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Auteur Alleyne, Andrew G.
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Affiner la rechercheAn analysis framework for evaluating dropout compensation strategies in wireless servo systems / Paul A. Kawka in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 130 N° 3 (Mai/Juin 2008)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 130 N° 3 (Mai/Juin 2008) . - 07 p.
Titre : An analysis framework for evaluating dropout compensation strategies in wireless servo systems Type de document : texte imprimé Auteurs : Paul A. Kawka, Auteur ; Alleyne, Andrew G., Auteur Année de publication : 2010 Article en page(s) : 07 p. Note générale : dynamic systems Langues : Anglais (eng) Mots-clés : linear servo control systems; dropout compensation strategies Résumé : This paper presents an approach for analyzing the performance of dropout compensation strategies for linear servo control systems operating over communication channels with losses. A loss of communication causes the normal control action to be replaced by an appropriately designed dropout compensation action. A linear matrix inequality based approach is given for examining H∞ and/or H2 performance of wireless feedback systems using dropout compensation where we assume a two-state Markov model for the communication network. To illustrate the analysis method, we introduce two specific data dropout compensation schemes: zero order hold and estimation. These two schemes are compared in simulation and experiment to validate the effectiveness of the performance analysis. En ligne : http://dynamicsystems.asmedigitalcollection.asme.org/Mobile/article.aspx?article [...] [article] An analysis framework for evaluating dropout compensation strategies in wireless servo systems [texte imprimé] / Paul A. Kawka, Auteur ; Alleyne, Andrew G., Auteur . - 2010 . - 07 p.
dynamic systems
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 130 N° 3 (Mai/Juin 2008) . - 07 p.
Mots-clés : linear servo control systems; dropout compensation strategies Résumé : This paper presents an approach for analyzing the performance of dropout compensation strategies for linear servo control systems operating over communication channels with losses. A loss of communication causes the normal control action to be replaced by an appropriately designed dropout compensation action. A linear matrix inequality based approach is given for examining H∞ and/or H2 performance of wireless feedback systems using dropout compensation where we assume a two-state Markov model for the communication network. To illustrate the analysis method, we introduce two specific data dropout compensation schemes: zero order hold and estimation. These two schemes are compared in simulation and experiment to validate the effectiveness of the performance analysis. En ligne : http://dynamicsystems.asmedigitalcollection.asme.org/Mobile/article.aspx?article [...]
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 1 (Mars 2004) . - 54-64 p.
Titre : Control-Oriented Modeling of Transcritical Vapor Compression Systems Titre original : Modèle de Commande-Orienté des Systèmes de Compression de Vapeur de Transcritical Type de document : texte imprimé Auteurs : Rasmussen, Bryan P., Auteur ; Alleyne, Andrew G., Auteur Article en page(s) : 54-64 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dispositif de climatisation Modèle dynamique Climatisation transcritical Contrôleur Conception multivariable Modèle dynamique non-linéaire Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents a methodology for developing a low order dynamic model of a transcritical air-conditioning system, specifically suited for multivariable controller design. An 11th-order nonlinear dynamic model of the system is derived using first principles. Analysis indicates that the system exhibits multiple time scale behavior, and that model reduction is appropriate. Model reduction using singular perturbation techniques yields physical insight as to which physical phenomena are relatively fast/slow, and a 5th-order dynamic model appropriate for multivariable controller design. Although all results shown are for a transcritical cycle, the methodology presented can easily be extended to subcritical cycles.
Cet article présente une méthodologie pour développer un modèle dynamique de bas ordre d'un dispositif de climatisation transcritical, spécifiquement adapté à la conception multivariable de contrôleur. Un modèle 11th-order dynamique non-linéaire du système est dérivé en utilisant les premiers principes. L'analyse indique que le système montre le comportement multiple d'échelle de temps, et que la réduction modèle est appropriée. La réduction modèle employant des techniques singulières de perturbation rapporte la perspicacité physique quant à laquelle les phénomènes physiques sont relativement fast/slow, et un approprié 5th-order modèle dynamique pour la conception multivariable de contrôleur. Bien que tous les résultats montrés soient pour un cycle transcritical, la méthodologie présentée peut facilement être prolongée aux cycles sous-critiques.En ligne : brasmuss@uiuc.edu, alleye@uiuc.edu [article] Control-Oriented Modeling of Transcritical Vapor Compression Systems = Modèle de Commande-Orienté des Systèmes de Compression de Vapeur de Transcritical [texte imprimé] / Rasmussen, Bryan P., Auteur ; Alleyne, Andrew G., Auteur . - 54-64 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 1 (Mars 2004) . - 54-64 p.
