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in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 753-764 p.
Titre : Real-Time Tip-Over Prevention and Path Following Control for Redundant Nonholonomic Mobile Modular Manipulators via Fuzzy and Neural-Fuzzy Approaches Titre original : Empêchement Fini de Bout en Temps Réel et Commande Suivante de Chemin pour les Manipulateurs Modulaires Mobiles Superflus de Nonholonomic par l'Intermédiaire des Approches Brouillées Brouillées et Neurales Type de document : texte imprimé Auteurs : Yangmin, Li., Auteur ; Yugang, Liu, Auteur Article en page(s) : 753-764 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Manipulateur modulaire mobile nonholonomic superflu Manipulateur modulaire Stabilité Inertie Pesanteur Accélération Planificateur Contrôleur brouillé neural adaptif Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents a practical method for automatic tip-over prevention and path following control of a redundant nonholonomic mobile modular manipulator. According to modular robot concept, the mobile platform is treated as a special module attached to the base of the modular manipulator, then an integrated structure is constructed and its dynamic modeling is performed. A new tip-over stability criterion based on the supporting forces is proposed in consideration of inertia, gravity, and acceleration. An online fuzzy logic (FL) self-motion planner and an adaptive neural-fuzzy controller (ANFC) are presented: The former is used to generate desired self-motions in a real-time manner, and the latter is used to prevent the robot from tipping over and to control the end-effector to follow a desired spacial trajectory at the same time. The proposed algorithm does not need any a priori knowledge of dynamic parameters and can suppress bounded external disturbances effectively. Simulation results for a real robot validate the dynamic modeling method and the controller design algorithm.
Cet article présente une méthode pratique pour le bout automatique au-dessus de l'empêchement et le chemin après commande d'un manipulateur modulaire mobile nonholonomic superflu. Selon le concept modulaire de robot, la plateforme mobile est traitée comme module spécial attaché à la base du manipulateur modulaire, puis une structure intégrée est construite et son modeler dynamique est exécuté. On propose un critère fini de stabilité de nouveau bout basé sur les forces de support dans la considération de l'inertie, de la pesanteur, et de l'accélération. Un planificateur en ligne de mouvement d'art de l'auto-portrait de la logique floue (FL) et un contrôleur brouillé neural adaptatif (ANFC) sont présentés : L'ancien est employé pour se produire a désiré des mouvements d'art de l'auto-portrait d'une façon en temps réel, et le dernier est employé pour empêcher le robot d'incliner fini et pour commander le terminal pour suivre une trajectoire spacial désirée en même temps. L'algorithme proposé n'a besoin d'aucune connaissance a priori des paramètres dynamiques et peut supprimer des perturbations externes liées efficacement. Les résultats de simulation pour un vrai robot valident la méthode modelante dynamique et l'algorithme de conception de contrôleur.En ligne : ymli@umac.mo, ya27401@umac.mo [article] Real-Time Tip-Over Prevention and Path Following Control for Redundant Nonholonomic Mobile Modular Manipulators via Fuzzy and Neural-Fuzzy Approaches = Empêchement Fini de Bout en Temps Réel et Commande Suivante de Chemin pour les Manipulateurs Modulaires Mobiles Superflus de Nonholonomic par l'Intermédiaire des Approches Brouillées Brouillées et Neurales [texte imprimé] / Yangmin, Li., Auteur ; Yugang, Liu, Auteur . - 753-764 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 753-764 p.
Mots-clés : Manipulateur modulaire mobile nonholonomic superflu Manipulateur modulaire Stabilité Inertie Pesanteur Accélération Planificateur Contrôleur brouillé neural adaptif Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents a practical method for automatic tip-over prevention and path following control of a redundant nonholonomic mobile modular manipulator. According to modular robot concept, the mobile platform is treated as a special module attached to the base of the modular manipulator, then an integrated structure is constructed and its dynamic modeling is performed. A new tip-over stability criterion based on the supporting forces is proposed in consideration of inertia, gravity, and acceleration. An online fuzzy logic (FL) self-motion planner and an adaptive neural-fuzzy controller (ANFC) are presented: The former is used to generate desired self-motions in a real-time manner, and the latter is used to prevent the robot from tipping over and to control the end-effector to follow a desired spacial trajectory at the same time. The proposed algorithm does not need any a priori knowledge of dynamic parameters and can suppress bounded external disturbances effectively. Simulation results for a real robot validate the dynamic modeling method and the controller design algorithm.
Cet article présente une méthode pratique pour le bout automatique au-dessus de l'empêchement et le chemin après commande d'un manipulateur modulaire mobile nonholonomic superflu. Selon le concept modulaire de robot, la plateforme mobile est traitée comme module spécial attaché à la base du manipulateur modulaire, puis une structure intégrée est construite et son modeler dynamique est exécuté. On propose un critère fini de stabilité de nouveau bout basé sur les forces de support dans la considération de l'inertie, de la pesanteur, et de l'accélération. Un planificateur en ligne de mouvement d'art de l'auto-portrait de la logique floue (FL) et un contrôleur brouillé neural adaptatif (ANFC) sont présentés : L'ancien est employé pour se produire a désiré des mouvements d'art de l'auto-portrait d'une façon en temps réel, et le dernier est employé pour empêcher le robot d'incliner fini et pour commander le terminal pour suivre une trajectoire spacial désirée en même temps. L'algorithme proposé n'a besoin d'aucune connaissance a priori des paramètres dynamiques et peut supprimer des perturbations externes liées efficacement. Les résultats de simulation pour un vrai robot valident la méthode modelante dynamique et l'algorithme de conception de contrôleur.En ligne : ymli@umac.mo, ya27401@umac.mo
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 765-777 p.
Titre : Dynamic Performance, Mobility, and Agility of Multilegged Robots Titre original : Exécution, Mobilité, et Agilité Dynamiques des Robots Multi Jambes Type de document : texte imprimé Auteurs : Bowling, Alan P., Auteur Article en page(s) : 765-777 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Robot multi-jambes Accélération Déclancheur Friction Degré de liberté Rotation Index. décimale : 629.8 Résumé : Background. This article presents a method for describing the dynamic performance of multilegged robots. It involves examining how well the legged system uses ground contact to produce acceleration of its body; these abilities are referred to as its force and acceleration capabilities. These capabilities are bounded by actuator torque limits and the no-slip condition. Method of Approach. The approach followed here is based on the dynamic capability equations, which are extended to consider frictional ground contact as well as the changes in degrees-of-freedom that occurs as the robot goes into and out of contact with the ground. Results. The analysis describes the maximum translational and rotational accelerations of the main-body that are guaranteed to be achievable in every direction without causing slipping at the contact points or saturating an actuator. Conclusion. This analysis provides a description of the mobility and agility of legged robots. The method is illustrated using a hexapod as an example.
Fond. Cet article présente une méthode pour décrire l'exécution dynamique des robots multi à jambes. Il implique d'examiner à quel point les utilisations à jambes de système rectifiées entrent en contact pour produire l'accélération de son corps ; ces capacités désigné sous le nom de ses possibilités de force et d'accélération. Ces possibilités sont liées par des limites de couple de déclencheur et aucun-glissez la condition. Méthode d'approche. L'approche suivie ici est basée sur les équations dynamiques de possibilités, qui sont prolongées pour considérer le contact au sol de friction comme les changements des degrés de liberté qui se produit pendant que le robot va en et hors de contact avec la terre. Résultats. L'analyse décrit les accélérations de translation et de rotation maximum du corps principal qui sont garanties pour être réalisables dans chaque direction sans causer le glissement aux points de contact ou saturer un déclencheur. Conclusion. Cette analyse fournit une description de la mobilité et de l'agilité des robots à jambes. La méthode est illustrée en utilisant un hexapode comme exemple.En ligne : abowling@nd.edu [article] Dynamic Performance, Mobility, and Agility of Multilegged Robots = Exécution, Mobilité, et Agilité Dynamiques des Robots Multi Jambes [texte imprimé] / Bowling, Alan P., Auteur . - 765-777 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 765-777 p.
Mots-clés : Robot multi-jambes Accélération Déclancheur Friction Degré de liberté Rotation Index. décimale : 629.8 Résumé : Background. This article presents a method for describing the dynamic performance of multilegged robots. It involves examining how well the legged system uses ground contact to produce acceleration of its body; these abilities are referred to as its force and acceleration capabilities. These capabilities are bounded by actuator torque limits and the no-slip condition. Method of Approach. The approach followed here is based on the dynamic capability equations, which are extended to consider frictional ground contact as well as the changes in degrees-of-freedom that occurs as the robot goes into and out of contact with the ground. Results. The analysis describes the maximum translational and rotational accelerations of the main-body that are guaranteed to be achievable in every direction without causing slipping at the contact points or saturating an actuator. Conclusion. This analysis provides a description of the mobility and agility of legged robots. The method is illustrated using a hexapod as an example.
Fond. Cet article présente une méthode pour décrire l'exécution dynamique des robots multi à jambes. Il implique d'examiner à quel point les utilisations à jambes de système rectifiées entrent en contact pour produire l'accélération de son corps ; ces capacités désigné sous le nom de ses possibilités de force et d'accélération. Ces possibilités sont liées par des limites de couple de déclencheur et aucun-glissez la condition. Méthode d'approche. L'approche suivie ici est basée sur les équations dynamiques de possibilités, qui sont prolongées pour considérer le contact au sol de friction comme les changements des degrés de liberté qui se produit pendant que le robot va en et hors de contact avec la terre. Résultats. L'analyse décrit les accélérations de translation et de rotation maximum du corps principal qui sont garanties pour être réalisables dans chaque direction sans causer le glissement aux points de contact ou saturer un déclencheur. Conclusion. Cette analyse fournit une description de la mobilité et de l'agilité des robots à jambes. La méthode est illustrée en utilisant un hexapode comme exemple.En ligne : abowling@nd.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 778-787 p.
Titre : High Precision Hydrostatic Actuation Systems for Micro- and Nanomanipulation of Heavy Loads Titre original : Systèmes Hydrostatiques de Mise en Action de Précision Elevée pour Micro et Nanomanipulation des Charges Lourdes Type de document : texte imprimé Auteurs : Habibi, Saeid, Auteur ; Burton, Richard, Auteur ; Sampson, Eric Article en page(s) : 778-787 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Système hydrostatique Déclancheur électrohydraulique Plateforme piézoélectrique Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper reports on an important finding, that is, hydrostatic actuation systems are able to manipulate heavy loads with submicron precision and a large stroke. In this relation, the design of a high-precision hydrostatic actuation system referred to as the ElectroHydraulic Actuator (EHA) is presented. A laboratory prototype of this system has achieved an unprecedented level of performance by being able to move a large load of 20 Kg with a precision of 100 nm and a stroke of 12 cm. This level of performance places the hydrostatic actuation concept in competition with piezoelectric platforms in terms of positional accuracy. Experimental results from this prototype are reported and analyzed.
En cet article rend compte d'une conclusion importante, c.-à-d., les systèmes hydrostatiques de mise en action peuvent manoeuvrer les charges lourdes avec la précision submicronique et une grande course. Dans cette relation, la conception d'un système hydrostatique à haute précision de mise en action désigné sous le nom du déclencheur électrohydraulique (EHA) est présentée. Un prototype de laboratoire de ce système a réalisé un niveau sans précédent d'exécution en pouvant déplacer une grande charge de 20 kilogrammes avec une précision de 100 nm et une course de 12 centimètres. Ce niveau d'exécution place le concept hydrostatique de mise en action en concurrence avec les plateformes piézoélectriques en termes d'exactitude de position. Des résultats expérimentaux de ce prototype sont rapportés et analysés.[article] High Precision Hydrostatic Actuation Systems for Micro- and Nanomanipulation of Heavy Loads = Systèmes Hydrostatiques de Mise en Action de Précision Elevée pour Micro et Nanomanipulation des Charges Lourdes [texte imprimé] / Habibi, Saeid, Auteur ; Burton, Richard, Auteur ; Sampson, Eric . - 778-787 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 778-787 p.
Mots-clés : Système hydrostatique Déclancheur électrohydraulique Plateforme piézoélectrique Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper reports on an important finding, that is, hydrostatic actuation systems are able to manipulate heavy loads with submicron precision and a large stroke. In this relation, the design of a high-precision hydrostatic actuation system referred to as the ElectroHydraulic Actuator (EHA) is presented. A laboratory prototype of this system has achieved an unprecedented level of performance by being able to move a large load of 20 Kg with a precision of 100 nm and a stroke of 12 cm. This level of performance places the hydrostatic actuation concept in competition with piezoelectric platforms in terms of positional accuracy. Experimental results from this prototype are reported and analyzed.
En cet article rend compte d'une conclusion importante, c.-à-d., les systèmes hydrostatiques de mise en action peuvent manoeuvrer les charges lourdes avec la précision submicronique et une grande course. Dans cette relation, la conception d'un système hydrostatique à haute précision de mise en action désigné sous le nom du déclencheur électrohydraulique (EHA) est présentée. Un prototype de laboratoire de ce système a réalisé un niveau sans précédent d'exécution en pouvant déplacer une grande charge de 20 kilogrammes avec une précision de 100 nm et une course de 12 centimètres. Ce niveau d'exécution place le concept hydrostatique de mise en action en concurrence avec les plateformes piézoélectriques en termes d'exactitude de position. Des résultats expérimentaux de ce prototype sont rapportés et analysés.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 788-799 p.
Titre : Velocity and Acceleration Cones for Kinematic and Dynamic Constraints on Omni-Directional Mobile Robots Titre original : Cônes de Vitesse et d'Accélération pour des Contraintes Cinématiques et Dynamiques sur les Robots Mobiles Omnidirectionnels Type de document : texte imprimé Auteurs : Jianhua, Wu, Auteur ; Williams II, Robert L., Auteur ; Lew, Jae Article en page(s) : 788-799 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Contrainte cinématique Contrainte dynamique Déclancheur Planification Robot omnidimentionnelle Planificateur Modèle non-linéaire Contrôleur dynamique Index. décimale : 629.8 Résumé : We consider the problems of kinematic and dynamic constraints, with actuator saturation and wheel slippage avoidance, for motion planning of a holonomic three-wheeled omni-directional robot. That is, the motion planner must not demand more velocity and acceleration at each time instant than the robot can provide. A new coupled non-linear dynamics model is derived. The novel concepts of Velocity and Acceleration Cones are proposed for determining the kinematic and dynamic constraints. The Velocity Cone is based on kinematics; we propose two Acceleration Cones, one for avoiding actuator saturation and the other for avoiding wheel slippage. The wheel slippage Acceleration Cone was found to dominate. In practical motion, all commanded velocities and accelerations from the motion planner must lie within these cones for successful motion. Case studies, simulations, and experimental validations are presented for our dynamic model and controller, plus the Velocity and Acceleration Cones.
Nous considérons les problèmes des contraintes cinématiques et dynamiques, avec la saturation de déclencheur et l'action d'éviter de patinage de roue, pour la planification de mouvement d'un robot omnidirectionnel trois-roulé holonomic. C'est-à-dire, le planificateur de mouvement ne doit pas exiger plus de vitesse et d'accélération à chaque fois que l'instant que le robot peut fournir. Un nouveau modèle non linéaire couplé de dynamique est dérivé. On propose les concepts de roman des cônes de vitesse et d'accélération pour déterminer les contraintes cinématiques et dynamiques. Le cône de vitesse est basé sur la cinématique ; nous proposons deux cônes d'accélération, un pour éviter la saturation de déclencheur et l'autre pour éviter le patinage de roue. Le cône d'accélération de patinage de roue s'est avéré pour dominer. Dans le mouvement pratique, toutes les vitesses et accélérations commandées du planificateur de mouvement doivent se trouver en dessous de ces cônes pour le mouvement réussi. Des études de cas, les simulations, et les validations expérimentales sont présentées pour notre modèle et contrôleur dynamiques, plus les cônes de vitesse et d'accélération.En ligne : williar4@ohio.edu [article] Velocity and Acceleration Cones for Kinematic and Dynamic Constraints on Omni-Directional Mobile Robots = Cônes de Vitesse et d'Accélération pour des Contraintes Cinématiques et Dynamiques sur les Robots Mobiles Omnidirectionnels [texte imprimé] / Jianhua, Wu, Auteur ; Williams II, Robert L., Auteur ; Lew, Jae . - 788-799 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 788-799 p.
