Performance Limitation and Autotuning of Inverse Optimal PID Controller for Lagrangian Systems / Choi, Youngjin in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 127, N° 2 (Juin 2005)  

Public ISBD [article]  inTransactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 2 (Juin 2005) . - 240-249 p. Titre : Performance Limitation and Autotuning of Inverse Optimal PID Controller for Lagrangian Systems Titre original : Limitation d'Exécution et Accord Automatique de Contrôleur Optimal Inverse de PID pour les Systèmes Lagrangiens Type de document : texte imprimé Auteurs : Choi, Youngjin, Auteur ; Chung, Wan Kyun, Auteur Année de publication : 2006 Article en page(s) : 240-249 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Trajectoire PID Système Lagrangien Stabilité Perturbation Caractéristiques Méthode d'accord automatique Index. décimale : 620.1/389 Résumé : The PID trajectory tracking controller for Lagrangian systems shows performance limitation imposed by inverse dynamics according to desired trajectory. Since the equilibrium point cannot be defined for the control system involving performance limitation, we define newly the quasiequilibrium region as an alternative for equilibrium point. This analysis result of performance limitation can guide us the autotuning method for PID controller. The quasiequilibrium region is used as the target performance of autotuning PID trajectory tracking controller. The autotuning law is derived from the direct adaptive control scheme, based on the extended disturbance input-to-state stability and the characteristics of performance limitation. Finally, experimental results show that the target performance can be achieved by the proposed automatic tuning method. La trajectoire de PID dépistant le contrôleur pour les systèmes lagrangiens montre la limitation d'exécution imposée par dynamique inverse selon la trajectoire désirée. Puisque le point d'équilibre ne peut pas être défini pour le système de commande impliquant la limitation d'exécution, nous définissons nouvellement la région quasi d'équilibre comme alternative pour le point d'équilibre. Ce résultat d'analyse de la limitation d'exécution peut nous guider la méthode d'accord automatique pour le contrôleur de PID. La région quasi d'équilibre est employée comme exécution de cible de la trajectoire d'accord automatique de PID dépistant le contrôleur. La loi d'accord automatique est dérivée de l'arrangement direct de commande adaptative, basé sur la stabilité prolongée d'entrée-à-état de perturbation et les caractéristiques de la limitation d'exécution. En conclusion, les résultats expérimentaux prouvent que l'exécution de cible peut être réalisée par la méthode d'accord automatique proposée. En ligne : cyi@kist.re.kr, wkchung@postech.edu [article] Performance Limitation and Autotuning of Inverse Optimal PID Controller for Lagrangian Systems = Limitation d'Exécution et Accord Automatique de Contrôleur Optimal Inverse de PID pour les Systèmes Lagrangiens [texte imprimé] / Choi, Youngjin, Auteur ; Chung, Wan Kyun, Auteur . - 2006 . - 240-249 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 2 (Juin 2005) . - 240-249 p. Mots-clés : Trajectoire PID Système Lagrangien Stabilité Perturbation Caractéristiques Méthode d'accord automatique Index. décimale : 620.1/389 Résumé : The PID trajectory tracking controller for Lagrangian systems shows performance limitation imposed by inverse dynamics according to desired trajectory. Since the equilibrium point cannot be defined for the control system involving performance limitation, we define newly the quasiequilibrium region as an alternative for equilibrium point. This analysis result of performance limitation can guide us the autotuning method for PID controller. The quasiequilibrium region is used as the target performance of autotuning PID trajectory tracking controller. The autotuning law is derived from the direct adaptive control scheme, based on the extended disturbance input-to-state stability and the characteristics of performance limitation. Finally, experimental results show that the target performance can be achieved by the proposed automatic tuning method. La trajectoire de PID dépistant le contrôleur pour les systèmes lagrangiens montre la limitation d'exécution imposée par dynamique inverse selon la trajectoire désirée. Puisque le point d'équilibre ne peut pas être défini pour le système de commande impliquant la limitation d'exécution, nous définissons nouvellement la région quasi d'équilibre comme alternative pour le point d'équilibre. Ce résultat d'analyse de la limitation d'exécution peut nous guider la méthode d'accord automatique pour le contrôleur de PID. La région quasi d'équilibre est employée comme exécution de cible de la trajectoire d'accord automatique de PID dépistant le contrôleur. La loi d'accord automatique est dérivée de l'arrangement direct de commande adaptative, basé sur la stabilité prolongée d'entrée-à-état de perturbation et les caractéristiques de la limitation d'exécution. En conclusion, les résultats expérimentaux prouvent que l'exécution de cible peut être réalisée par la méthode d'accord automatique proposée. En ligne : cyi@kist.re.kr, wkchung@postech.edu

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Singularity-robust inverse kinematics using Lagrange multiplier for redundant manipulators / Choi, Youngjin in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 130 N°5 (Septembre 2008)  

Public ISBD [article]  inTransactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 130 N°5 (Septembre 2008) . - 7 p. Titre : Singularity-robust inverse kinematics using Lagrange multiplier for redundant manipulators Type de document : texte imprimé Auteurs : Choi, Youngjin, Auteur Année de publication : 2008 Article en page(s) : 7 p. Note générale : dynamic systems Langues : Anglais (eng) Mots-clés : kinematics  errors  redundant manipulators  algorithms  optimization Résumé : In this paper, a singularity-robust inverse kinematics is newly suggested by using a Lagrange multiplier for redundant manipulator systems. Two tasks are considered with priority orders under the assumption that a primary task has no singularity. First, an inverse kinematics problem is formulated to be an optimization one subject to an equality constraint, in other words, to be a minimization problem of secondary task error subject to an equality constraint for primary task execution. Second, in the procedure of minimization for a given objective function, a new inverse kinematics algorithm is derived. Third, since nonzero Lagrange multiplier values appear in the neighborhood of a singular configuration of a robotic manipulator, we choose them as a natural choice of the dampening factor to alleviate the ill-conditioning of matrix inversion, ultimately for singularity-robust inverse kinematics. Finally, the effectiveness of the suggested singularity-robust inverse kinematics is shown through a numerical simulation about deburring and conveyance tasks of a dual arm manipulator system. En ligne : http://dynamicsystems.asmedigitalcollection.asme.org/issue.aspx?journalid=117&is [...] [article] Singularity-robust inverse kinematics using Lagrange multiplier for redundant manipulators [texte imprimé] / Choi, Youngjin, Auteur . - 2008 . - 7 p. dynamic systems Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 130 N°5 (Septembre 2008) . - 7 p. Mots-clés : kinematics  errors  redundant manipulators  algorithms  optimization Résumé : In this paper, a singularity-robust inverse kinematics is newly suggested by using a Lagrange multiplier for redundant manipulator systems. Two tasks are considered with priority orders under the assumption that a primary task has no singularity. First, an inverse kinematics problem is formulated to be an optimization one subject to an equality constraint, in other words, to be a minimization problem of secondary task error subject to an equality constraint for primary task execution. Second, in the procedure of minimization for a given objective function, a new inverse kinematics algorithm is derived. Third, since nonzero Lagrange multiplier values appear in the neighborhood of a singular configuration of a robotic manipulator, we choose them as a natural choice of the dampening factor to alleviate the ill-conditioning of matrix inversion, ultimately for singularity-robust inverse kinematics. Finally, the effectiveness of the suggested singularity-robust inverse kinematics is shown through a numerical simulation about deburring and conveyance tasks of a dual arm manipulator system. En ligne : http://dynamicsystems.asmedigitalcollection.asme.org/issue.aspx?journalid=117&is [...]

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