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Concurrent Design of Vibration Absorbers and Input Shapers / Fortgang, Joel in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 127, N° 3 (Septembre 2005)

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 3 (Septembre 2005) . - 329-335 p. Titre : Concurrent Design of Vibration Absorbers and Input Shapers Titre original : Conception Concourante des Amortisseurs de Vibration et de Shapers Entré Type de document : texte imprimé Auteurs : Fortgang, Joel, Auteur ; Singhose, Wiliam, Auteur Article en page(s) : 329-335 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dynamique  flexible  Commande  rétroaction  Vibrations  Amortisseurs  de  vibration  Perturbation  sinusoîdales  Simulation Index. décimale : 620.1/389 Résumé : Systems with flexible dynamics often vibrate due to external disturbances, as well as from changes in the reference command. Feedback control is an obvious choice to deal with these vibrations, but in many cases, it is insufficient or difficult to implement. A technique that does not rely on high performance feedback control is presented here. It utilizes a combination of vibration observers and input shapers. Vibration absorbers have been used extensively to reduce vibration from sinusoidal disturbances, but they can also be implemented to reduce the response from transient functions. Input shaping has proven beneficial for reducing vibration that is caused by changes in the reference command. However, input shaping does not deal with vibration excited by external disturbances. In this paper, vibration absorbers and input shapers are designed sequentially and concurrently to reduce vibration from both the reference command and from external disturbances. The usefulness of this approach is demonstrated through computer simulations and experimental results. Les systèmes avec la dynamique flexible vibrent souvent en raison des perturbations externes, comme des changements de la commande de référence. La commande de rétroaction est un choix évident à traiter ces vibrations, mais dans beaucoup de cas, il est insuffisant ou difficile de mettre en application. Une technique qui ne se fonde pas sur la commande de rétroaction de rendement élevé est présentée ici. Elle utilise une combinaison des observateurs de vibration et des façonneurs d'entrée. Des amortisseurs de vibration ont été employés intensivement pour réduire la vibration des perturbations sinusoïdales, mais ils peuvent également être mis en application pour réduire la réponse des fonctions passagères. La formation d'entrée a prouvé salutaire pour la réduction de la vibration qui est provoquée par des changements de la commande de référence. Cependant, la formation d'entrée ne traite pas la vibration passionnante par des perturbations externes. En cet article, des amortisseurs de vibration et les façonneurs entrés sont conçus séquentiellement et réduire concurremment la vibration de la commande de référence et des perturbations externes. L'utilité de cette approche est démontrée par des simulations sur ordinateur et des résultats expérimentaux. [article] Concurrent Design of Vibration Absorbers and Input Shapers = Conception Concourante des Amortisseurs de Vibration et de Shapers Entré [texte imprimé] / Fortgang, Joel, Auteur ; Singhose, Wiliam, Auteur . - 329-335 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 3 (Septembre 2005) . - 329-335 p. Mots-clés : Dynamique  flexible  Commande  rétroaction  Vibrations  Amortisseurs  de  vibration  Perturbation  sinusoîdales  Simulation Index. décimale : 620.1/389 Résumé : Systems with flexible dynamics often vibrate due to external disturbances, as well as from changes in the reference command. Feedback control is an obvious choice to deal with these vibrations, but in many cases, it is insufficient or difficult to implement. A technique that does not rely on high performance feedback control is presented here. It utilizes a combination of vibration observers and input shapers. Vibration absorbers have been used extensively to reduce vibration from sinusoidal disturbances, but they can also be implemented to reduce the response from transient functions. Input shaping has proven beneficial for reducing vibration that is caused by changes in the reference command. However, input shaping does not deal with vibration excited by external disturbances. In this paper, vibration absorbers and input shapers are designed sequentially and concurrently to reduce vibration from both the reference command and from external disturbances. The usefulness of this approach is demonstrated through computer simulations and experimental results. Les systèmes avec la dynamique flexible vibrent souvent en raison des perturbations externes, comme des changements de la commande de référence. La commande de rétroaction est un choix évident à traiter ces vibrations, mais dans beaucoup de cas, il est insuffisant ou difficile de mettre en application. Une technique qui ne se fonde pas sur la commande de rétroaction de rendement élevé est présentée ici. Elle utilise une combinaison des observateurs de vibration et des façonneurs d'entrée. Des amortisseurs de vibration ont été employés intensivement pour réduire la vibration des perturbations sinusoïdales, mais ils peuvent également être mis en application pour réduire la réponse des fonctions passagères. La formation d'entrée a prouvé salutaire pour la réduction de la vibration qui est provoquée par des changements de la commande de référence. Cependant, la formation d'entrée ne traite pas la vibration passionnante par des perturbations externes. En cet article, des amortisseurs de vibration et les façonneurs entrés sont conçus séquentiellement et réduire concurremment la vibration de la commande de référence et des perturbations externes. L'utilité de cette approche est démontrée par des simulations sur ordinateur et des résultats expérimentaux.

