/389 Résumé : Structural information of a system/controller allows a designer to diagnose performance characteristics in advance and to make better choices of solution methods. Singular value decomposition (SVD) is a powerful structural analysis tool for linear systems, but it has not been applied to nonlinear systems. In this paper, SVD is used to structurally analyze and to optimally design nonlinear control systems using the linear algebraic equivalence of the nonlinear controller. Specifically, SVD is used to identify control input/output mode shapes, and the control input/output distribution patterns are analyzed using the mode shapes. Optimizing control effort and performance is achieved by truncating some mode shapes in the linear mode shape combinations. The proposed method is applied to the temperature control of a thermal system, and design guidelines are provided to overcome input-constraint-violating solutions.
L'information structurale d'un system/controller permet à un concepteur de diagnostiquer des caractéristiques d'exécution à l'avance et de faire de meilleurs choix des méthodes de solution. La décomposition singulière de valeur (SVD) est un outil structural puissant d'analyse pour les systèmes linéaires, mais lui n'a pas été appliquée aux systèmes non-linéaires. En cet article, SVD est employé pour analyser structurellement et pour concevoir de façon optimale les systèmes de commande non-linéaires en utilisant l'équivalence algébrique linéaire du contrôleur non-linéaire. Spécifiquement, SVD est employé pour identifier des formes de mode d'entrée-sortie de commande, et les modèles de distribution d'entrée-sortie de commande sont analysés en utilisant les formes de mode. L'effort et l'exécution de linéarisation de commande est réalisé en tronquant quelques formes de mode dans les combinaisons linéaires de forme de mode. La méthode proposée est appliquée à la commande de température d'un système thermique, et des directives de conception sont fournies pour surmonter entrée-contrainte-violer des solutions.