Mots-clés : Contrainte cinématique Contrainte dynamique Déclancheur Planification Robot omnidimentionnelle Planificateur Modèle non-linéaire Contrôleur dynamique Index. décimale : 629.8 Résumé : We consider the problems of kinematic and dynamic constraints, with actuator saturation and wheel slippage avoidance, for motion planning of a holonomic three-wheeled omni-directional robot. That is, the motion planner must not demand more velocity and acceleration at each time instant than the robot can provide. A new coupled non-linear dynamics model is derived. The novel concepts of Velocity and Acceleration Cones are proposed for determining the kinematic and dynamic constraints. The Velocity Cone is based on kinematics; we propose two Acceleration Cones, one for avoiding actuator saturation and the other for avoiding wheel slippage. The wheel slippage Acceleration Cone was found to dominate. In practical motion, all commanded velocities and accelerations from the motion planner must lie within these cones for successful motion. Case studies, simulations, and experimental validations are presented for our dynamic model and controller, plus the Velocity and Acceleration Cones.
Nous considérons les problèmes des contraintes cinématiques et dynamiques, avec la saturation de déclencheur et l'action d'éviter de patinage de roue, pour la planification de mouvement d'un robot omnidirectionnel trois-roulé holonomic. C'est-à-dire, le planificateur de mouvement ne doit pas exiger plus de vitesse et d'accélération à chaque fois que l'instant que le robot peut fournir. Un nouveau modèle non linéaire couplé de dynamique est dérivé. On propose les concepts de roman des cônes de vitesse et d'accélération pour déterminer les contraintes cinématiques et dynamiques. Le cône de vitesse est basé sur la cinématique ; nous proposons deux cônes d'accélération, un pour éviter la saturation de déclencheur et l'autre pour éviter le patinage de roue. Le cône d'accélération de patinage de roue s'est avéré pour dominer. Dans le mouvement pratique, toutes les vitesses et accélérations commandées du planificateur de mouvement doivent se trouver en dessous de ces cônes pour le mouvement réussi. Des études de cas, les simulations, et les validations expérimentales sont présentées pour notre modèle et contrôleur dynamiques, plus les cônes de vitesse et d'accélération.En ligne : williar4@ohio.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 800-810 p.
Titre : Induced Master Motion in Force-Reflecting Teleoperation Titre original : Mouvement Principal Induit en Vigueur Reflétant Téléopération Type de document : texte imprimé Auteurs : Kuchenbecker, Katherine J., Auteur ; Niemeyer, Günter, Auteur Article en page(s) : 800-810 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Télérobotique Rétroaction Instabilité Boucle d'vertissement Téléopération Reflexion stable Inertie Modèle non-linéaire Stabilité Index. décimale : 629.8 Résumé : Telerobotic systems have persistently struggled to provide users with realistic force feedback; high-frequency contact transients convey important information about the remote environment but are typically attenuated to avoid the contact instability they incite. This undesirable behavior can be traced to high-frequency induced master motion, movement of the master device that is caused by force feedback rather than user intention. Such motion is interpreted as a position command to the slave, closing an internal control loop that is unstable under high gain. This paper examines the phenomenon of induced master motion in position-force teleoperation, presenting a new approach for achieving stable, high-gain force reflection using model-based cancellation. Requirements for the model of the induced motion dynamics and methods for its characterization are described, focusing on successive isolation of inertial and connecting elements. The sixth-order nonlinear model obtained for a one-degree-of-freedom user-master system is validated and then tested in a cancellation controller. Canceling high-frequency induced master motion during teleoperation is shown to improve the stability of impacts, allowing significantly higher force reflection levels and a more authentic user experience.
Les systèmes de Telerobotic ont constamment lutté pour fournir à des utilisateurs la rétroaction réaliste de force ; les coupures à haute fréquence de contact donnent des informations importantes sur l'environnement à distance mais sont typiquement atténuées pour éviter l'instabilité de contact qu'elles incitent. Ce comportement indésirable peut être tracé au mouvement principal induit par haute fréquence, mouvement du dispositif principal qui est provoqué par rétroaction de force plutôt qu'intention d'utilisateur. Un tel mouvement est interprété comme commande de position au slave, fermeture une boucle d'avertissement interne qui est instable sous le gain élevé. Cet article examine le phénomène du mouvement principal induit en position teleoperation de force, présentant une nouvelle approche pour réaliser la réflexion stable et à gain élevé de force en utilisant l'annulation basée par modèle. Des conditions pour le modèle de la dynamique induite de mouvement et les méthodes pour sa caractérisation sont décrites, se concentrant sur l'isolement successif des éléments à inertie et se reliants. Le modèle non-linéaire du sixième ordre obtenu pour un un degré de système de maître d'utilisateur de liberté est validé et puis examiné dans un contrôleur d'annulation. L'annulation du mouvement principal induit par haute fréquence pendant le teleoperation est montrée pour améliorer la stabilité des impacts, permettant des niveaux sensiblement plus élevés de réflexion de force et une expérience plus authentique d'utilisateur.En ligne : katherin@stanfordalumni.org, gunter.niemeyer@stanford.edu [article] Induced Master Motion in Force-Reflecting Teleoperation = Mouvement Principal Induit en Vigueur Reflétant Téléopération [texte imprimé] / Kuchenbecker, Katherine J., Auteur ; Niemeyer, Günter, Auteur . - 800-810 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 800-810 p.
Mots-clés : Télérobotique Rétroaction Instabilité Boucle d'vertissement Téléopération Reflexion stable Inertie Modèle non-linéaire Stabilité Index. décimale : 629.8 Résumé : Telerobotic systems have persistently struggled to provide users with realistic force feedback; high-frequency contact transients convey important information about the remote environment but are typically attenuated to avoid the contact instability they incite. This undesirable behavior can be traced to high-frequency induced master motion, movement of the master device that is caused by force feedback rather than user intention. Such motion is interpreted as a position command to the slave, closing an internal control loop that is unstable under high gain. This paper examines the phenomenon of induced master motion in position-force teleoperation, presenting a new approach for achieving stable, high-gain force reflection using model-based cancellation. Requirements for the model of the induced motion dynamics and methods for its characterization are described, focusing on successive isolation of inertial and connecting elements. The sixth-order nonlinear model obtained for a one-degree-of-freedom user-master system is validated and then tested in a cancellation controller. Canceling high-frequency induced master motion during teleoperation is shown to improve the stability of impacts, allowing significantly higher force reflection levels and a more authentic user experience.
Les systèmes de Telerobotic ont constamment lutté pour fournir à des utilisateurs la rétroaction réaliste de force ; les coupures à haute fréquence de contact donnent des informations importantes sur l'environnement à distance mais sont typiquement atténuées pour éviter l'instabilité de contact qu'elles incitent. Ce comportement indésirable peut être tracé au mouvement principal induit par haute fréquence, mouvement du dispositif principal qui est provoqué par rétroaction de force plutôt qu'intention d'utilisateur. Un tel mouvement est interprété comme commande de position au slave, fermeture une boucle d'avertissement interne qui est instable sous le gain élevé. Cet article examine le phénomène du mouvement principal induit en position teleoperation de force, présentant une nouvelle approche pour réaliser la réflexion stable et à gain élevé de force en utilisant l'annulation basée par modèle. Des conditions pour le modèle de la dynamique induite de mouvement et les méthodes pour sa caractérisation sont décrites, se concentrant sur l'isolement successif des éléments à inertie et se reliants. Le modèle non-linéaire du sixième ordre obtenu pour un un degré de système de maître d'utilisateur de liberté est validé et puis examiné dans un contrôleur d'annulation. L'annulation du mouvement principal induit par haute fréquence pendant le teleoperation est montrée pour améliorer la stabilité des impacts, permettant des niveaux sensiblement plus élevés de réflexion de force et une expérience plus authentique d'utilisateur.En ligne : katherin@stanfordalumni.org, gunter.niemeyer@stanford.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 811-819 p.
Titre : New Results on Robot Modeling and Simulation Titre original : Nouveaux Résultats sur Modélisation et Simulation de Robot Type de document : texte imprimé Auteurs : Celentano, Laura, Auteur ; Lervolino, Raffaelle, Auteur Article en page(s) : 811-819 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dynamique de robot Inertie Gradient cinétique d'énergie Robot planaire Hache tournante Théorème Energie cinétique Lien flexible Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper the possibility of simulating the robot forward dynamics by making use of the inertia matrix and of the kinetic energy gradient only is demonstrated. Such method is shown to be simpler and numerically more efficient than the classical approaches. In the case of planar robots with revolute joints and link centers of mass belonging to the plane containing the rotating axes of the joints, theorems are formulated and demonstrated providing a relatively fast and simple method of calculation for both the inertia matrix and the gradient of the kinetic energy. This allows obtaining a simple and efficient tool to simulate practical robots with rigid links and can also be particularly useful for studying robots with flexible links. By using the proposed approach, the model of a practical planar robot, designed by the computer aided design software package CATIATM, is easily developed and implemented. The simulation results when the gradient of the kinetic energy is computed analytically versus numerically are compared to illustrate that the computational costs are relatively low and the accuracy is high.
En cet article la possibilité de simuler la dynamique de robot en avant en se servant de la matrice d'inertie et du gradient cinétique d'énergie seulement est démontrée. Une telle méthode s'avère plus simple et numériquement plus efficace que les approches classiques. Dans le cas des robots planaires avec des joints de revolute et des centres de lien de la masse appartenant à l'avion contenant les haches tournantes des joints, des théorèmes sont formulés et démontrés fournissant une méthode de calcul relativement rapide et simple pour la matrice d'inertie et le gradient de l'énergie cinétique. Ceci laisse obtenir un outil simple et efficace pour simuler les robots pratiques avec des liens rigides et peut également être particulièrement utile pour étudier des robots avec des liens flexibles. En employant l'approche proposée, le modèle d'un robot planaire pratique, conçu par le progiciel de conception assistée par ordinateur CATIATM, est facilement développé et mis en application. La simulation résulte quand le gradient de l'énergie cinétique est calculé analytiquement contre numériquement sont comparés pour illustrer que les coûts informatiques sont relativement bas et l'exactitude est haute.En ligne : lacelent@unina.it [article] New Results on Robot Modeling and Simulation = Nouveaux Résultats sur Modélisation et Simulation de Robot [texte imprimé] / Celentano, Laura, Auteur ; Lervolino, Raffaelle, Auteur . - 811-819 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 811-819 p.
Mots-clés : Dynamique de robot Inertie Gradient cinétique d'énergie Robot planaire Hache tournante Théorème Energie cinétique Lien flexible Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper the possibility of simulating the robot forward dynamics by making use of the inertia matrix and of the kinetic energy gradient only is demonstrated. Such method is shown to be simpler and numerically more efficient than the classical approaches. In the case of planar robots with revolute joints and link centers of mass belonging to the plane containing the rotating axes of the joints, theorems are formulated and demonstrated providing a relatively fast and simple method of calculation for both the inertia matrix and the gradient of the kinetic energy. This allows obtaining a simple and efficient tool to simulate practical robots with rigid links and can also be particularly useful for studying robots with flexible links. By using the proposed approach, the model of a practical planar robot, designed by the computer aided design software package CATIATM, is easily developed and implemented. The simulation results when the gradient of the kinetic energy is computed analytically versus numerically are compared to illustrate that the computational costs are relatively low and the accuracy is high.
En cet article la possibilité de simuler la dynamique de robot en avant en se servant de la matrice d'inertie et du gradient cinétique d'énergie seulement est démontrée. Une telle méthode s'avère plus simple et numériquement plus efficace que les approches classiques. Dans le cas des robots planaires avec des joints de revolute et des centres de lien de la masse appartenant à l'avion contenant les haches tournantes des joints, des théorèmes sont formulés et démontrés fournissant une méthode de calcul relativement rapide et simple pour la matrice d'inertie et le gradient de l'énergie cinétique. Ceci laisse obtenir un outil simple et efficace pour simuler les robots pratiques avec des liens rigides et peut également être particulièrement utile pour étudier des robots avec des liens flexibles. En employant l'approche proposée, le modèle d'un robot planaire pratique, conçu par le progiciel de conception assistée par ordinateur CATIATM, est facilement développé et mis en application. La simulation résulte quand le gradient de l'énergie cinétique est calculé analytiquement contre numériquement sont comparés pour illustrer que les coûts informatiques sont relativement bas et l'exactitude est haute.En ligne : lacelent@unina.it
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 820-828 p.
Titre : Interaction Between Secondaries in a Thermal-Hydraulic Network Titre original : Interaction Entre Secondaries dans un Réseau Hydraulique Thermique Type de document : texte imprimé Auteurs : Cai, Weihua, Auteur ; Walfre, Franco, Auteur ; Arimany, Gregor ; Mihir, Sen, Auteur ; Yang, K. T. ; McClain, Rodney L. Article en page(s) : 820-828 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Boucle secondaire Intéraction hydrodynamique Intéraction thermique Refroidissement Index. décimale : 629.8 Résumé : The design of one secondary loop of a complex network often neglects the effect that its operation has on the others. The present is a study of hydrodynamic and thermal interaction between secondaries in a thermal-hydraulic network as the system goes from one steady state to another. Experimental results are related to those derived from a mathematical model. The network consists of a primary and three secondary loops. There is a water-to-water heat exchanger on each secondary, with the cooling coming from the primary and the heating from a separate loop. A step change is introduced by manually actuating a valve in one of the secondaries, resulting in changes in the other loops also. The response time of the temperature is found to be an order of magnitude higher than that of the flow rate, which is again an order of magnitude higher than the pressure difference. The steady-state results show that there is significant interaction, and that it is dependent on the initial operating condition. The hydrodynamic and thermal responses are found to be very different.
La conception d'une boucle secondaire d'un réseau complexe néglige souvent l'effet que son opération a de l'autre. Le présent est une étude d'interaction hydrodynamique et thermique entre les secondaries dans un réseau thermique-hydraulique car le système va d'un état d'équilibre à l'autre. Des résultats expérimentaux sont liés à ceux dérivés d'un modèle mathématique. Le réseau se compose des boucles primaires et trois secondaires. Il y a un échangeur de chaleur de l'eau-à-eau sur chacun secondaire, avec venir de refroidissement du primaire et le chauffage d'une boucle séparée. Un changement d'étape est présenté en enclenchant manuellement une valve d'un des secondaries, ayant pour résultat des changements des autres boucles également. Le temps de réponse de la température s'avère un ordre de grandeur plus haut que celui du débit, qui est encore un ordre de grandeur plus haut que la différence de pression. Les résultats équilibrés prouvent qu'il y a d'interaction significative, et qu'elle dépend de la condition de fonctionnement initiale. Les réponses hydrodynamiques et thermiques s'avèrent très différentes.[article] Interaction Between Secondaries in a Thermal-Hydraulic Network = Interaction Entre Secondaries dans un Réseau Hydraulique Thermique [texte imprimé] / Cai, Weihua, Auteur ; Walfre, Franco, Auteur ; Arimany, Gregor ; Mihir, Sen, Auteur ; Yang, K. T. ; McClain, Rodney L. . - 820-828 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 820-828 p.
