Modeling and Control of a Wheel Loader with a Humam-in-the-Loop Assessment Using Virtual Reality / Fales, Roger in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 127, N° 3 (Septembre 2005)  

Public ISBD [article]  inTransactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 3 (Septembre 2005) . - 415-423 p. Titre : Modeling and Control of a Wheel Loader with a Humam-in-the-Loop Assessment Using Virtual Reality Titre original : Modèle et Commande d'un Chargeur de Roue avec un Humam dans l'Evaluation de Boucle en Utilisant la Réalité Virtuelle Type de document : texte imprimé Auteurs : Fales, Roger, Auteur ; Spencer, Erik, Auteur ; Chipperfield, Kurt ; Wagner, Frank ; Kelkar, Atul Année de publication : 2006 Article en page(s) : 415-423 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Modèle dynamique Controleur Simulation en temps réel Électrohydraulique Boucle bloquée Conception MOuvement de tringlerie Index. décimale : 620.1/389 Résumé : This paper presents dynamic modeling, controller design, and virtual reality (VR) based humam in the loop real time simulation for a wheel loader control system. In particular, a loader with electrohydraulic actuation is considered. A detailed nonlinear dynamic model is developed for the hydraulic system and the loader linkage. The hydraulic model includes a load sensing pomp, valves, and cylinders. The linkage model represents a two degree of freedom loader with lift and tilt functions. A linear quadratic Gaussian based robust controller is designed for automatic bucket leveling to assist the operator by keeping the angle of the bucket leveled while the boom is in motion. The closed loop control system design is tested with a nonlinear model in a real time VR simulation. In the VR simulation, the operator intacts with the model using a joystick input. The loader linkage geometry is displayed to the operator in real time using a VR display. The controller performance was assessed in the VR environment. As expected, the controller was found to provide a significant improvement in the accuracy of the bucket leveling, particularyin the case of a novice operator controlling the linkage motion. While prototypes cannot be eliminated, the VR simulation combined with realistic physics and control dynamics provided a useful tool for evaluating hydraulic systems and controls with less reliance on prototype machines. Cet article présente modèle dynamique, conception de contrôleur, et humam basé virtuel de la réalité (VR) dans la simulation en temps réel de boucle pour un système de commande de chargeur de roue. En particulier, un chargeur avec la mise en action électrohydraulique est considéré. Un modèle dynamique non-linéaire détaillé est développé pour le circuit hydraulique et la tringlerie de chargeur. Le modèle hydraulique inclut une charge sentant la splendeur, les valves, et les cylindres. Le modèle de tringlerie représente des deux degrés de chargeur de liberté avec des fonctions d'ascenseur et d'inclinaison. Un contrôleur robuste basé gaussien quadratique linéaire est conçu pour le seau automatique nivelant pour aider l'opérateur en gardant l'angle du seau nivelé tandis que la perche est dans le mouvement. La conception de système de commande de boucle bloquée est examinée avec un modèle non-linéaire dans une simulation en temps réel de VR. Dans la simulation de VR, les intacts d'opérateur avec le modèle en utilisant une entrée de manche. La géométrie de tringlerie de chargeur est montrée à l'opérateur en temps réel en utilisant un affichage de VR. L'exécution de contrôleur a été évaluée dans l'environnement de VR. Comme prévu, le contrôleur s'est avéré pour fournir une amélioration significative de l'exactitude du seau nivelant, particulièrement dans le cas d'un opérateur de débutant commandant le mouvement de tringlerie. Tandis qu'on ne peut pas éliminer des prototypes, la simulation de VR combinée avec la dynamique réaliste de physique et de commande a fourni à un outil utile pour évaluer les circuits hydrauliques et les commandes moins de confiance sur des machines de prototype. En ligne : falesr@missouri.edu [article] Modeling and Control of a Wheel Loader with a Humam-in-the-Loop Assessment Using Virtual Reality = Modèle et Commande d'un Chargeur de Roue avec un Humam dans l'Evaluation de Boucle en Utilisant la Réalité Virtuelle [texte imprimé] / Fales, Roger, Auteur ; Spencer, Erik, Auteur ; Chipperfield, Kurt ; Wagner, Frank ; Kelkar, Atul . - 2006 . - 415-423 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 3 (Septembre 2005) . - 415-423 p. Mots-clés : Modèle dynamique Controleur Simulation en temps réel Électrohydraulique Boucle bloquée Conception MOuvement de tringlerie Index. décimale : 620.1/389 Résumé : This paper presents dynamic modeling, controller design, and virtual reality (VR) based humam in the loop real time simulation for a wheel loader control system. In particular, a loader with electrohydraulic actuation is considered. A detailed nonlinear dynamic model is developed for the hydraulic system and the loader linkage. The hydraulic model includes a load sensing pomp, valves, and cylinders. The linkage model represents a two degree of freedom loader with lift and tilt functions. A linear quadratic Gaussian based robust controller is designed for automatic bucket leveling to assist the operator by keeping the angle of the bucket leveled while the boom is in motion. The closed loop control system design is tested with a nonlinear model in a real time VR simulation. In the VR simulation, the operator intacts with the model using a joystick input. The loader linkage geometry is displayed to the operator in real time using a VR display. The controller performance was assessed in the VR environment. As expected, the controller was found to provide a significant improvement in the accuracy of the bucket leveling, particularyin the case of a novice operator controlling the linkage motion. While prototypes cannot be eliminated, the VR simulation combined with realistic physics and control dynamics provided a useful tool for evaluating hydraulic systems and controls with less reliance on prototype machines. Cet article présente modèle dynamique, conception de contrôleur, et humam basé virtuel de la réalité (VR) dans la simulation en temps réel de boucle pour un système de commande de chargeur de roue. En particulier, un chargeur avec la mise en action électrohydraulique est considéré. Un modèle dynamique non-linéaire détaillé est développé pour le circuit hydraulique et la tringlerie de chargeur. Le modèle hydraulique inclut une charge sentant la splendeur, les valves, et les cylindres. Le modèle de tringlerie représente des deux degrés de chargeur de liberté avec des fonctions d'ascenseur et d'inclinaison. Un contrôleur robuste basé gaussien quadratique linéaire est conçu pour le seau automatique nivelant pour aider l'opérateur en gardant l'angle du seau nivelé tandis que la perche est dans le mouvement. La conception de système de commande de boucle bloquée est examinée avec un modèle non-linéaire dans une simulation en temps réel de VR. Dans la simulation de VR, les intacts d'opérateur avec le modèle en utilisant une entrée de manche. La géométrie de tringlerie de chargeur est montrée à l'opérateur en temps réel en utilisant un affichage de VR. L'exécution de contrôleur a été évaluée dans l'environnement de VR. Comme prévu, le contrôleur s'est avéré pour fournir une amélioration significative de l'exactitude du seau nivelant, particulièrement dans le cas d'un opérateur de débutant commandant le mouvement de tringlerie. Tandis qu'on ne peut pas éliminer des prototypes, la simulation de VR combinée avec la dynamique réaliste de physique et de commande a fourni à un outil utile pour évaluer les circuits hydrauliques et les commandes moins de confiance sur des machines de prototype. En ligne : falesr@missouri.edu

Exemplaires

Code-barres	Cote	Support	Localisation	Section	Disponibilité
aucun exemplaire