Mots-clés : Dispositif de climatisation Modèle dynamique Climatisation transcritical Contrôleur Conception multivariable Modèle dynamique non-linéaire Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents a methodology for developing a low order dynamic model of a transcritical air-conditioning system, specifically suited for multivariable controller design. An 11th-order nonlinear dynamic model of the system is derived using first principles. Analysis indicates that the system exhibits multiple time scale behavior, and that model reduction is appropriate. Model reduction using singular perturbation techniques yields physical insight as to which physical phenomena are relatively fast/slow, and a 5th-order dynamic model appropriate for multivariable controller design. Although all results shown are for a transcritical cycle, the methodology presented can easily be extended to subcritical cycles.
Cet article présente une méthodologie pour développer un modèle dynamique de bas ordre d'un dispositif de climatisation transcritical, spécifiquement adapté à la conception multivariable de contrôleur. Un modèle 11th-order dynamique non-linéaire du système est dérivé en utilisant les premiers principes. L'analyse indique que le système montre le comportement multiple d'échelle de temps, et que la réduction modèle est appropriée. La réduction modèle employant des techniques singulières de perturbation rapporte la perspicacité physique quant à laquelle les phénomènes physiques sont relativement fast/slow, et un approprié 5th-order modèle dynamique pour la conception multivariable de contrôleur. Bien que tous les résultats montrés soient pour un cycle transcritical, la méthodologie présentée peut facilement être prolongée aux cycles sous-critiques.En ligne : brasmuss@uiuc.edu, alleye@uiuc.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 1 (Mars 2005) . - 114-124 p.
Titre : Dynamic Emulation Using an Indirect Control Input Titre original : Emulation Dynamique en Utilisant une Entrée Indirecte de Commande Type de document : texte imprimé Auteurs : Zhang, Rong, Auteur ; Alleyne, Andrew G., Auteur Article en page(s) : 114-124 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Controleur d'émulation Système dynamique Emulation Signaux exogènes Boucle blockée Index. décimale : 620.1/389 Résumé : This paper presents a generalized framwork to analyze and design controllers for a class of dynamic emulation systems. This class of systems features some structurally distinctive control framworks which inherently limit the available bandwidth for dynamic emulation. The primary focus is on control structures that we define as indirect. This means the signal from the controller does not affect the physical plant directly; it interacts in combination with other exogenous signals to affect a behaivior on the physical system interacting with the emulated load. It is shown that the achievable closed loop performance is limited in a unique way: the high frequency response of the controlled closed loop system converges to the dynamic of the open loop physical plant that is interacting with the emulated load. This paper illustrate the three controller configurations of the indirect emulation and gives guidelines on how to improve the performance within the identified structural limitations. The three configurations are: a feed back design measuring plant output only, a feed forward design measuring an exogenous signal, and a two degree of freedom design combining feedback and feed forward measurements. A detailed analysis in the frequency domain is used to support the experimental results illustrated on a hardware in the loop (HIN) system. The demonstration case is a high bandwidth transient dynamometer to emulate rapidly varying load associated with an earthmoving vehicle powertrain.
Cet article présente un travail généralisé de fram pour analyser et concevoir des contrôleurs pour une classe des systèmes dynamiques d'émulation. Cette classe des systèmes comporte quelques travaux structurellement distinctifs de fram de commande qui limitent en soi la largeur de bande disponible pour l'émulation dynamique. Le foyer primaire est sur les structures de commande que nous définissons comme indirect. Ceci signifie que le signal du contrôleur n'affecte pas l'usine physique directement ; il agit l'un sur l'autre en combination avec d'autres signaux exogènes pour affecter un behaivior sur le système physique agissant l'un sur l'autre avec la charge émulée. On lui montre que l'exécution réalisable de boucle bloquée est limitée d'une manière unique : la réponse à haute fréquence du système commandé de boucle bloquée converge au dynamique de l'usine physique de boucle ouverte qui agit l'un sur l'autre avec la charge émulée. Cet article illustrent les trois configurations de contrôleur de l'émulation indirecte et donnent des directives sur la façon dont améliorer l'exécution dans les limitations structurales identifiées. Les trois configurations sont : un rendement de l'installation de mesure de conception de rétroaction seulement, une alimentation pour la conception de salle mesurant un signal exogène, et des deux degrés de combinaison de conception de liberté rétroagissent et alimentent pour des mesures de salle. Une analyse détaillée dans le domaine de fréquence est employée pour soutenir les résultats expérimentaux illustrés sur un matériel dans le système de la boucle (HIN). Le cas de démonstration est un dynamomètre passager de largeur de bande élevée pour émuler la charge rapidement variable liée à un moteur de terrassement de véhicule.En ligne : rzhang@asme.org, alleyne@uiuc.edu [article] Dynamic Emulation Using an Indirect Control Input = Emulation Dynamique en Utilisant une Entrée Indirecte de Commande [texte imprimé] / Zhang, Rong, Auteur ; Alleyne, Andrew G., Auteur . - 114-124 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 1 (Mars 2005) . - 114-124 p.