Mots-clés : Boucle secondaire Intéraction hydrodynamique Intéraction thermique Refroidissement Index. décimale : 629.8 Résumé : The design of one secondary loop of a complex network often neglects the effect that its operation has on the others. The present is a study of hydrodynamic and thermal interaction between secondaries in a thermal-hydraulic network as the system goes from one steady state to another. Experimental results are related to those derived from a mathematical model. The network consists of a primary and three secondary loops. There is a water-to-water heat exchanger on each secondary, with the cooling coming from the primary and the heating from a separate loop. A step change is introduced by manually actuating a valve in one of the secondaries, resulting in changes in the other loops also. The response time of the temperature is found to be an order of magnitude higher than that of the flow rate, which is again an order of magnitude higher than the pressure difference. The steady-state results show that there is significant interaction, and that it is dependent on the initial operating condition. The hydrodynamic and thermal responses are found to be very different.
La conception d'une boucle secondaire d'un réseau complexe néglige souvent l'effet que son opération a de l'autre. Le présent est une étude d'interaction hydrodynamique et thermique entre les secondaries dans un réseau thermique-hydraulique car le système va d'un état d'équilibre à l'autre. Des résultats expérimentaux sont liés à ceux dérivés d'un modèle mathématique. Le réseau se compose des boucles primaires et trois secondaires. Il y a un échangeur de chaleur de l'eau-à-eau sur chacun secondaire, avec venir de refroidissement du primaire et le chauffage d'une boucle séparée. Un changement d'étape est présenté en enclenchant manuellement une valve d'un des secondaries, ayant pour résultat des changements des autres boucles également. Le temps de réponse de la température s'avère un ordre de grandeur plus haut que celui du débit, qui est encore un ordre de grandeur plus haut que la différence de pression. Les résultats équilibrés prouvent qu'il y a d'interaction significative, et qu'elle dépend de la condition de fonctionnement initiale. Les réponses hydrodynamiques et thermiques s'avèrent très différentes.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 829-834 p.
Titre : Efficient Methods for Numerical Modeling of Laminar Friction in Fluid Lines Titre original : Méthodes Efficaces pour Modélisation Numérique du Frottement Laminaire dans les Canalisations Hydrauliques Type de document : texte imprimé Auteurs : Dohnston, Nigel D., Auteur Article en page(s) : 829-834 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Ecoulement laminaire Frottement Canalisation Méthode de transmission Index. décimale : 629.8 Résumé : An improved method for simulating frequency-dependent friction in laminar pipe flow using the method of characteristics is proposed. It has a higher computational efficiency than previous methods while retaining a high accuracy. By lumping the frequency-dependent friction at the ends of the pipeline, the computational efficiency can be improved further, at the expense of a slight reduction in accuracy. The technique is also applied to the transmission line method and found to give a significant improvement in accuracy over previous methods, while retaining a very high computational efficiency.
On propose une méthode améliorée pour simuler le frottement lié à la fréquence dans l'écoulement laminaire de pipe employant la méthode de caractéristiques. Elle a une efficacité informatique plus élevée que des méthodes précédentes tout en maintenant une exactitude élevée. Par lumping le frottement lié à la fréquence aux extrémités de la canalisation, l'efficacité informatique peut être améliorée plus loin, aux dépens d'une légère réduction d'exactitude. La technique est également appliquée à la ligne méthode de transmission et avérée pour donner une amélioration significative des méthodes précédentes d'excédent d'exactitude, tout en maintenant une efficacité informatique très élevée.En ligne : ensdnj@bath.ac.uk [article] Efficient Methods for Numerical Modeling of Laminar Friction in Fluid Lines = Méthodes Efficaces pour Modélisation Numérique du Frottement Laminaire dans les Canalisations Hydrauliques [texte imprimé] / Dohnston, Nigel D., Auteur . - 829-834 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 829-834 p.
Mots-clés : Ecoulement laminaire Frottement Canalisation Méthode de transmission Index. décimale : 629.8 Résumé : An improved method for simulating frequency-dependent friction in laminar pipe flow using the method of characteristics is proposed. It has a higher computational efficiency than previous methods while retaining a high accuracy. By lumping the frequency-dependent friction at the ends of the pipeline, the computational efficiency can be improved further, at the expense of a slight reduction in accuracy. The technique is also applied to the transmission line method and found to give a significant improvement in accuracy over previous methods, while retaining a very high computational efficiency.
On propose une méthode améliorée pour simuler le frottement lié à la fréquence dans l'écoulement laminaire de pipe employant la méthode de caractéristiques. Elle a une efficacité informatique plus élevée que des méthodes précédentes tout en maintenant une exactitude élevée. Par lumping le frottement lié à la fréquence aux extrémités de la canalisation, l'efficacité informatique peut être améliorée plus loin, aux dépens d'une légère réduction d'exactitude. La technique est également appliquée à la ligne méthode de transmission et avérée pour donner une amélioration significative des méthodes précédentes d'excédent d'exactitude, tout en maintenant une efficacité informatique très élevée.En ligne : ensdnj@bath.ac.uk
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
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 842-845 p.
Titre : A Sliding-Mode Antiswing Trajectory Control for Overhead Cranes With High-Speed Load Hoisting Titre original : Commande Coulissante de Trajectoire d'Antiswing de Mode pour les Ponts Roulants avec Levée à Grande Vitesse de Charge Type de document : texte imprimé Auteurs : Ho-Hoon, Lee, Auteur ; Liang, Yi, Auteur ; Segura, Del, Auteur Article en page(s) : 842-845 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Commande coulissante Vitesse de charge Commande trajectoire Théorème Oscillation de charge Commande d'atténuation Stabilité asymptotique Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper we propose a sliding-mode antiswing control for overhead cranes. The objective of this study is to realize an antiswing trajectory control with high-speed load hoisting. A sliding-mode antiswing trajectory control scheme is designed based on the Lyapunov stability theorem, where a sliding surface, coupling the trolley motion with load swing, is adopted for a direct damping control of load swing. The proposed control guarantees asymptotic stability while keeping all internal signals bounded. In association with a new antiswing motion planning scheme, the proposed control realizes a typical antiswing trajectory control in practice, allowing high-speed load-hoisting motion and sufficient damping of load swing. The proposed control is simple for a real-time implementation with high-frequency sampling. The effectiveness of the proposed control has been confirmed by experiments.
En cet article nous proposons une commande antiswing coulissante de mode pour les ponts roulants. L'objectif de cette étude est de réaliser une commande antiswing de trajectoire avec lever à grande vitesse de charge. Un arrangement antiswing de commande de trajectoire de glisser-mode est conçu a basé sur le théorème de stabilité de Lyapunov, où une surface de glissement, couplant le mouvement de chariot avec l'oscillation de charge, est adoptée pour une commande d'atténuation directe d'oscillation de charge. La commande proposée garantit la stabilité asymptotique tandis que garder tous les signaux internes bondissait. En association avec un nouvel arrangement antiswing de planification de mouvement, la commande proposée réalise un typique antiswing la commande de trajectoire dans la pratique, permettant la charge à grande vitesse levant le mouvement et l'atténuation suffisante de l'oscillation de charge. La commande proposée est simple pour une exécution en temps réel avec le prélèvement à haute fréquence. L'efficacité de la commande proposée a été confirmée par des expériences.En ligne : hhlee@tulane.edu [article] A Sliding-Mode Antiswing Trajectory Control for Overhead Cranes With High-Speed Load Hoisting = Commande Coulissante de Trajectoire d'Antiswing de Mode pour les Ponts Roulants avec Levée à Grande Vitesse de Charge [texte imprimé] / Ho-Hoon, Lee, Auteur ; Liang, Yi, Auteur ; Segura, Del, Auteur . - 842-845 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
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Mots-clés : Commande coulissante Vitesse de charge Commande trajectoire Théorème Oscillation de charge Commande d'atténuation Stabilité asymptotique Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper we propose a sliding-mode antiswing control for overhead cranes. The objective of this study is to realize an antiswing trajectory control with high-speed load hoisting. A sliding-mode antiswing trajectory control scheme is designed based on the Lyapunov stability theorem, where a sliding surface, coupling the trolley motion with load swing, is adopted for a direct damping control of load swing. The proposed control guarantees asymptotic stability while keeping all internal signals bounded. In association with a new antiswing motion planning scheme, the proposed control realizes a typical antiswing trajectory control in practice, allowing high-speed load-hoisting motion and sufficient damping of load swing. The proposed control is simple for a real-time implementation with high-frequency sampling. The effectiveness of the proposed control has been confirmed by experiments.
En cet article nous proposons une commande antiswing coulissante de mode pour les ponts roulants. L'objectif de cette étude est de réaliser une commande antiswing de trajectoire avec lever à grande vitesse de charge. Un arrangement antiswing de commande de trajectoire de glisser-mode est conçu a basé sur le théorème de stabilité de Lyapunov, où une surface de glissement, couplant le mouvement de chariot avec l'oscillation de charge, est adoptée pour une commande d'atténuation directe d'oscillation de charge. La commande proposée garantit la stabilité asymptotique tandis que garder tous les signaux internes bondissait. En association avec un nouvel arrangement antiswing de planification de mouvement, la commande proposée réalise un typique antiswing la commande de trajectoire dans la pratique, permettant la charge à grande vitesse levant le mouvement et l'atténuation suffisante de l'oscillation de charge. La commande proposée est simple pour une exécution en temps réel avec le prélèvement à haute fréquence. L'efficacité de la commande proposée a été confirmée par des expériences.En ligne : hhlee@tulane.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 846-855 p.
Titre : Intelligent Modeling of Thrust Force in Drilling Process Titre original : Modèle Intelligent de la Force Poussée dans le Processus de Forage Type de document : texte imprimé Auteurs : Sheng, Ye, Auteur ; Tomizuka, Masayoshi, Auteur Article en page(s) : 846-855 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Stratégie modelante intélligente Réseau neurologique Forage Commutation Variation de gain Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper, an intelligent modeling strategy for thrust force in drilling process is proposed. First of all, neural network (NN) models are developed to model the thrust force in drilling process. Second, drill head position information is included in the NN model to get better force prediction accuracy for entrance and exit drilling stages. Third, a fuzzy switching strategy is proposed to deal with the gain variation problem due to transitions from one drilling stage to another. Finally, gain variation due to drill wear is studied and the related modeling strategy is developed. Simulation and experimental results show that the proposed model works well over a wide operating range.
En cet article, on propose une stratégie modelante intelligente la force poussée dans le processus de forage. Tout d'abord, des modèles du réseau neurologique (NN) sont développés pour modeler la force de poussée dans le processus de forage. En second lieu, l'information principale de position de foret est incluse dans le modèle de NN pour obtenir une meilleure exactitude de prévision de force pour les étapes de forage d'entrée et de sortie. Troisièmement, on propose une stratégie brouillée de commutation pour traiter le problème de variation de gain dû aux transitions d'une étape de forage à l'autre. En conclusion, la variation de gain due à l'usage de foret est étudiée et la stratégie modelante relative est développée. La simulation et les résultats expérimentaux prouvent que le modèle proposé fonctionne bien sur une plage large de fonctionnement.En ligne : ysheng@accuray.com [article] Intelligent Modeling of Thrust Force in Drilling Process = Modèle Intelligent de la Force Poussée dans le Processus de Forage [texte imprimé] / Sheng, Ye, Auteur ; Tomizuka, Masayoshi, Auteur . - 846-855 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 846-855 p.
Mots-clés : Stratégie modelante intélligente Réseau neurologique Forage Commutation Variation de gain Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper, an intelligent modeling strategy for thrust force in drilling process is proposed. First of all, neural network (NN) models are developed to model the thrust force in drilling process. Second, drill head position information is included in the NN model to get better force prediction accuracy for entrance and exit drilling stages. Third, a fuzzy switching strategy is proposed to deal with the gain variation problem due to transitions from one drilling stage to another. Finally, gain variation due to drill wear is studied and the related modeling strategy is developed. Simulation and experimental results show that the proposed model works well over a wide operating range.
En cet article, on propose une stratégie modelante intelligente la force poussée dans le processus de forage. Tout d'abord, des modèles du réseau neurologique (NN) sont développés pour modeler la force de poussée dans le processus de forage. En second lieu, l'information principale de position de foret est incluse dans le modèle de NN pour obtenir une meilleure exactitude de prévision de force pour les étapes de forage d'entrée et de sortie. Troisièmement, on propose une stratégie brouillée de commutation pour traiter le problème de variation de gain dû aux transitions d'une étape de forage à l'autre. En conclusion, la variation de gain due à l'usage de foret est étudiée et la stratégie modelante relative est développée. La simulation et les résultats expérimentaux prouvent que le modèle proposé fonctionne bien sur une plage large de fonctionnement.En ligne : ysheng@accuray.com
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 856-868 p.
Titre : A Multivariable and Multi-Objective Approach for the Control of Hot-Strip Mills Titre original : Approche Multivariable et Multi-Objective pour la Commande de Chaud-Dépouillent des Moulins Type de document : texte imprimé Auteurs : Cuzzola, Francesco A., Auteur Article en page(s) : 856-868 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Laminoir chaud Commande simultanée Concept multivariable Contrôleur Déclancheur Dynamique non-linéaire Laminoir bande chaud Index. décimale : 629.8 Résumé : The control of a hot strip rolling mill is quite a complex problem due to the presence of many simultaneous control tasks. This is the main motivation that spurred the major steel corporations to adopt more sophisticated control techniques based on multi-variable concepts. The main drawback of most multi-variable approaches is the lack of transparency of the resulting controller that, consequently, can turn out hard to tune on site. In this paper we solve the tuning problem by adopting a multi-objective control approach that allows explicitly taking into account the existence of actuator limitations and nonlinear dynamics. Furthermore, the application of the proposed control technique to a narrow hot strip mill is here described.
La commande d'un laminoir chaud de bande est tout à fait un problème complexe dû à la présence des beaucoup de commande simultanée charge. C'est la motivation principale qui a stimulé les sociétés en acier principales adopter des techniques plus sophistiquées de commande basées sur des concepts multivariables. L'inconvénient principal des approches les plus multivariables est le manque de transparent du contrôleur résultant qui, par conséquent, peut s'avérer dur accorder sur l'emplacement. En cet article nous résolvons le problème d'accord en adoptant une approche multi-objective de commande qui laisse tenir compte explicitement de l'existence des limitations de déclencheur et de la dynamique non-linéaire. En outre, l'application de la technique proposée de commande à un laminoir bandes chaud étroit est ici décrite.En ligne : f.cuzzola@tiscall.it [article] A Multivariable and Multi-Objective Approach for the Control of Hot-Strip Mills = Approche Multivariable et Multi-Objective pour la Commande de Chaud-Dépouillent des Moulins [texte imprimé] / Cuzzola, Francesco A., Auteur . - 856-868 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 856-868 p.
Mots-clés : Laminoir chaud Commande simultanée Concept multivariable Contrôleur Déclancheur Dynamique non-linéaire Laminoir bande chaud Index. décimale : 629.8 Résumé : The control of a hot strip rolling mill is quite a complex problem due to the presence of many simultaneous control tasks. This is the main motivation that spurred the major steel corporations to adopt more sophisticated control techniques based on multi-variable concepts. The main drawback of most multi-variable approaches is the lack of transparency of the resulting controller that, consequently, can turn out hard to tune on site. In this paper we solve the tuning problem by adopting a multi-objective control approach that allows explicitly taking into account the existence of actuator limitations and nonlinear dynamics. Furthermore, the application of the proposed control technique to a narrow hot strip mill is here described.