Control of tower cranes with double-pendulum payload dynamics / Joshua Vaughan in IEEE Transactions on control systems technology, Vol. 18 N° 6 (Novembre 2010) 

Public ISBD [article]  in IEEE Transactions on control systems technology > Vol. 18 N° 6 (Novembre 2010) . - pp. 1063-6536 Titre : Control of tower cranes with double-pendulum payload dynamics Type de document : texte imprimé Auteurs : Joshua Vaughan, Auteur ; Dooroo Kim, Auteur ; Singhose, Wiliam, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 1063-6536 Note générale : Génie Aérospatial Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Cranes  Input  shaping  Tower  crane  oscillation  Vibration Index. décimale : 629.1 Résumé : The usefulness of cranes is limited because the payload is supported by an overhead suspension cable that allows oscillation to occur during crane motion. Under certain conditions, the payload dynamics may introduce an additional oscillatory mode that creates a double pendulum. This paper presents an analysis of this effect on tower cranes. This paper also reviews a command generation technique to suppress the oscillatory dynamics with robustness to frequency changes. Experimental results are presented to verify that the proposed method can improve the ability of crane operators to drive a double-pendulum tower crane. The performance improvements occurred during both local and teleoperated control. DEWEY : 629.1 ISSN : 1063-6536 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5422812 [article] Control of tower cranes with double-pendulum payload dynamics [texte imprimé] / Joshua Vaughan, Auteur ; Dooroo Kim, Auteur ; Singhose, Wiliam, Auteur . - 2011 . - pp. 1063-6536. Génie Aérospatial Langues : Anglais (eng) in IEEE Transactions on control systems technology > Vol. 18 N° 6 (Novembre 2010) . - pp. 1063-6536 Mots-clés : Cranes  Input  shaping  Tower  crane  oscillation  Vibration Index. décimale : 629.1 Résumé : The usefulness of cranes is limited because the payload is supported by an overhead suspension cable that allows oscillation to occur during crane motion. Under certain conditions, the payload dynamics may introduce an additional oscillatory mode that creates a double pendulum. This paper presents an analysis of this effect on tower cranes. This paper also reviews a command generation technique to suppress the oscillatory dynamics with robustness to frequency changes. Experimental results are presented to verify that the proposed method can improve the ability of crane operators to drive a double-pendulum tower crane. The performance improvements occurred during both local and teleoperated control. DEWEY : 629.1 ISSN : 1063-6536 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5422812

Experimental Verification of Real-Time Control for Flexible Systems With On-Off Actuators / Singhose, Wiliam in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 128 N° 2 (Juin 2006) 

Public ISBD [article]  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

Finite-state input shaping / Khalid L. Sorensen in IEEE Transactions on control systems technology, Vol. 18 N° 3 (Mai 2010) 

Public ISBD [article]  in IEEE Transactions on control systems technology > Vol. 18 N° 3 (Mai 2010) . - pp. 664-672 Titre : Finite-state input shaping Type de document : texte imprimé Auteurs : Khalid L. Sorensen, Auteur ; Keith Hekman, Auteur ; Singhose, Wiliam, Auteur Année de publication : 2011 Article en page(s) : pp. 664-672 Note générale : Génie Aérospatial Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Command  shaping  Discrete  automata  Finite  actuation  Hybrid  system  Input  shaping  Quantized  control  Vibration Index. décimale : 629.1 Résumé : Input shaping is an effective method for suppressing motion-induced oscillation in flexible systems. This technique works well on systems with continuously-variable actuation. However, many systems only have a finite number of actuation states. For example, some relay-driven cranes have three actuation states: off, low-speed, and full speed. The discretizing effect of finite-state actuation can reduce the effectiveness of input shaping. This paper investigates the detrimental effects of discretization. The operational effects of finite-state input shaping are evaluated by using experimental results from a human-operated bridge crane, and a 3-D simulation of this crane. DEWEY : 629.1 ISSN : 1063-6536 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5280190 [article] Finite-state input shaping [texte imprimé] / Khalid L. Sorensen, Auteur ; Keith Hekman, Auteur ; Singhose, Wiliam, Auteur . - 2011 . - pp. 664-672. Génie Aérospatial Langues : Anglais (eng) in IEEE Transactions on control systems technology > Vol. 18 N° 3 (Mai 2010) . - pp. 664-672 Mots-clés : Command  shaping  Discrete  automata  Finite  actuation  Hybrid  system  Input  shaping  Quantized  control  Vibration Index. décimale : 629.1 Résumé : Input shaping is an effective method for suppressing motion-induced oscillation in flexible systems. This technique works well on systems with continuously-variable actuation. However, many systems only have a finite number of actuation states. For example, some relay-driven cranes have three actuation states: off, low-speed, and full speed. The discretizing effect of finite-state actuation can reduce the effectiveness of input shaping. This paper investigates the detrimental effects of discretization. The operational effects of finite-state input shaping are evaluated by using experimental results from a human-operated bridge crane, and a 3-D simulation of this crane. DEWEY : 629.1 ISSN : 1063-6536 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=5280190