Mots-clés : Controleur d'émulation Système dynamique Emulation Signaux exogènes Boucle blockée Index. décimale : 620.1/389 Résumé : This paper presents a generalized framwork to analyze and design controllers for a class of dynamic emulation systems. This class of systems features some structurally distinctive control framworks which inherently limit the available bandwidth for dynamic emulation. The primary focus is on control structures that we define as indirect. This means the signal from the controller does not affect the physical plant directly; it interacts in combination with other exogenous signals to affect a behaivior on the physical system interacting with the emulated load. It is shown that the achievable closed loop performance is limited in a unique way: the high frequency response of the controlled closed loop system converges to the dynamic of the open loop physical plant that is interacting with the emulated load. This paper illustrate the three controller configurations of the indirect emulation and gives guidelines on how to improve the performance within the identified structural limitations. The three configurations are: a feed back design measuring plant output only, a feed forward design measuring an exogenous signal, and a two degree of freedom design combining feedback and feed forward measurements. A detailed analysis in the frequency domain is used to support the experimental results illustrated on a hardware in the loop (HIN) system. The demonstration case is a high bandwidth transient dynamometer to emulate rapidly varying load associated with an earthmoving vehicle powertrain.
Cet article présente un travail généralisé de fram pour analyser et concevoir des contrôleurs pour une classe des systèmes dynamiques d'émulation. Cette classe des systèmes comporte quelques travaux structurellement distinctifs de fram de commande qui limitent en soi la largeur de bande disponible pour l'émulation dynamique. Le foyer primaire est sur les structures de commande que nous définissons comme indirect. Ceci signifie que le signal du contrôleur n'affecte pas l'usine physique directement ; il agit l'un sur l'autre en combination avec d'autres signaux exogènes pour affecter un behaivior sur le système physique agissant l'un sur l'autre avec la charge émulée. On lui montre que l'exécution réalisable de boucle bloquée est limitée d'une manière unique : la réponse à haute fréquence du système commandé de boucle bloquée converge au dynamique de l'usine physique de boucle ouverte qui agit l'un sur l'autre avec la charge émulée. Cet article illustrent les trois configurations de contrôleur de l'émulation indirecte et donnent des directives sur la façon dont améliorer l'exécution dans les limitations structurales identifiées. Les trois configurations sont : un rendement de l'installation de mesure de conception de rétroaction seulement, une alimentation pour la conception de salle mesurant un signal exogène, et des deux degrés de combinaison de conception de liberté rétroagissent et alimentent pour des mesures de salle. Une analyse détaillée dans le domaine de fréquence est employée pour soutenir les résultats expérimentaux illustrés sur un matériel dans le système de la boucle (HIN). Le cas de démonstration est un dynamomètre passager de largeur de bande élevée pour émuler la charge rapidement variable liée à un moteur de terrassement de véhicule.En ligne : rzhang@asme.org, alleyne@uiuc.edu
in International journal of refrigeration > Vol. 33 N° 3 (Mai 2010) . - pp. 538-552
Titre : A dynamic model of a vapor compression cycle with shut-down and start-up operations Titre original : Modèle dynamique d'un cycle à compression de vapeur en fonctionnement marche/arrêt Type de document : texte imprimé Auteurs : Bin Li, Auteur ; Alleyne, Andrew G., Auteur Année de publication : 2010 Article en page(s) : pp. 538-552 Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Refrigeration system Compression system Régulation Modelling Simulation Pressure Condenser Evaporator Heat exchanger Transient state Comparison Experiment Index. décimale : 621.5 Energie pneumatique. Machinerie et outils. Réfrigération Résumé : This paper presents an advanced switched modeling approach for vapor compression cycle (VCC) systems used in Air Conditioning and Refrigeration. Building upon recent work (McKinley and Alleyne, 2008), a complete dynamic VCC model is presented that is able to describe the severe transient behaviors in heat exchangers (condenser/evaporator), while maintaining the moving-boundary framework, under compressor shut-down and start-up operations. The heat exchanger models retain a constant structure, but accommodate different model representations. Novel switching schemes between different representations and pseudo-state variables are introduced to accommodate the transitions of dynamic states in heat exchangers while keeping track of the vapor and liquid refrigerant zones during the stop–start transients. Two model validation studies on an experimental system show that the complete dynamic model developed in Matlab/Simulink can well predict the system dynamics in shut-down and start-up transients. DEWEY : 621.5 ISSN : 0140-7007 En ligne : http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140700709002126 [article] A dynamic model of a vapor compression cycle with shut-down and start-up operations = Modèle dynamique d'un cycle à compression de vapeur en fonctionnement marche/arrêt [texte imprimé] / Bin Li, Auteur ; Alleyne, Andrew G., Auteur . - 2010 . - pp. 538-552.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in International journal of refrigeration > Vol. 33 N° 3 (Mai 2010) . - pp. 538-552