La commande d'un laminoir chaud de bande est tout à fait un problème complexe dû à la présence des beaucoup de commande simultanée charge. C'est la motivation principale qui a stimulé les sociétés en acier principales adopter des techniques plus sophistiquées de commande basées sur des concepts multivariables. L'inconvénient principal des approches les plus multivariables est le manque de transparent du contrôleur résultant qui, par conséquent, peut s'avérer dur accorder sur l'emplacement. En cet article nous résolvons le problème d'accord en adoptant une approche multi-objective de commande qui laisse tenir compte explicitement de l'existence des limitations de déclencheur et de la dynamique non-linéaire. En outre, l'application de la technique proposée de commande à un laminoir bandes chaud étroit est ici décrite.En ligne : f.cuzzola@tiscall.it
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 869-877 p.
Titre : Reducing Engine Idle Speed Deviations Using the Internal Model Principle Titre original : Réduction des Déviations de Vitesse à Vide de Moteur en Utilisant le Principe Modèle Interne Type de document : texte imprimé Auteurs : Osburn, Andrew W., Auteur ; Franchek, Matthew A., Auteur Article en page(s) : 869-877 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Engine governors Cylinder balancing Automotive Transportation Index. décimale : 629.8 Résumé : Presented in this paper is a multivariable linear feedback controller design methodology for idle speed control of spark-ignition engines. The engine is modeled as a multi-input, single-output system. The proposed feedback control system employs both throttle and ignition timing to control engine speed and engine roughness. Throttle is used to attenuate low frequency components of the speed error and reject mean speed errors. Spark advance is used to reduce cylinder-to-cylinder differences in torque production by limiting high frequency speed deviations. The algorithm is executed in the crank-angle domain, and the internal model principle serves as the basis for cylinder torque balancing. The nonlinear relationship between ignition timing and torque production is explicitly incorporated into the design process using a sector bound. A loop shaping approach is proposed to design the feedback controller, and absolute stability of the nonlinear closed-loop system is guaranteed through the Tsypkin Criterion. Experimental results from implementation on a Ford 4.6L V-8 engine are provided.
Présentée en cet article est une méthodologie de conception linéaire multivariable de contrôleur de rétroaction pour la commande de vitesse à vide des moteurs d'allumage par étincelle. Le moteur est modelé comme système à entrées multiples et à sortie unique. Le système de commande proposé de rétroaction utilise la commande de puissance et la synchronisation d'allumage pour commander la vitesse de moteur et la rugosité de moteur. La commande de puissance est utilisée pour atténuer les composants de basse fréquence des erreurs moyennes de vitesse d'erreur et de rejet de vitesse. L'avance d'étincelle est employée pour réduire des différences de cylindre-à-cylindre dans la production de couple en limitant des déviations à haute fréquence de vitesse. L'algorithme est exécuté dans le domaine d'manivelle-angle, et le principe modèle interne sert de base à l'équilibrage de couple de cylindre. Le rapport non-linéaire entre la synchronisation d'allumage et la production de couple est explicitement incorporé au processus de conception en utilisant une limite de secteur. Une boucle formant l'approche est proposée pour concevoir le contrôleur de rétroaction, et la stabilité absolue du système en circuit fermé non-linéaire est garantie par le Critère de Tsypkin. Des résultats expérimentaux de l'exécution sur un moteur de Ford 4.6L V-8 sont fournis.En ligne : mfranchek@uh.edu [article] Reducing Engine Idle Speed Deviations Using the Internal Model Principle = Réduction des Déviations de Vitesse à Vide de Moteur en Utilisant le Principe Modèle Interne [texte imprimé] / Osburn, Andrew W., Auteur ; Franchek, Matthew A., Auteur . - 869-877 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 869-877 p.
Mots-clés : Engine governors Cylinder balancing Automotive Transportation Index. décimale : 629.8 Résumé : Presented in this paper is a multivariable linear feedback controller design methodology for idle speed control of spark-ignition engines. The engine is modeled as a multi-input, single-output system. The proposed feedback control system employs both throttle and ignition timing to control engine speed and engine roughness. Throttle is used to attenuate low frequency components of the speed error and reject mean speed errors. Spark advance is used to reduce cylinder-to-cylinder differences in torque production by limiting high frequency speed deviations. The algorithm is executed in the crank-angle domain, and the internal model principle serves as the basis for cylinder torque balancing. The nonlinear relationship between ignition timing and torque production is explicitly incorporated into the design process using a sector bound. A loop shaping approach is proposed to design the feedback controller, and absolute stability of the nonlinear closed-loop system is guaranteed through the Tsypkin Criterion. Experimental results from implementation on a Ford 4.6L V-8 engine are provided.
Présentée en cet article est une méthodologie de conception linéaire multivariable de contrôleur de rétroaction pour la commande de vitesse à vide des moteurs d'allumage par étincelle. Le moteur est modelé comme système à entrées multiples et à sortie unique. Le système de commande proposé de rétroaction utilise la commande de puissance et la synchronisation d'allumage pour commander la vitesse de moteur et la rugosité de moteur. La commande de puissance est utilisée pour atténuer les composants de basse fréquence des erreurs moyennes de vitesse d'erreur et de rejet de vitesse. L'avance d'étincelle est employée pour réduire des différences de cylindre-à-cylindre dans la production de couple en limitant des déviations à haute fréquence de vitesse. L'algorithme est exécuté dans le domaine d'manivelle-angle, et le principe modèle interne sert de base à l'équilibrage de couple de cylindre. Le rapport non-linéaire entre la synchronisation d'allumage et la production de couple est explicitement incorporé au processus de conception en utilisant une limite de secteur. Une boucle formant l'approche est proposée pour concevoir le contrôleur de rétroaction, et la stabilité absolue du système en circuit fermé non-linéaire est garantie par le Critère de Tsypkin. Des résultats expérimentaux de l'exécution sur un moteur de Ford 4.6L V-8 sont fournis.En ligne : mfranchek@uh.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 878-890 p.
Titre : System-Level Model and Stochastic Optimal Control for a PEM Fuel Cell Hybrid Vehicle Titre original : Modèle de Niveau de Système et Commande Optimale Stochastique pour un Véhicule d'Hybride de Cellules de Carburant de PEM Type de document : texte imprimé Auteurs : Chan-Chiao, Lin, Auteur ; Min-Joong, Kim, Auteur ; Huei Peng ; Grizzle, J. W., Auteur Article en page(s) : 878-890 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Fuel cell hybrid vehicle Véhicule d'hybride de cellules de carburant Power management strategy Stratégie de gestion de puissance Stochastic optimal control Commande optimale stochastique Index. décimale : 629.8 Résumé : System-level modeling and control strategy development for a fuel cell hybrid vehicle (FCHV) are presented in this paper. A reduced-order fuel cell model is created to accurately predict the fuel cell system efficiency while retaining dynamic effects of important variables. The fuel cell system model is then integrated with a DC/DC converter, a Li-ion battery, an electric drive, and tire/vehicle dynamics to form an FCHV. In order to optimize the power management strategy of the FCHV, we develop a stochastic design approach based on the Markov chain modeling and stochastic dynamic programming (SDP). The driver demand is modeled as a Markov process to represent the future uncertainty under diverse driving conditions. The infinite-horizon SDP solution generates a stationary state-feedback control policy to achieve optimal power management between the fuel cell system and battery. Simulation results over different driving cycles are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed stochastic approach.
Le développement au niveau système de stratégie de modeler et de commande pour un véhicule hybride de cellules de carburant (FCHV) sont présentés en cet article. Un modèle de cellules de carburant d'réduire-ordre est créé pour prévoir exactement l'efficacité de système de cellules de carburant tout en maintenant des effets dynamiques des variables importantes. Le modèle de système de cellules de carburant est alors intégré avec un convertisseur de DC/DC, une batterie d'Li-ion, une commande électrique, et la dynamique de tire/vehicle pour former un FCHV. Afin d'optimiser la stratégie de gestion de puissance du FCHV, nous développons une approche de conception stochastique basée sur modeler à chaînes de Markov et la programmation dynamique stochastique (SDP). La demande de conducteur est modelée comme processus de Markov pour représenter la future incertitude dans des conditions diverses d'entraînement. La solution de l'infini-horizon SDP produit d'une politique stationnaire de commande de état-rétroaction pour réaliser la gestion optimale de puissance entre le système de cellules de carburant et la batterie. Cycles de conduite d'excédent de résultats de simulation différents sont présentés pour démontrer l'efficacité de l'approche stochastique proposée.En ligne : chancl@umich.edu, minjoong@umich.edu, hpeng@umich.edu, grizzle@umich.edu [article] System-Level Model and Stochastic Optimal Control for a PEM Fuel Cell Hybrid Vehicle = Modèle de Niveau de Système et Commande Optimale Stochastique pour un Véhicule d'Hybride de Cellules de Carburant de PEM [texte imprimé] / Chan-Chiao, Lin, Auteur ; Min-Joong, Kim, Auteur ; Huei Peng ; Grizzle, J. W., Auteur . - 878-890 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 878-890 p.
Mots-clés : Fuel cell hybrid vehicle Véhicule d'hybride de cellules de carburant Power management strategy Stratégie de gestion de puissance Stochastic optimal control Commande optimale stochastique Index. décimale : 629.8 Résumé : System-level modeling and control strategy development for a fuel cell hybrid vehicle (FCHV) are presented in this paper. A reduced-order fuel cell model is created to accurately predict the fuel cell system efficiency while retaining dynamic effects of important variables. The fuel cell system model is then integrated with a DC/DC converter, a Li-ion battery, an electric drive, and tire/vehicle dynamics to form an FCHV. In order to optimize the power management strategy of the FCHV, we develop a stochastic design approach based on the Markov chain modeling and stochastic dynamic programming (SDP). The driver demand is modeled as a Markov process to represent the future uncertainty under diverse driving conditions. The infinite-horizon SDP solution generates a stationary state-feedback control policy to achieve optimal power management between the fuel cell system and battery. Simulation results over different driving cycles are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed stochastic approach.
Le développement au niveau système de stratégie de modeler et de commande pour un véhicule hybride de cellules de carburant (FCHV) sont présentés en cet article. Un modèle de cellules de carburant d'réduire-ordre est créé pour prévoir exactement l'efficacité de système de cellules de carburant tout en maintenant des effets dynamiques des variables importantes. Le modèle de système de cellules de carburant est alors intégré avec un convertisseur de DC/DC, une batterie d'Li-ion, une commande électrique, et la dynamique de tire/vehicle pour former un FCHV. Afin d'optimiser la stratégie de gestion de puissance du FCHV, nous développons une approche de conception stochastique basée sur modeler à chaînes de Markov et la programmation dynamique stochastique (SDP). La demande de conducteur est modelée comme processus de Markov pour représenter la future incertitude dans des conditions diverses d'entraînement. La solution de l'infini-horizon SDP produit d'une politique stationnaire de commande de état-rétroaction pour réaliser la gestion optimale de puissance entre le système de cellules de carburant et la batterie. Cycles de conduite d'excédent de résultats de simulation différents sont présentés pour démontrer l'efficacité de l'approche stochastique proposée.En ligne : chancl@umich.edu, minjoong@umich.edu, hpeng@umich.edu, grizzle@umich.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 891-898 p.
Titre : Measurement and Modeling of Dynamic Rolling Friction in Linear Microball Bearings Titre original : Mesure et Modèle du Frottement Dynamique de Roulement dans des Roulements Linéaires de Microball Type de document : texte imprimé Auteurs : Xiaobo, Tan, Auteur ; Ghodssi, Reza ; Modafe, Alireza, Auteur Article en page(s) : 891-898 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Silicium Comportement tribilogique Roulement linéaire de microball Déformation d'amplitude Frottement Friction non-linéaire Modèle viscoélastique Amortisseur Index. décimale : 629.8 Résumé : In prior work of the authors and co-workers, a vision-based system was developed for characterizing the tribological behavior of silicon-micromachined linear microball bearings. Plain difference methods introduce amplitude and/or phase distortion in computing the derivative signals (e.g., velocity and acceleration) based on the position snapshots. In this paper frequency-dependent amplitude and phase compensation algorithms are developed for both the forward difference and the central difference methods to retrieve without distortion the friction and the relative velocity between bearing elements. Processing of experimental data with these techniques reveals nonlinear, viscous frictional behavior in the bearing. A viscoelastic model based on a continuum of mass-spring-damper elements is then proposed for the ball-groove interaction. Numerical results show that this model captures the nonlinear velocity dependence of the rolling friction observed in experiments.
Dans le travail antérieur des auteurs et des ouvriers de Co-système basé par vision a été développé pour caractériser le comportement tribological du silicium micromachined les roulements linéaires de microball. Les méthodes plates de différence présentent la déformation d'amplitude et/ou de phase en calculant les signaux dérivés (par exemple, vitesse et accélération) basés sur les instantanés de position. Dans cette fréquence de papier des algorithmes de compensation d'amplitude dépendante et de phase sont développés pour que la différence vers l'avant et les méthodes centrales de différence recherchent sans déformation le frottement et la vitesse relative entre les éléments de roulement. Le traitement des données expérimentales avec ces techniques indique le comportement de friction non-linéaire et visqueux dans le roulement. On propose alors un modèle viscoélastique basé sur un continuum d'éléments de masse d'amortisseur de ressort pour l'interaction de cannelure de boule. Les résultats numériques prouvent que ce modèle capture la dépendance non-linéaire de vitesse du frottement de roulement observé dans les expériences.En ligne : xbtan@msu.edu, modafe@glue.umd.edu, ghodssi@glue.umd.edu [article] Measurement and Modeling of Dynamic Rolling Friction in Linear Microball Bearings = Mesure et Modèle du Frottement Dynamique de Roulement dans des Roulements Linéaires de Microball [texte imprimé] / Xiaobo, Tan, Auteur ; Ghodssi, Reza ; Modafe, Alireza, Auteur . - 891-898 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 891-898 p.
Mots-clés : Silicium Comportement tribilogique Roulement linéaire de microball Déformation d'amplitude Frottement Friction non-linéaire Modèle viscoélastique Amortisseur Index. décimale : 629.8 Résumé : In prior work of the authors and co-workers, a vision-based system was developed for characterizing the tribological behavior of silicon-micromachined linear microball bearings. Plain difference methods introduce amplitude and/or phase distortion in computing the derivative signals (e.g., velocity and acceleration) based on the position snapshots. In this paper frequency-dependent amplitude and phase compensation algorithms are developed for both the forward difference and the central difference methods to retrieve without distortion the friction and the relative velocity between bearing elements. Processing of experimental data with these techniques reveals nonlinear, viscous frictional behavior in the bearing. A viscoelastic model based on a continuum of mass-spring-damper elements is then proposed for the ball-groove interaction. Numerical results show that this model captures the nonlinear velocity dependence of the rolling friction observed in experiments.
Dans le travail antérieur des auteurs et des ouvriers de Co-système basé par vision a été développé pour caractériser le comportement tribological du silicium micromachined les roulements linéaires de microball. Les méthodes plates de différence présentent la déformation d'amplitude et/ou de phase en calculant les signaux dérivés (par exemple, vitesse et accélération) basés sur les instantanés de position. Dans cette fréquence de papier des algorithmes de compensation d'amplitude dépendante et de phase sont développés pour que la différence vers l'avant et les méthodes centrales de différence recherchent sans déformation le frottement et la vitesse relative entre les éléments de roulement. Le traitement des données expérimentales avec ces techniques indique le comportement de friction non-linéaire et visqueux dans le roulement. On propose alors un modèle viscoélastique basé sur un continuum d'éléments de masse d'amortisseur de ressort pour l'interaction de cannelure de boule. Les résultats numériques prouvent que ce modèle capture la dépendance non-linéaire de vitesse du frottement de roulement observé dans les expériences.En ligne : xbtan@msu.edu, modafe@glue.umd.edu, ghodssi@glue.umd.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 899-913 p.