Human Operator Performance Testing Using an Input-Shaped Bridge Crane / Attir, Khalid in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 835-841 p. Titre : Human Operator Performance Testing Using an Input-Shaped Bridge Crane Titre original : Essai de Performance d'Opérateur Humain en Utilisant une Entrée de Grue de Pont Type de document : texte imprimé Auteurs : Attir, Khalid, Auteur ; Huey, John, Auteur ; Singhose, Wiliam ; Lawrence, Jason, Auteur ; Frakes, David Article en page(s) : 835-841 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Oscillation  de  charge  Grue  Opérateur  humain  Contrôleur  Traitement  d'image  Manipulation Index. décimale : 629.8 Résumé : The payload oscillation inherent to all cranes makes it challenging for human operators to manipulate payloads quickly, accurately, and safely. An input-shaping controller was implemented on a large bridge crane at the Georgia Institute of Technology to reduce crane payload oscillation. The crane was used to study the performance of human operators as they drove the crane through obstacle courses. An image processing system was implemented to track the movement of the crane payload. Data from these experiments show that operators performed manipulation tasks faster, safer, and more effectively when input shaping was utilized to reduce payload sway. L'oscillation de charge utile inhérente à toutes les grues le rend provocant pour que les opérateurs humains manoeuvrent des charges utiles rapidement, exactement, et sans risque. Un contrôleur deformation a été mis en application sur une grande grue de pont à l'institut de la Géorgie de la technologie pour réduire l'oscillation de charge utile de grue. La grue a été utilisée pour étudier l'exécution des opérateurs humains pendant qu'ils conduisaient la grue par des cours d'obstacle. Un système de traitement d'image a été mis en application pour dépister le mouvement de la charge utile de grue. Les données de ces expériences prouvent que la manipulation effectuée par opérateurs charge plus rapidement, plus sûr, et plus efficacement quand la formation d'entrée a été utilisée pour réduire le balancement de charge utile. En ligne : bill.singhose.me.gatech.edu [article] Human Operator Performance Testing Using an Input-Shaped Bridge Crane = Essai de Performance d'Opérateur Humain en Utilisant une Entrée de Grue de Pont [texte imprimé] / Attir, Khalid, Auteur ; Huey, John, Auteur ; Singhose, Wiliam ; Lawrence, Jason, Auteur ; Frakes, David . - 835-841 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 835-841 p. Mots-clés : Oscillation  de  charge  Grue  Opérateur  humain  Contrôleur  Traitement  d'image  Manipulation Index. décimale : 629.8 Résumé : The payload oscillation inherent to all cranes makes it challenging for human operators to manipulate payloads quickly, accurately, and safely. An input-shaping controller was implemented on a large bridge crane at the Georgia Institute of Technology to reduce crane payload oscillation. The crane was used to study the performance of human operators as they drove the crane through obstacle courses. An image processing system was implemented to track the movement of the crane payload. Data from these experiments show that operators performed manipulation tasks faster, safer, and more effectively when input shaping was utilized to reduce payload sway. L'oscillation de charge utile inhérente à toutes les grues le rend provocant pour que les opérateurs humains manoeuvrent des charges utiles rapidement, exactement, et sans risque. Un contrôleur deformation a été mis en application sur une grande grue de pont à l'institut de la Géorgie de la technologie pour réduire l'oscillation de charge utile de grue. La grue a été utilisée pour étudier l'exécution des opérateurs humains pendant qu'ils conduisaient la grue par des cours d'obstacle. Un système de traitement d'image a été mis en application pour dépister le mouvement de la charge utile de grue. Les données de ces expériences prouvent que la manipulation effectuée par opérateurs charge plus rapidement, plus sûr, et plus efficacement quand la formation d'entrée a été utilisée pour réduire le balancement de charge utile. En ligne : bill.singhose.me.gatech.edu

Performance Measures For Input Shaping and Command Generation / Kozak, Kris in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 128 N° 3 (Septembre 2006)

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Reference Command Shaping Using Specified-Negative-Amplitude Input Shapers for Vibration Reduction / Singhose, Wiliam in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 1 (Mars 2004)

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Trends in the stability properties of CLSS controllers / John R. Huey in IEEE Transactions on control systems technology, Vol. 18 N° 5 (Septembre 2010) 

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