Mots-clés : Refrigeration system Compression system Régulation Modelling Simulation Pressure Condenser Evaporator Heat exchanger Transient state Comparison Experiment Index. décimale : 621.5 Energie pneumatique. Machinerie et outils. Réfrigération Résumé : This paper presents an advanced switched modeling approach for vapor compression cycle (VCC) systems used in Air Conditioning and Refrigeration. Building upon recent work (McKinley and Alleyne, 2008), a complete dynamic VCC model is presented that is able to describe the severe transient behaviors in heat exchangers (condenser/evaporator), while maintaining the moving-boundary framework, under compressor shut-down and start-up operations. The heat exchanger models retain a constant structure, but accommodate different model representations. Novel switching schemes between different representations and pseudo-state variables are introduced to accommodate the transitions of dynamic states in heat exchangers while keeping track of the vapor and liquid refrigerant zones during the stop–start transients. Two model validation studies on an experimental system show that the complete dynamic model developed in Matlab/Simulink can well predict the system dynamics in shut-down and start-up transients. DEWEY : 621.5 ISSN : 0140-7007 En ligne : http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140700709002126
in IEEE Transactions on control systems technology > Vol. 18 N° 5 (Septembre 2010) . - pp. 1216-1225
Titre : Gain scheduled control of an air conditioning system using the youla parameterization Type de document : texte imprimé Auteurs : Rasmussen, Bryan P., Auteur ; Alleyne, Andrew G., Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 1216-1225 Note générale : Génie Aérospatial Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Air conditioning Gain-scheduling Heating Ventilation Lyapunov Nonlinear control Index. décimale : 629.1 Résumé : Vapor compression systems form the basis for the majority of air conditioning and refrigeration systems. A primary control challenge addressed here is the coupled nonlinear multiple-input-multiple-output (MIMO) dynamics associated with the multiphase heat and mass transfer in the primary refrigerant loop. This paper develops a MIMO gain scheduled control strategy to regulate system efficiency while meeting changing demands for cooling capacity. An approach based on the Youla parameterization is shown to be a generalization of the more common local controller network method, while exposing several degrees of design freedom that can be exploited to improve stability. The challenge of guaranteeing stability of the nonlinear closed loop systems, despite endogenous and arbitrarily fast gain scheduling, is addressed. Experimental results confirm the effectiveness of the proposed approach.
DEWEY : 629.1 ISSN : 1063-6536 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5339092 [article] Gain scheduled control of an air conditioning system using the youla parameterization [texte imprimé] / Rasmussen, Bryan P., Auteur ; Alleyne, Andrew G., Auteur . - 2011 . - pp. 1216-1225.
Génie Aérospatial
Langues : Anglais (eng)
in IEEE Transactions on control systems technology > Vol. 18 N° 5 (Septembre 2010) . - pp. 1216-1225
Mots-clés : Air conditioning Gain-scheduling Heating Ventilation Lyapunov Nonlinear control Index. décimale : 629.1 Résumé : Vapor compression systems form the basis for the majority of air conditioning and refrigeration systems. A primary control challenge addressed here is the coupled nonlinear multiple-input-multiple-output (MIMO) dynamics associated with the multiphase heat and mass transfer in the primary refrigerant loop. This paper develops a MIMO gain scheduled control strategy to regulate system efficiency while meeting changing demands for cooling capacity. An approach based on the Youla parameterization is shown to be a generalization of the more common local controller network method, while exposing several degrees of design freedom that can be exploited to improve stability. The challenge of guaranteeing stability of the nonlinear closed loop systems, despite endogenous and arbitrarily fast gain scheduling, is addressed. Experimental results confirm the effectiveness of the proposed approach.
DEWEY : 629.1 ISSN : 1063-6536 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5339092
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