Titre : An Error Space Controller for a Resonating Fiber Scanner: Simulation and Implementation Titre original : Contrôleur de l'Espace d'Erreur pour un Module de Balayage Résonnant de Fibre : Simulation et Exécution Type de document : texte imprimé Auteurs : Smithwick, Quinn Y. J., Auteur ; Vagner, Juris, Auteur ; Reinhall, Per G., Auteur Article en page(s) : 899-913 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Contrôleur robuste Balayage résonnant de fibre Dynamique non-linéaire Boucle ouverte Rétroaction Régulateur quadratique linéaire Déclancheur Déformation asymptotique Index. décimale : 629.8 Résumé : A robust error-space controller for an amplitude modulated resonating fiber scanner is developed and implemented. Using a nonlinear dynamics model, the system's open loop temporal response for a spiral scan pattern is simulated and compared to experiments to understand scan distortions, such as, toroid, swirl, and beating. A feedback linearized linear quadratic regulator based on error dynamics drives the tracking error to zero. Controller simulations determine robustness limits, and effects of fiber nonlinearities and actuator time delay. Using real-time hardware, the controller asymptotically tracks and is capable of removing the scan distortions. Image acquisition with the controlled scanner produces nearly pixel accurate images.
Un contrôleur robuste de l'erreur-espace pour un module de balayage résonnant de fibre modulé par amplitude est développé et mis en application. En utilisant un modèle non-linéaire de dynamique, la réponse temporelle de la boucle ouverte du système pour un modèle en spirale de balayage est simulée et comparée aux expériences pour comprendre des déformations de balayage, comme, le tore, le remous, et battre. Une rétroaction a linéarisé le régulateur quadratique linéaire basé sur des commandes de dynamique d'erreur l'erreur de cheminement à zéro. Les simulations de contrôleur déterminent des limites de robustesse, et les effets des non-linéarités de fibre et le temps de déclencheur retardent. Utilisant le matériel en temps réel, le contrôleur asymptotiquement dépiste et est capable d'enlever les déformations de balayage. L'acquisition d'image avec le module de balayage commandé produit presque des images précises de Pixel.[article] An Error Space Controller for a Resonating Fiber Scanner: Simulation and Implementation = Contrôleur de l'Espace d'Erreur pour un Module de Balayage Résonnant de Fibre : Simulation et Exécution [texte imprimé] / Smithwick, Quinn Y. J., Auteur ; Vagner, Juris, Auteur ; Reinhall, Per G., Auteur . - 899-913 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 899-913 p.
Mots-clés : Contrôleur robuste Balayage résonnant de fibre Dynamique non-linéaire Boucle ouverte Rétroaction Régulateur quadratique linéaire Déclancheur Déformation asymptotique Index. décimale : 629.8 Résumé : A robust error-space controller for an amplitude modulated resonating fiber scanner is developed and implemented. Using a nonlinear dynamics model, the system's open loop temporal response for a spiral scan pattern is simulated and compared to experiments to understand scan distortions, such as, toroid, swirl, and beating. A feedback linearized linear quadratic regulator based on error dynamics drives the tracking error to zero. Controller simulations determine robustness limits, and effects of fiber nonlinearities and actuator time delay. Using real-time hardware, the controller asymptotically tracks and is capable of removing the scan distortions. Image acquisition with the controlled scanner produces nearly pixel accurate images.
Un contrôleur robuste de l'erreur-espace pour un module de balayage résonnant de fibre modulé par amplitude est développé et mis en application. En utilisant un modèle non-linéaire de dynamique, la réponse temporelle de la boucle ouverte du système pour un modèle en spirale de balayage est simulée et comparée aux expériences pour comprendre des déformations de balayage, comme, le tore, le remous, et battre. Une rétroaction a linéarisé le régulateur quadratique linéaire basé sur des commandes de dynamique d'erreur l'erreur de cheminement à zéro. Les simulations de contrôleur déterminent des limites de robustesse, et les effets des non-linéarités de fibre et le temps de déclencheur retardent. Utilisant le matériel en temps réel, le contrôleur asymptotiquement dépiste et est capable d'enlever les déformations de balayage. L'acquisition d'image avec le module de balayage commandé produit presque des images précises de Pixel.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 914-921 p.
Titre : A µ-Synthesis Based Control for Compliant Maneuvers Titre original : Une µ-Synthèse Basée sur la Commande pour des Manoeuvres Conformes Type de document : texte imprimé Auteurs : Uchimura, Yutaka, Auteur ; H. Kazerooni, Auteur Article en page(s) : 914-921 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Contrôleur Rétroaction robuste Sonde Modèle dynamique humain Déclancheur Commande de manipulation Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper deals with a system, which is subjected to very uncertain factors: human and environment. These independent uncertainties are dealt with explicitly on the framework of µ-synthesis. We also describe a controller design, which enables a robust force feedback without using a force sensor. The model of human dynamics, environments, and actuators are modeled associated with uncertainties described in the form of weighting functions. A controller is designed based on the µ-synthesis so that it maintains robust performance against uncertainties in both environment and human dynamics, which contributes to dexterous manipulation. The controller described here is implemented on the human power extender, which is worn by a human and amplifies the human's physical strength, while the human's intelligence remains as the central control system for manipulation. Experimental results conducted on the extender showed that the force estimation worked fine and the control system performed as desired.
Cet article traite un système, qui est soumis aux facteurs très incertains : humain et environnement. Ces incertitudes indépendantes sont traitées explicitement dessus le cadre de la µ-synthèse. Nous décrivons également une conception de contrôleur, qui permet une rétroaction robuste de force sans utiliser une sonde de force. Le modèle de la dynamique humaine, des environnements, et les déclencheurs sont modelés associés aux incertitudes décrites sous forme de fonctions pesantes. Un contrôleur est conçu a basé sur la µ-synthèse de sorte qu'il maintienne l'exécution robuste contre des incertitudes dans l'environnement et la dynamique humaine, qui contribue à la manipulation adroite. Le contrôleur décrit ici est mis en application sur l'unité d'extension humaine de puissance, qui est portée par un humain et amplifie la résistance physique de l'humain, alors que l'intelligence de l'humain demeure comme système de commande central pour la manipulation. Les résultats expérimentaux conduits sur l'unité d'extension ont prouvé que l'évaluation de force a fonctionné très bien et le système de commande exécuté comme désiré.En ligne : yuchi@kajima.com, kazerooni@berkeley.edu [article] A µ-Synthesis Based Control for Compliant Maneuvers = Une µ-Synthèse Basée sur la Commande pour des Manoeuvres Conformes [texte imprimé] / Uchimura, Yutaka, Auteur ; H. Kazerooni, Auteur . - 914-921 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 914-921 p.
Mots-clés : Contrôleur Rétroaction robuste Sonde Modèle dynamique humain Déclancheur Commande de manipulation Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper deals with a system, which is subjected to very uncertain factors: human and environment. These independent uncertainties are dealt with explicitly on the framework of µ-synthesis. We also describe a controller design, which enables a robust force feedback without using a force sensor. The model of human dynamics, environments, and actuators are modeled associated with uncertainties described in the form of weighting functions. A controller is designed based on the µ-synthesis so that it maintains robust performance against uncertainties in both environment and human dynamics, which contributes to dexterous manipulation. The controller described here is implemented on the human power extender, which is worn by a human and amplifies the human's physical strength, while the human's intelligence remains as the central control system for manipulation. Experimental results conducted on the extender showed that the force estimation worked fine and the control system performed as desired.
Cet article traite un système, qui est soumis aux facteurs très incertains : humain et environnement. Ces incertitudes indépendantes sont traitées explicitement dessus le cadre de la µ-synthèse. Nous décrivons également une conception de contrôleur, qui permet une rétroaction robuste de force sans utiliser une sonde de force. Le modèle de la dynamique humaine, des environnements, et les déclencheurs sont modelés associés aux incertitudes décrites sous forme de fonctions pesantes. Un contrôleur est conçu a basé sur la µ-synthèse de sorte qu'il maintienne l'exécution robuste contre des incertitudes dans l'environnement et la dynamique humaine, qui contribue à la manipulation adroite. Le contrôleur décrit ici est mis en application sur l'unité d'extension humaine de puissance, qui est portée par un humain et amplifie la résistance physique de l'humain, alors que l'intelligence de l'humain demeure comme système de commande central pour la manipulation. Les résultats expérimentaux conduits sur l'unité d'extension ont prouvé que l'évaluation de force a fonctionné très bien et le système de commande exécuté comme désiré.En ligne : yuchi@kajima.com, kazerooni@berkeley.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 922-928 p.
Titre : Structurally Stable Regulation for a Class of Nonlinear Systems: Application to a Rotary Inverted Pendulum Titre original : Règlement Structurellement Stable pour une Classe des Systèmes Non-Linéaires : Application à un Pendule Inversé Rotatoire Type de document : texte imprimé Auteurs : Castillo-Toledo, B., Auteur ; Espinosa-guerra, O. ; Obregôn-Pulido, G., Auteur Article en page(s) : 922-928 p. Note générale : Génie mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Système non-linéaire Arrangement stable Solution linéaire Régulateur Rendement du système Signal de référence Variation de paramètre Pendule inversé rotatoire Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents a structurally stable scheme for nonlinear systems which do not satisfy the so-called FIB conditions for the existence of a linear solution to the structurally stable regulator solution, namely, the case when some necessary detectability condition with respect to the original system's output does not hold. Under certain additional conditions, it is shown that the proposed scheme guarantees zero output tracking error between the actual output and the desired reference signal, in spite of the presence of parameter variations. Application to the model of a rotary inverted pendulum shows the effectiveness of the proposed scheme.
Cet article présente un arrangement structurellement stable pour les systèmes non-linéaires qui ne satisfont pas les prétendues conditions de MENSONGE pour l'existence d'une solution linéaire à la solution structurellement stable de régulateur, à savoir, le cas quand un certain état nécessaire de détectabilité en ce qui concerne le rendement de système original ne se tient pas. Dans certaines conditions additionnelles, on lui montre que l'arrangement proposé garantit l'erreur de cheminement zéro de rendement entre le rendement réel et le signal désiré de référence, malgré la présence des variations de paramètre. L'application au modèle d'un pendule inversé rotatoire montre l'efficacité de l'arrangement proposé.En ligne : toledo@gdl.cinvestav.mx, obregon@cucei.udg.mx [article] Structurally Stable Regulation for a Class of Nonlinear Systems: Application to a Rotary Inverted Pendulum = Règlement Structurellement Stable pour une Classe des Systèmes Non-Linéaires : Application à un Pendule Inversé Rotatoire [texte imprimé] / Castillo-Toledo, B., Auteur ; Espinosa-guerra, O. ; Obregôn-Pulido, G., Auteur . - 922-928 p.
Génie mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 922-928 p.
Mots-clés : Système non-linéaire Arrangement stable Solution linéaire Régulateur Rendement du système Signal de référence Variation de paramètre Pendule inversé rotatoire Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents a structurally stable scheme for nonlinear systems which do not satisfy the so-called FIB conditions for the existence of a linear solution to the structurally stable regulator solution, namely, the case when some necessary detectability condition with respect to the original system's output does not hold. Under certain additional conditions, it is shown that the proposed scheme guarantees zero output tracking error between the actual output and the desired reference signal, in spite of the presence of parameter variations. Application to the model of a rotary inverted pendulum shows the effectiveness of the proposed scheme.
Cet article présente un arrangement structurellement stable pour les systèmes non-linéaires qui ne satisfont pas les prétendues conditions de MENSONGE pour l'existence d'une solution linéaire à la solution structurellement stable de régulateur, à savoir, le cas quand un certain état nécessaire de détectabilité en ce qui concerne le rendement de système original ne se tient pas. Dans certaines conditions additionnelles, on lui montre que l'arrangement proposé garantit l'erreur de cheminement zéro de rendement entre le rendement réel et le signal désiré de référence, malgré la présence des variations de paramètre. L'application au modèle d'un pendule inversé rotatoire montre l'efficacité de l'arrangement proposé.En ligne : toledo@gdl.cinvestav.mx, obregon@cucei.udg.mx
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 929-937 p.
Titre : On Multiloop Interaction and Relative and Bristol Gains Titre original : Sur l'Interaction de Multiloop et le Parent et les Gains de Bristol Type de document : texte imprimé Auteurs : Eduard Eitelberg, Auteur Article en page(s) : 929-937 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Conception de multiloop Gain de bristol Rétroaction Lambda Index. décimale : 629.8 Résumé : The relationship between multiloop design and Bristol gains of a multivariable plant is shown. The Bristol and relative gains are distinguished. The Bristol gains B characterize the plant and the relative gains Lambda characterize the designed feedback system. It is Lambda, not B, that determines the interaction in loop designs. Lambda is equal to B in a loop only at frequencies where all other loop gains are much above 0 dB, usually significantly below the respective loop gain crossover frequencies. Lambda=1 in a loop at frequencies where all other loop gains are much below 0 dB, usually significantly above the respective loop gain crossover frequencies. The transition of Lambda in a loop from B to 1 in the important medium frequency range is one of the most interesting and under-researched aspects of loop design interaction.
Le rapport entre la conception de multiloop et les gains de Bristol d'une usine multivariable est montré. Bristol et les gains relatifs sont distingués. Les gains B de Bristol caractérisent l'usine et les gains relatifs lambda caractérisent le système conçu de rétroaction. C'est lambda, pas B, qui détermine l'interaction dans des conceptions de boucle. Le lambda est égal à B dans une boucle seulement aux fréquences où tous autres gains de boucle sont beaucoup au-dessus de 0 DBS, habituellement de manière significative au-dessous des fréquences de croisement respectives de gain de boucle. Lambda=1 dans une boucle aux fréquences où tous autres gains de boucle sont beaucoup en-dessous de 0 DBS, habituellement de manière significative au-dessus des fréquences de croisement respectives de gain de boucle. La transition du lambda dans une boucle de B à 1 dans la gamme de fréquence moyenne importante est une d'aspects les plus intéressants et sous recherchés d'interaction de conception de boucle.En ligne : Eitelberg@ukzn.ac.za [article] On Multiloop Interaction and Relative and Bristol Gains = Sur l'Interaction de Multiloop et le Parent et les Gains de Bristol [texte imprimé] / Eduard Eitelberg, Auteur . - 929-937 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 929-937 p.
Mots-clés : Conception de multiloop Gain de bristol Rétroaction Lambda Index. décimale : 629.8 Résumé : The relationship between multiloop design and Bristol gains of a multivariable plant is shown. The Bristol and relative gains are distinguished. The Bristol gains B characterize the plant and the relative gains Lambda characterize the designed feedback system. It is Lambda, not B, that determines the interaction in loop designs. Lambda is equal to B in a loop only at frequencies where all other loop gains are much above 0 dB, usually significantly below the respective loop gain crossover frequencies. Lambda=1 in a loop at frequencies where all other loop gains are much below 0 dB, usually significantly above the respective loop gain crossover frequencies. The transition of Lambda in a loop from B to 1 in the important medium frequency range is one of the most interesting and under-researched aspects of loop design interaction.
Le rapport entre la conception de multiloop et les gains de Bristol d'une usine multivariable est montré. Bristol et les gains relatifs sont distingués. Les gains B de Bristol caractérisent l'usine et les gains relatifs lambda caractérisent le système conçu de rétroaction. C'est lambda, pas B, qui détermine l'interaction dans des conceptions de boucle. Le lambda est égal à B dans une boucle seulement aux fréquences où tous autres gains de boucle sont beaucoup au-dessus de 0 DBS, habituellement de manière significative au-dessous des fréquences de croisement respectives de gain de boucle. Lambda=1 dans une boucle aux fréquences où tous autres gains de boucle sont beaucoup en-dessous de 0 DBS, habituellement de manière significative au-dessus des fréquences de croisement respectives de gain de boucle. La transition du lambda dans une boucle de B à 1 dans la gamme de fréquence moyenne importante est une d'aspects les plus intéressants et sous recherchés d'interaction de conception de boucle.En ligne : Eitelberg@ukzn.ac.za
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 938-945 p.
Titre : Output Feedback Adaptive Robust Control of Uncertain Linear Systems With Disturbances Titre original : Commande Robuste Adaptative de Rétroaction de Rendement des Systèmes Linéaires Incertains avec des Perturbations Type de document : texte imprimé Auteurs : Yao, Bin, Auteur ; Xu, Li, Auteur Article en page(s) : 938-945 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Projection discontinue Arrangement robuste adaptif Commande de rétroaction Système linéaire Perturbation paramétrique Rétroaction robuste Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper, a discontinuous projection based output feedback adaptive robust control (ARC) scheme is constructed for a class of linear systems subjected to both parametric uncertainties and disturbances that might be output dependent. An observer is first designed to provide exponentially convergent estimates of the unmeasured states. This observer has an extended filter structure so that on-line parameter adaptation can be utilized to reduce the effect of possible large disturbances that have known shapes but unknown amplitudes. Estimation errors that come from initial state estimates and uncompensated disturbances are dealt with via certain robust feedback at each step of the backstepping design. Compared to other existing output feedback robust adaptive control schemes, the proposed method explicitly takes into account the effect of disturbances and uses both parameter adaptation and robust feedback to attenuate their effects for an improved tracking performance. Experimental results on the control of an iron core linear motor are presented to illustrate the effectiveness and achievable performance of the proposed scheme.
En cet article, une projection discontinue basée arrangement robuste adaptatif de commande de rétroaction de rendement (ARC) est construite pour une classe des systèmes linéaires soumis aux deux incertitudes et perturbations paramétriques qui pourraient être personne à charge produite. Un observateur est d'abord conçu pour fournir des évaluations exponentiellement convergentes des états immesurés. Cet observateur a une structure prolongée de filtre de sorte que l'adaptation en ligne de paramètre puisse être utilisée pour réduire l'effet des grandes perturbations possibles qui ont su des formes mais des amplitudes inconnues. Des erreurs d'évaluation qui viennent des évaluations d'état initial et des perturbations incompensées sont traitées par l'intermédiaire de certaine rétroaction robuste à chaque étape de la conception backstepping. Comparé à l'autre commande adaptative robuste de rétroaction existante de rendement complote, la méthode proposée tient compte explicitement de l'effet des perturbations et emploie l'adaptation de paramètre et la rétroaction robuste pour atténuer leurs effets pour une exécution de cheminement améliorée. Des résultats expérimentaux sur la commande d'un moteur linéaire de noyau de fer sont présentés pour illustrer l'efficacité et l'exécution réalisable de l'arrangement proposé.En ligne : byao@purdue.edu [article] Output Feedback Adaptive Robust Control of Uncertain Linear Systems With Disturbances = Commande Robuste Adaptative de Rétroaction de Rendement des Systèmes Linéaires Incertains avec des Perturbations [texte imprimé] / Yao, Bin, Auteur ; Xu, Li, Auteur . - 938-945 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 938-945 p.
Mots-clés : Projection discontinue Arrangement robuste adaptif Commande de rétroaction Système linéaire Perturbation paramétrique Rétroaction robuste Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper, a discontinuous projection based output feedback adaptive robust control (ARC) scheme is constructed for a class of linear systems subjected to both parametric uncertainties and disturbances that might be output dependent. An observer is first designed to provide exponentially convergent estimates of the unmeasured states. This observer has an extended filter structure so that on-line parameter adaptation can be utilized to reduce the effect of possible large disturbances that have known shapes but unknown amplitudes. Estimation errors that come from initial state estimates and uncompensated disturbances are dealt with via certain robust feedback at each step of the backstepping design. Compared to other existing output feedback robust adaptive control schemes, the proposed method explicitly takes into account the effect of disturbances and uses both parameter adaptation and robust feedback to attenuate their effects for an improved tracking performance. Experimental results on the control of an iron core linear motor are presented to illustrate the effectiveness and achievable performance of the proposed scheme.
En cet article, une projection discontinue basée arrangement robuste adaptatif de commande de rétroaction de rendement (ARC) est construite pour une classe des systèmes linéaires soumis aux deux incertitudes et perturbations paramétriques qui pourraient être personne à charge produite. Un observateur est d'abord conçu pour fournir des évaluations exponentiellement convergentes des états immesurés. Cet observateur a une structure prolongée de filtre de sorte que l'adaptation en ligne de paramètre puisse être utilisée pour réduire l'effet des grandes perturbations possibles qui ont su des formes mais des amplitudes inconnues. Des erreurs d'évaluation qui viennent des évaluations d'état initial et des perturbations incompensées sont traitées par l'intermédiaire de certaine rétroaction robuste à chaque étape de la conception backstepping. Comparé à l'autre commande adaptative robuste de rétroaction existante de rendement complote, la méthode proposée tient compte explicitement de l'effet des perturbations et emploie l'adaptation de paramètre et la rétroaction robuste pour atténuer leurs effets pour une exécution de cheminement améliorée. Des résultats expérimentaux sur la commande d'un moteur linéaire de noyau de fer sont présentés pour illustrer l'efficacité et l'exécution réalisable de l'arrangement proposé.En ligne : byao@purdue.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 946-959 p.
Titre : Optimality of Hyperbolic Partial Differential Equations With Dynamically Constrained Periodic Boundary Control—A Flow Control Application Titre original : Optimalité des Equations Partielles Hyperboliques avec l'Application Périodique Dynamiquement Contrainte de Commande d'Ecoulement de Commande-Un de Frontière Type de document : texte imprimé Auteurs : Nguyen, Nhan, Auteur ; Ardema, Mark, Auteur Article en page(s) : 946-959 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Equation hyperbolique quasi-linéaire Comande optimale Dynamique Elastodynamique des fluides Contrainte dynamique Déclancheur Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper is concerned with optimal control of a class of distributed-parameter systems governed by first-order, quasilinear hyperbolic partial differential equations that arise in optimal control problems of many physical systems such as fluids dynamics and elastodynamics. The distributed system is controlled via a forced nonlinear periodic boundary condition that describes a boundary control action. Further, the periodic boundary control is subject to a dynamic constraint imposed by a lumped-parameter system governed by ordinary differential equations that model actuator dynamics. The partial differential equations are thus coupled with the ordinary differential equations via the periodic boundary condition. Optimality of this coupled system is investigated using variational principles to seek an adjoint formulation of the optimal control problem. The results are then applied to solve a feedback control problem of the Mach number in a wind tunnel.
Cet article est concerné par la commande optimale d'une classe des systèmes répartis de paramètre régis par le premier ordre, les équations partielles hyperboliques quasi-linéaires qui surgissent dans des problèmes de commande optimale de beaucoup de systèmes physiques tels que la dynamique et l'elastodynamics de fluides. Le système réparti est commandé par l'intermédiaire d'un état de frontière périodique non-linéaire obligatoire qui décrit une action de commande de frontière. De plus, la commande périodique de frontière est sujette à une contrainte dynamique imposée par a lumped le système de paramètre régi par les équations ordinaires qui la dynamique modèle de déclencheur. Les équations partielles sont ainsi couplées aux équations ordinaires par l'intermédiaire de l'état de frontière périodique. L'optimalité de ce système couplé est étudiée en utilisant des principes variationnels pour chercher une formulation d'adjoint du problème de commande optimale. Les résultats sont alors appliqués pour résoudre un problème de commande de rétroaction du nombre de mach dans un tunnel de vent.[article] Optimality of Hyperbolic Partial Differential Equations With Dynamically Constrained Periodic Boundary Control—A Flow Control Application = Optimalité des Equations Partielles Hyperboliques avec l'Application Périodique Dynamiquement Contrainte de Commande d'Ecoulement de Commande-Un de Frontière [texte imprimé] / Nguyen, Nhan, Auteur ; Ardema, Mark, Auteur . - 946-959 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 946-959 p.
Mots-clés : Equation hyperbolique quasi-linéaire Comande optimale Dynamique Elastodynamique des fluides Contrainte dynamique Déclancheur Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper is concerned with optimal control of a class of distributed-parameter systems governed by first-order, quasilinear hyperbolic partial differential equations that arise in optimal control problems of many physical systems such as fluids dynamics and elastodynamics. The distributed system is controlled via a forced nonlinear periodic boundary condition that describes a boundary control action. Further, the periodic boundary control is subject to a dynamic constraint imposed by a lumped-parameter system governed by ordinary differential equations that model actuator dynamics. The partial differential equations are thus coupled with the ordinary differential equations via the periodic boundary condition. Optimality of this coupled system is investigated using variational principles to seek an adjoint formulation of the optimal control problem. The results are then applied to solve a feedback control problem of the Mach number in a wind tunnel.
Cet article est concerné par la commande optimale d'une classe des systèmes répartis de paramètre régis par le premier ordre, les équations partielles hyperboliques quasi-linéaires qui surgissent dans des problèmes de commande optimale de beaucoup de systèmes physiques tels que la dynamique et l'elastodynamics de fluides. Le système réparti est commandé par l'intermédiaire d'un état de frontière périodique non-linéaire obligatoire qui décrit une action de commande de frontière. De plus, la commande périodique de frontière est sujette à une contrainte dynamique imposée par a lumped le système de paramètre régi par les équations ordinaires qui la dynamique modèle de déclencheur. Les équations partielles sont ainsi couplées aux équations ordinaires par l'intermédiaire de l'état de frontière périodique. L'optimalité de ce système couplé est étudiée en utilisant des principes variationnels pour chercher une formulation d'adjoint du problème de commande optimale. Les résultats sont alors appliqués pour résoudre un problème de commande de rétroaction du nombre de mach dans un tunnel de vent.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 960-968 p.
Titre : Measurement of Driver Steering Torque Using Electromyography Titre original : Mesure de Couple de Direction de Conducteur en Utilisant l'Electromyographie Type de document : texte imprimé Auteurs : Pick, Andrew J., Auteur ; Cole, David J., Auteur Article en page(s) : 960-968 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Activation du muscle d'un conducteur Electromyographie Regression des données Couple de direction Conducteur Condition isométrique Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper is concerned with developing a method to measure a driver's muscle activation strategy during driving, to enable validation of a mathematical model. Electromyography (EMG) was successfully used to measure driver muscle activity. Regression analysis of the EMG data, measured from the right arm of one test subject, was used to determine the key muscles involved in generating steering torque. The significant muscles were found to be the mid and front deltoid, the sternal portion of the pectoralis major, and the triceps long head. Using the identified regression parameters and measured EMG from key muscles, forces generated by the driver at the rim of the steering wheel were predicted under isometric conditions. The method was further developed and measurements were taken from the left and right arms of eight test subjects. Using regression analysis a model that predicts steering torque from the EMG signals was generated. The method also allows co-contraction of opposing muscles to be identified during a dynamic steering maneuver. Muscle co-contraction is thought to be a significant control strategy employed by drivers, and is the subject of further work.
Cet article est concerné par développer une méthode pour mesurer la stratégie d'activation du muscle d'un conducteur pendant la conduite, pour permettre la validation d'un modèle mathématique. L'électromyographie (EMG) a été avec succès employée pour mesurer l'activité de muscle de conducteur. L'analyse de régression des données d'EMG, mesurée à partir du bras droit d'un sujet d'expérience, a été employée pour déterminer les muscles principaux impliqués en produisant du couple de direction. Les muscles significatifs se sont avérés le mi et avant deltoïde, la partie de sternal du grand pectoral, et tête de triceps la longue. En utilisant les paramètres identifiés de régression et l'EMG mesuré des muscles principaux, des forces produites par le conducteur à la jante de la roue de direction ont été prévues dans des conditions isométriques. La méthode a été encore développée et des mesures ont été prises des bras gauches et droits de huit sujets d'expérience. En utilisant l'analyse de régression un modèle qui prévoit le couple de direction des signaux d'EMG a été produit. La méthode permet également à la contraction de Co des muscles d'opposition d'être identifiée pendant une manoeuvre dynamique de direction. La contraction du muscle Co est pensée pour être une stratégie significative de commande utilisée par des conducteurs, et est le sujet davantage de de travail.En ligne : djc13@eng.cam.ac.uk [article] Measurement of Driver Steering Torque Using Electromyography = Mesure de Couple de Direction de Conducteur en Utilisant l'Electromyographie [texte imprimé] / Pick, Andrew J., Auteur ; Cole, David J., Auteur . - 960-968 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 960-968 p.
Mots-clés : Activation du muscle d'un conducteur Electromyographie Regression des données Couple de direction Conducteur Condition isométrique Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper is concerned with developing a method to measure a driver's muscle activation strategy during driving, to enable validation of a mathematical model. Electromyography (EMG) was successfully used to measure driver muscle activity. Regression analysis of the EMG data, measured from the right arm of one test subject, was used to determine the key muscles involved in generating steering torque. The significant muscles were found to be the mid and front deltoid, the sternal portion of the pectoralis major, and the triceps long head. Using the identified regression parameters and measured EMG from key muscles, forces generated by the driver at the rim of the steering wheel were predicted under isometric conditions. The method was further developed and measurements were taken from the left and right arms of eight test subjects. Using regression analysis a model that predicts steering torque from the EMG signals was generated. The method also allows co-contraction of opposing muscles to be identified during a dynamic steering maneuver. Muscle co-contraction is thought to be a significant control strategy employed by drivers, and is the subject of further work.
Cet article est concerné par développer une méthode pour mesurer la stratégie d'activation du muscle d'un conducteur pendant la conduite, pour permettre la validation d'un modèle mathématique. L'électromyographie (EMG) a été avec succès employée pour mesurer l'activité de muscle de conducteur. L'analyse de régression des données d'EMG, mesurée à partir du bras droit d'un sujet d'expérience, a été employée pour déterminer les muscles principaux impliqués en produisant du couple de direction. Les muscles significatifs se sont avérés le mi et avant deltoïde, la partie de sternal du grand pectoral, et tête de triceps la longue. En utilisant les paramètres identifiés de régression et l'EMG mesuré des muscles principaux, des forces produites par le conducteur à la jante de la roue de direction ont été prévues dans des conditions isométriques. La méthode a été encore développée et des mesures ont été prises des bras gauches et droits de huit sujets d'expérience. En utilisant l'analyse de régression un modèle qui prévoit le couple de direction des signaux d'EMG a été produit. La méthode permet également à la contraction de Co des muscles d'opposition d'être identifiée pendant une manoeuvre dynamique de direction. La contraction du muscle Co est pensée pour être une stratégie significative de commande utilisée par des conducteurs, et est le sujet davantage de de travail.En ligne : djc13@eng.cam.ac.uk
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 969-975 p.
Titre : Unidrive Modular Robot: Dynamics, Control, and Experiments Titre original : Robot Modulaire d'Unidrive : Dynamique, Commande, et Expériences Type de document : texte imprimé Auteurs : Karbasi, Hamidreza, Auteur ; Khajepour, Amir, Auteur ; Huissoon, Jan Paul Article en page(s) : 969-975 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Robot modulaire unidrive Embrayage Système de glissement Contrôleur Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper, a control design methodology for the new class of modular robots so-called "unidrive modular robots" is introduced. Unidrive modular robots because of employing only a single drive for operating all the joints have a substantial advantage over regular modular robots in terms of the mass of each module. The drive is mounted at the robot base and all joints tap power from the single drive using clutches. By controlling the engagement time of the clutches, the position and velocity of the joints are regulated. In this work, a general state space model of the robot is first developed and then based on the theory of variable structure systems and sliding mode control a design methodology for local controllers is introduced. The control design technique is validated by experimental results.
En cet article, une méthodologie de conception de commande pour la nouvelle classe de prétendus "robots modulaires unidrive" de robots modulaires est présentée. Les robots modulaires d'Unidrive en raison d'utiliser seulement une commande simple pour actionner tous les joints ont les robots modulaires réguliers d'un excédent substantiel d'avantage en termes de masse de chaque module. La commande est montée à la base de robot et tous les joints tapent la puissance de la commande simple à l'aide des embrayages. En commandant la période d'enclenchement des embrayages, la position et la vitesse des joints sont réglées. Dans ce travail, un modèle général de l'espace d'état du robot est d'abord développé et alors basé sur la théorie de systèmes de structure et de mode variables de glissement commandez une méthodologie de conception pour les contrôleurs locaux est présenté. La technique de conception de commande est validée par des résultats expérimentaux.[article] Unidrive Modular Robot: Dynamics, Control, and Experiments = Robot Modulaire d'Unidrive : Dynamique, Commande, et Expériences [texte imprimé] / Karbasi, Hamidreza, Auteur ; Khajepour, Amir, Auteur ; Huissoon, Jan Paul . - 969-975 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 969-975 p.
Mots-clés : Robot modulaire unidrive Embrayage Système de glissement Contrôleur Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper, a control design methodology for the new class of modular robots so-called "unidrive modular robots" is introduced. Unidrive modular robots because of employing only a single drive for operating all the joints have a substantial advantage over regular modular robots in terms of the mass of each module. The drive is mounted at the robot base and all joints tap power from the single drive using clutches. By controlling the engagement time of the clutches, the position and velocity of the joints are regulated. In this work, a general state space model of the robot is first developed and then based on the theory of variable structure systems and sliding mode control a design methodology for local controllers is introduced. The control design technique is validated by experimental results.
En cet article, une méthodologie de conception de commande pour la nouvelle classe de prétendus "robots modulaires unidrive" de robots modulaires est présentée. Les robots modulaires d'Unidrive en raison d'utiliser seulement une commande simple pour actionner tous les joints ont les robots modulaires réguliers d'un excédent substantiel d'avantage en termes de masse de chaque module. La commande est montée à la base de robot et tous les joints tapent la puissance de la commande simple à l'aide des embrayages. En commandant la période d'enclenchement des embrayages, la position et la vitesse des joints sont réglées. Dans ce travail, un modèle général de l'espace d'état du robot est d'abord développé et alors basé sur la théorie de systèmes de structure et de mode variables de glissement commandez une méthodologie de conception pour les contrôleurs locaux est présenté. La technique de conception de commande est validée par des résultats expérimentaux.
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 976-979 p.
Titre : Adaptive Synchronized Control for a Planar Parallel Manipulator: Theory and Experiments Titre original : Commande Synchronisée Adaptative pour un Manipulateur Parallèle Planaire : Théorie et Expériences Type de document : texte imprimé Auteurs : Ren, Lu, Auteur ; Mills, James K., Auteur ; Sun, Dong Article en page(s) : 976-979 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Commande synchronisée adaptative Manipulateur Cheminement Manipulateur planaire Submanipulateur Synchronisation Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper, we develop a new control method, termed adaptive synchronized (A-S) control, for improving tracking accuracy of a P-R-R type planar parallel manipulator with parametric uncertainty. The novelty of A-S control, a combination of synchronized control and adaptive control, is in the application of synchronized control to a single parallel manipulator so that tracking accuracy is improved during high-speed, high-acceleration tracking motions. Through treatment of each chain as a submanipulator; the P-R-R manipulator is thus modeled as a multi-robot system comprised of three submanipulators grasping a common payload. Considering the geometry of the platform, these submanipulators are kinematically constrained and move in a synchronous manner. To solve this synchronization control problem, a synchronization error is defined, which represents the coupling effects among the submanipulators. With the employment of this synchronization error, tracking accuracy of the platform is improved. Simultaneously, the estimated unknown parameters converge to their true values through the use of a bounded-gain-forgetting estimator. Experiments conducted on the P-R-R manipulator demonstrate the validity of the approach.
En cet article, nous développons une nouvelle méthode de contrôle, nommée (COMME) commande synchronisée adaptative, pour améliorer l'exactitude de cheminement d'un type de P-R-R manipulateur parallèle planaire avec l'incertitude paramétrique. La nouveauté COMME de la commande, d'une combinaison de commande synchronisée et de commande adaptative, est dans l'application de la commande synchronisée à un manipulateur parallèle simple de sorte que l'exactitude de cheminement soit améliorée pendant l'à grande vitesse, mouvements de cheminement d'haut-accélération. Par le traitement de chaque chaîne comme submanipulator ; le manipulateur de P-R-R est ainsi modelé comme système de multi-robot consisté en trois submanipulators saisissant une charge utile commune. Vu la géométrie de la plateforme, ces submanipulators sont cinématiquement contraints et se déplacent d'une façon synchrone. Pour résoudre cette synchronisation commandez le problème, une erreur de synchronisation est défini, qui représente les effets d'accouplement parmi les submanipulators. Avec l'emploi de cette erreur de synchronisation, l'exactitude de cheminement de la plateforme est améliorée. Simultanément, les paramètres inconnus estimés convergent à leurs valeurs vraies par l'utilisation d'un estimateur bondir-gagner-oubliant. Les expériences entreprises sur le manipulateur de P-R-R démontrent la validité de l'approche.En ligne : ren@mie.utoronto.ca, mills@mie.utoronto.ca, medsun@cityu.edu.hk [article] Adaptive Synchronized Control for a Planar Parallel Manipulator: Theory and Experiments = Commande Synchronisée Adaptative pour un Manipulateur Parallèle Planaire : Théorie et Expériences [texte imprimé] / Ren, Lu, Auteur ; Mills, James K., Auteur ; Sun, Dong . - 976-979 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 976-979 p.
Mots-clés : Commande synchronisée adaptative Manipulateur Cheminement Manipulateur planaire Submanipulateur Synchronisation Index. décimale : 629.8 Résumé : In this paper, we develop a new control method, termed adaptive synchronized (A-S) control, for improving tracking accuracy of a P-R-R type planar parallel manipulator with parametric uncertainty. The novelty of A-S control, a combination of synchronized control and adaptive control, is in the application of synchronized control to a single parallel manipulator so that tracking accuracy is improved during high-speed, high-acceleration tracking motions. Through treatment of each chain as a submanipulator; the P-R-R manipulator is thus modeled as a multi-robot system comprised of three submanipulators grasping a common payload. Considering the geometry of the platform, these submanipulators are kinematically constrained and move in a synchronous manner. To solve this synchronization control problem, a synchronization error is defined, which represents the coupling effects among the submanipulators. With the employment of this synchronization error, tracking accuracy of the platform is improved. Simultaneously, the estimated unknown parameters converge to their true values through the use of a bounded-gain-forgetting estimator. Experiments conducted on the P-R-R manipulator demonstrate the validity of the approach.
En cet article, nous développons une nouvelle méthode de contrôle, nommée (COMME) commande synchronisée adaptative, pour améliorer l'exactitude de cheminement d'un type de P-R-R manipulateur parallèle planaire avec l'incertitude paramétrique. La nouveauté COMME de la commande, d'une combinaison de commande synchronisée et de commande adaptative, est dans l'application de la commande synchronisée à un manipulateur parallèle simple de sorte que l'exactitude de cheminement soit améliorée pendant l'à grande vitesse, mouvements de cheminement d'haut-accélération. Par le traitement de chaque chaîne comme submanipulator ; le manipulateur de P-R-R est ainsi modelé comme système de multi-robot consisté en trois submanipulators saisissant une charge utile commune. Vu la géométrie de la plateforme, ces submanipulators sont cinématiquement contraints et se déplacent d'une façon synchrone. Pour résoudre cette synchronisation commandez le problème, une erreur de synchronisation est défini, qui représente les effets d'accouplement parmi les submanipulators. Avec l'emploi de cette erreur de synchronisation, l'exactitude de cheminement de la plateforme est améliorée. Simultanément, les paramètres inconnus estimés convergent à leurs valeurs vraies par l'utilisation d'un estimateur bondir-gagner-oubliant. Les expériences entreprises sur le manipulateur de P-R-R démontrent la validité de l'approche.En ligne : ren@mie.utoronto.ca, mills@mie.utoronto.ca, medsun@cityu.edu.hk
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 980-988 p.
Titre : Multi-Degree-of-Freedom Precision Position Sensing and Motion Control Using Two-Axis Hall-Effect Sensors Titre original : Sensation de Position de Précision de Multi-Degré-de-Liberté et Commande de Mouvement à l'Aide de Deux Sondes d'Effet de Hall d'Axe Type de document : texte imprimé Auteurs : Kawato, Yusuki, Auteur ; Won-Jon, Kim, Auteur Article en page(s) : 980-988 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Positionnement Effet hall Multi-degré-de-liberté Matrice d'aimant Hache hporthogonale Lévitation Gamme de transmation Gamme de rotation Mouvement planaire Algorithme des moindres carrés gaussien Corrélation Compensateur Signal numérique Boucle d'avertissement Interféromètre de laser Micromètre Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents a novel precision position-sensing methodology using two-axis Hall-effect sensors, where the absolute multi-degree-of-freedom (DOF) positioning of a device above any magnet matrix is possible. Magnet matrices have a periodic magnetic field about each of its orthogonal axes, which can be modeled using Fourier series. This position-sensing methodology was implemented on a Halbach-magnet-matrix-based magnetic-levitation (maglev) stage. It enables unrestricted translational and rotational ranges in planar motions with a potential 6-DOF motion-measuring capability. A Gaussian least-squares differential-correction (GLSDC) algorithm was developed and implemented to estimate the maglev stage's position and orientation in three planar DOFs from raw Hall-effect-sensor measurements. Experimental results show its position resolution of better than 10 µm in translation and 100 µrad in rotation. The maximum rotational range achieved so far is 16 deg, a factor of 100 improvement of a typical laser interferometers' rotational range of a few milliradians. Classical lead-lag compensators were designed and implemented on a digital signal processor (DSP) to close the control loop at a sampling frequency of 800 Hz for the three planar DOFs using the GLSDC outputs. Calibration was performed by comparing the Hall-effect sensors' outputs against the laser-interferometer readings, which improved the positioning accuracy by correcting the GLSDC error. The experimental results exhibit better than a micrometer repeatability. This multi-DOF sensing mechanism is an excellent cost-effective solution to planar micro-positioning applications with unrestricted three-axis travel ranges.
Cet article présente une méthodologie de sensation de précision de roman à l'aide de deux sondes d'effet de hall d'axe, où le positionnement absolu de la multi-degré-de-liberté (DOF) d'un dispositif au-dessus de n'importe quelle matrice d'aimant est possible. Les matrices d'aimant ont un champ magnétique périodique au sujet de chacune de ses haches orthogonales, qui peuvent être modelées en utilisant la série de Fourier. Cette méthodologie de sensation de position a été mise en application sur une étape magnétique de lévitation basée par matrice d'aimant de Halbach (maglev). Elle permet les gammes de translation et de rotation sans restriction dans des mouvements planaires avec des possibilités de mesure de mouvement du potentiel 6-DOF. Un algorithme différentiel des moindres carrés gaussien de la correction (GLSDC) a été développé et mis en application pour estimer la position et l'orientation de l'étape de maglev dans trois DOFs planaire des mesures crues de sonde d'effet de hall. Les résultats expérimentaux montrent sa résolution de position meilleur que le µrad 10 du µm dans la traduction et 100 dans la rotation. La gamme de rotation maximum réalisée jusqu'ici est de 16 degrés, un facteur de l'amélioration 100 d'une gamme de rotation des interféromètres typiques de laser de quelques milliradians. Classique mener-traînent les compensateurs ont été conçus et mis en application sur un processeur de signal numérique (DSP) pour fermer la boucle d'avertissement à une fréquence de prélèvement de 800 hertz pour les trois DOFs planaire en utilisant les sorties de GLSDC. Le calibrage a été effectué en comparant les sorties des sondes d'effet de hall contre les lectures d'interféromètre de laser, qui ont amélioré l'exactitude de positionnement en corrigeant l'erreur de GLSDC. Les résultats expérimentaux exhibent mieux qu'une répétabilité de micromètre. Ce multi-DOF sentant le mécanisme est une excellente solution rentable aux applications de positionnement micro planaires avec les trois gammes sans restriction de voyage d'axe.En ligne : wjkim@tamu.edu [article] Multi-Degree-of-Freedom Precision Position Sensing and Motion Control Using Two-Axis Hall-Effect Sensors = Sensation de Position de Précision de Multi-Degré-de-Liberté et Commande de Mouvement à l'Aide de Deux Sondes d'Effet de Hall d'Axe [texte imprimé] / Kawato, Yusuki, Auteur ; Won-Jon, Kim, Auteur . - 980-988 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 980-988 p.
Mots-clés : Positionnement Effet hall Multi-degré-de-liberté Matrice d'aimant Hache hporthogonale Lévitation Gamme de transmation Gamme de rotation Mouvement planaire Algorithme des moindres carrés gaussien Corrélation Compensateur Signal numérique Boucle d'avertissement Interféromètre de laser Micromètre Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper presents a novel precision position-sensing methodology using two-axis Hall-effect sensors, where the absolute multi-degree-of-freedom (DOF) positioning of a device above any magnet matrix is possible. Magnet matrices have a periodic magnetic field about each of its orthogonal axes, which can be modeled using Fourier series. This position-sensing methodology was implemented on a Halbach-magnet-matrix-based magnetic-levitation (maglev) stage. It enables unrestricted translational and rotational ranges in planar motions with a potential 6-DOF motion-measuring capability. A Gaussian least-squares differential-correction (GLSDC) algorithm was developed and implemented to estimate the maglev stage's position and orientation in three planar DOFs from raw Hall-effect-sensor measurements. Experimental results show its position resolution of better than 10 µm in translation and 100 µrad in rotation. The maximum rotational range achieved so far is 16 deg, a factor of 100 improvement of a typical laser interferometers' rotational range of a few milliradians. Classical lead-lag compensators were designed and implemented on a digital signal processor (DSP) to close the control loop at a sampling frequency of 800 Hz for the three planar DOFs using the GLSDC outputs. Calibration was performed by comparing the Hall-effect sensors' outputs against the laser-interferometer readings, which improved the positioning accuracy by correcting the GLSDC error. The experimental results exhibit better than a micrometer repeatability. This multi-DOF sensing mechanism is an excellent cost-effective solution to planar micro-positioning applications with unrestricted three-axis travel ranges.
Cet article présente une méthodologie de sensation de précision de roman à l'aide de deux sondes d'effet de hall d'axe, où le positionnement absolu de la multi-degré-de-liberté (DOF) d'un dispositif au-dessus de n'importe quelle matrice d'aimant est possible. Les matrices d'aimant ont un champ magnétique périodique au sujet de chacune de ses haches orthogonales, qui peuvent être modelées en utilisant la série de Fourier. Cette méthodologie de sensation de position a été mise en application sur une étape magnétique de lévitation basée par matrice d'aimant de Halbach (maglev). Elle permet les gammes de translation et de rotation sans restriction dans des mouvements planaires avec des possibilités de mesure de mouvement du potentiel 6-DOF. Un algorithme différentiel des moindres carrés gaussien de la correction (GLSDC) a été développé et mis en application pour estimer la position et l'orientation de l'étape de maglev dans trois DOFs planaire des mesures crues de sonde d'effet de hall. Les résultats expérimentaux montrent sa résolution de position meilleur que le µrad 10 du µm dans la traduction et 100 dans la rotation. La gamme de rotation maximum réalisée jusqu'ici est de 16 degrés, un facteur de l'amélioration 100 d'une gamme de rotation des interféromètres typiques de laser de quelques milliradians. Classique mener-traînent les compensateurs ont été conçus et mis en application sur un processeur de signal numérique (DSP) pour fermer la boucle d'avertissement à une fréquence de prélèvement de 800 hertz pour les trois DOFs planaire en utilisant les sorties de GLSDC. Le calibrage a été effectué en comparant les sorties des sondes d'effet de hall contre les lectures d'interféromètre de laser, qui ont amélioré l'exactitude de positionnement en corrigeant l'erreur de GLSDC. Les résultats expérimentaux exhibent mieux qu'une répétabilité de micromètre. Ce multi-DOF sentant le mécanisme est une excellente solution rentable aux applications de positionnement micro planaires avec les trois gammes sans restriction de voyage d'axe.En ligne : wjkim@tamu.edu
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 989-994 p.
Titre : Convex Optimization Approach to Observer-Based Stabilization of Uncertain Linear Systems Titre original : Approche Convexe d'Optimisation à l'Observateur Basée sur la Stabilisation des Systèmes Linéaires Incertains Type de document : texte imprimé Auteurs : Ibrir, Salim, Auteur Article en page(s) : 989-994 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Système linéaire incertain Stabilité Rétroaction Sortie dynamique Contrôleur Stabilité robuste Algorithme informatique itéractif Index. décimale : 629.8 Résumé : New sufficient linear matrix inequality conditions guaranteeing the stability of uncertain linear systems by means of dynamic output feedbacks are presented. It is shown that the search of an observer-based controller for this class of systems is fundamentally decomposed into two main problems: robust stability with a memoryless state feedback and observer design with measured uncertainties. Under the fulfilment of the developed linear matrix inequalities conditions, we show that the observer-based problem is solvable without any need for some equality constraints or iterative computational algorithms. Examples showing the potential of the results are presented.
De nouveaux états linéaires suffisants d'inégalité de matrice garantissant la stabilité des systèmes linéaires incertains au moyen de rétroactions de sortie dynamique sont présentés. On lui montre que la recherche d'un contrôleur basé observé pour cette classe des systèmes est fondamentalement décomposée en deux problèmes principaux : la stabilité robuste avec une rétroaction sans mémoire d'état et l'observateur conçoivent avec des incertitudes mesurées. Sous l'accomplissement des conditions linéaires développées d'inégalités de matrice, nous prouvons que le problème basé par observateur est soluble sans n'importe quel besoin de quelques contraintes d'égalité ou algorithmes informatiques itératifs. Des exemples montrant le potentiel des résultats sont présentés.En ligne : sibrir@encs.concordia.ca [article] Convex Optimization Approach to Observer-Based Stabilization of Uncertain Linear Systems = Approche Convexe d'Optimisation à l'Observateur Basée sur la Stabilisation des Systèmes Linéaires Incertains [texte imprimé] / Ibrir, Salim, Auteur . - 989-994 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 989-994 p.
Mots-clés : Système linéaire incertain Stabilité Rétroaction Sortie dynamique Contrôleur Stabilité robuste Algorithme informatique itéractif Index. décimale : 629.8 Résumé : New sufficient linear matrix inequality conditions guaranteeing the stability of uncertain linear systems by means of dynamic output feedbacks are presented. It is shown that the search of an observer-based controller for this class of systems is fundamentally decomposed into two main problems: robust stability with a memoryless state feedback and observer design with measured uncertainties. Under the fulfilment of the developed linear matrix inequalities conditions, we show that the observer-based problem is solvable without any need for some equality constraints or iterative computational algorithms. Examples showing the potential of the results are presented.
De nouveaux états linéaires suffisants d'inégalité de matrice garantissant la stabilité des systèmes linéaires incertains au moyen de rétroactions de sortie dynamique sont présentés. On lui montre que la recherche d'un contrôleur basé observé pour cette classe des systèmes est fondamentalement décomposée en deux problèmes principaux : la stabilité robuste avec une rétroaction sans mémoire d'état et l'observateur conçoivent avec des incertitudes mesurées. Sous l'accomplissement des conditions linéaires développées d'inégalités de matrice, nous prouvons que le problème basé par observateur est soluble sans n'importe quel besoin de quelques contraintes d'égalité ou algorithmes informatiques itératifs. Des exemples montrant le potentiel des résultats sont présentés.En ligne : sibrir@encs.concordia.ca
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 995-998 p.
Titre : Evaluation of Nonlinear Dynamics Using Optimal Motion Planning Titre original : Évaluation de Dynamique Non-Linéaire en Utilisant la Planification Optimale de Mouvement Type de document : texte imprimé Auteurs : Przemyslaw, Herman, Auteur Article en page(s) : 995-998 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Manipulateur Propriété dynamique Effet non-linéaire d'oreille Paramètre cinématique Paramètre mécanique Index. décimale : 629.8 Résumé : The precise control of a manipulator depends on its velocity as well as on its configuration and dynamic properties. This paper presents some observations that can serve as a useful tool for identifying nonlinear ear effects in a manipulator. The tool is based on equations of motion being expressed in terms of inertial quasi-velocities (IQVs). They are rates containing both kinematic and mechanical parameters of the system. The presented approach gives a further insight into the manipulator motion. An analytical example shows the proposed strategy.
La commande précise d'un manipulateur dépend de sa vitesse aussi bien que sur sa configuration et propriétés dynamiques. Cet article présente quelques observations qui peuvent servir d'outil utile à identifier des effets non-linéaires d'oreille dans un manipulateur. L'outil est basé sur des équations du mouvement étant exprimé en termes de vitesses quasi à inertie (IQVs). Elles sont des taux contenant des paramètres cinématiques et mécaniques du système. L'approche présentée donne une autre perspicacité dans le mouvement de manipulateur. Un exemple analytique montre la stratégie proposée.En ligne : przemyslaw.herman@put.poznan.pl [article] Evaluation of Nonlinear Dynamics Using Optimal Motion Planning = Évaluation de Dynamique Non-Linéaire en Utilisant la Planification Optimale de Mouvement [texte imprimé] / Przemyslaw, Herman, Auteur . - 995-998 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 995-998 p.
Mots-clés : Manipulateur Propriété dynamique Effet non-linéaire d'oreille Paramètre cinématique Paramètre mécanique Index. décimale : 629.8 Résumé : The precise control of a manipulator depends on its velocity as well as on its configuration and dynamic properties. This paper presents some observations that can serve as a useful tool for identifying nonlinear ear effects in a manipulator. The tool is based on equations of motion being expressed in terms of inertial quasi-velocities (IQVs). They are rates containing both kinematic and mechanical parameters of the system. The presented approach gives a further insight into the manipulator motion. An analytical example shows the proposed strategy.
La commande précise d'un manipulateur dépend de sa vitesse aussi bien que sur sa configuration et propriétés dynamiques. Cet article présente quelques observations qui peuvent servir d'outil utile à identifier des effets non-linéaires d'oreille dans un manipulateur. L'outil est basé sur des équations du mouvement étant exprimé en termes de vitesses quasi à inertie (IQVs). Elles sont des taux contenant des paramètres cinématiques et mécaniques du système. L'approche présentée donne une autre perspicacité dans le mouvement de manipulateur. Un exemple analytique montre la stratégie proposée.En ligne : przemyslaw.herman@put.poznan.pl
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 999-1004 p.
Titre : Predictive Control for Time-Delayed Switching Control Systems Titre original : Commande Prédictive pour les Cystèmes de Commande de Changement Retardés par Temps Type de document : texte imprimé Auteurs : Shields, Bobby L., Auteur ; Barth, Eric J., Auteur ; Goldfarb, Michael Article en page(s) : 999-1004 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Système de commutation Dynamique linéaire Commande suboptimale Index. décimale : 629.8 Résumé : A methodology is proposed for the control of switching systems characterized by linear system dynamics with a time delay in the input channel. The method incorporates a state predictor that at each switching period determines the effect that the next control input will have on the future output of the system, and chooses the input that will take the system closest to the desired future state. The resulting control action is suboptimal, but is computationally tractable and shown to provide a bounded tracking error for stable plants. The proposed predictive control methodology is demonstrated on a hot gas pressurization system that tracks a desired pressure trajectory via an on/off solenoid valve.
On propose une méthodologie pour la commande des systèmes de commutation caractérisés par dynamique linéaire de système avec du moment retardent dans le canal d'entrée. La méthode incorpore un prédiseur d'état qui à chaque période de commutation détermine l'effet que la prochaine entrée de commande aura sur le futur rendement du système, et choisit l'entrée qui prendra le système le plus proche du futur état désiré. L'action résultante de commande est suboptimale, mais est informatique menable et montrée pour fournir une erreur de cheminement liée pour les usines stables. La méthodologie prédictive proposée de commande est démontrée sur un circuit de pressurisation chaud de gaz qui dépiste une trajectoire désirée de pression par l'intermédiaire d'une valve de solénoïde "Marche/Arrêt".[article] Predictive Control for Time-Delayed Switching Control Systems = Commande Prédictive pour les Cystèmes de Commande de Changement Retardés par Temps [texte imprimé] / Shields, Bobby L., Auteur ; Barth, Eric J., Auteur ; Goldfarb, Michael . - 999-1004 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 999-1004 p.
Mots-clés : Système de commutation Dynamique linéaire Commande suboptimale Index. décimale : 629.8 Résumé : A methodology is proposed for the control of switching systems characterized by linear system dynamics with a time delay in the input channel. The method incorporates a state predictor that at each switching period determines the effect that the next control input will have on the future output of the system, and chooses the input that will take the system closest to the desired future state. The resulting control action is suboptimal, but is computationally tractable and shown to provide a bounded tracking error for stable plants. The proposed predictive control methodology is demonstrated on a hot gas pressurization system that tracks a desired pressure trajectory via an on/off solenoid valve.
On propose une méthodologie pour la commande des systèmes de commutation caractérisés par dynamique linéaire de système avec du moment retardent dans le canal d'entrée. La méthode incorpore un prédiseur d'état qui à chaque période de commutation détermine l'effet que la prochaine entrée de commande aura sur le futur rendement du système, et choisit l'entrée qui prendra le système le plus proche du futur état désiré. L'action résultante de commande est suboptimale, mais est informatique menable et montrée pour fournir une erreur de cheminement liée pour les usines stables. La méthodologie prédictive proposée de commande est démontrée sur un circuit de pressurisation chaud de gaz qui dépiste une trajectoire désirée de pression par l'intermédiaire d'une valve de solénoïde "Marche/Arrêt".
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 1005-1012 p.
Titre : Control Authority of a Projectile Equipped With an Internal Unbalanced Part Titre original : Commande d'Autorité d'une Projectile Equipée d'une Partie Non Equilibrée Interne Type de document : texte imprimé Auteurs : Frost, Geoffrey, Auteur ; Costello, Mark, Auteur Article en page(s) : 1005-1012 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Commande de déséquilibre Mécanisme de masse Orientation radiale Modèle dynamique de vol DEgré-de-liberté Projectile Inertie Index. décimale : 629.8 Résumé : A key technical challenge for smart weapon developers is the design of appropriate control mechanisms that provide sufficient control authority to enable correction of typical trajectory errors while not excessively burdening the overall weapon design. The work reported here considers a rotating mass unbalance control mechanism, created by radial orientation of an internal part. To investigate the potential of this control mechanism, a seven degree-of-freedom flight dynamic model of a projectile, equipped with an internal part is defined. Using this dynamic model it is shown that by holding the internal part fixed with respect to a nonrolling reference frame, predictable trajectory changes are generated including predictable impact point changes. As expected, when unbalance-offset distance, or mass is increased, control authority increases proportionally. This control mechanism creates impact point changes that are the same order of magnitude as dispersion caused by errors induced at launch and in flight. Control authority is significantly altered with changing projectile characteristics, such as, the mass center location, pitch inertia, yaw inertia, aerodynamic drag, and aerodynamic normal force.
Un défi technique principal pour les réalisateurs futés d'arme est la conception des mécanismes appropriés de commande qui fournissent l'autorité suffisante de commande pour permettre la correction des erreurs typiques de trajectoire tout en pas excessivement chargeant la conception globale d'arme. Le travail rapporté ici considère un mécanisme de masse tournant de commande de déséquilibre, créé par orientation radiale d'une partie interne. Pour étudier le potentiel de ce mécanisme de commande, un modèle dynamique de vol de la degré-de-liberté sept d'une projectile, équipé d'une partie interne est défini. En utilisant ce modèle dynamique on lui montre qu'en jugeant la partie interne fixée en ce qui concerne une armature nonrolling de référence, des changements prévisibles de trajectoire sont produits comprenant les changements prévisibles de point d'impact. Comme prévu, quand la distance excentrée de désiquilibre, ou la masse est augmentée, augmentations d'autorité de commande proportionnellement. Ce mécanisme de commande crée les changements de point d'impact qui sont le même ordre de grandeur que la dispersion provoquée par des erreurs induites lors du lancement et en vol. L'autorité de commande est sensiblement changée avec des caractéristiques changeantes de projectile, comme, l'endroit central de masse, l'inertie de lancement, l'inertie de lacet, la drague aérodynamique, et la force normale aérodynamique.[article] Control Authority of a Projectile Equipped With an Internal Unbalanced Part = Commande d'Autorité d'une Projectile Equipée d'une Partie Non Equilibrée Interne [texte imprimé] / Frost, Geoffrey, Auteur ; Costello, Mark, Auteur . - 1005-1012 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 1005-1012 p.
Mots-clés : Commande de déséquilibre Mécanisme de masse Orientation radiale Modèle dynamique de vol DEgré-de-liberté Projectile Inertie Index. décimale : 629.8 Résumé : A key technical challenge for smart weapon developers is the design of appropriate control mechanisms that provide sufficient control authority to enable correction of typical trajectory errors while not excessively burdening the overall weapon design. The work reported here considers a rotating mass unbalance control mechanism, created by radial orientation of an internal part. To investigate the potential of this control mechanism, a seven degree-of-freedom flight dynamic model of a projectile, equipped with an internal part is defined. Using this dynamic model it is shown that by holding the internal part fixed with respect to a nonrolling reference frame, predictable trajectory changes are generated including predictable impact point changes. As expected, when unbalance-offset distance, or mass is increased, control authority increases proportionally. This control mechanism creates impact point changes that are the same order of magnitude as dispersion caused by errors induced at launch and in flight. Control authority is significantly altered with changing projectile characteristics, such as, the mass center location, pitch inertia, yaw inertia, aerodynamic drag, and aerodynamic normal force.
Un défi technique principal pour les réalisateurs futés d'arme est la conception des mécanismes appropriés de commande qui fournissent l'autorité suffisante de commande pour permettre la correction des erreurs typiques de trajectoire tout en pas excessivement chargeant la conception globale d'arme. Le travail rapporté ici considère un mécanisme de masse tournant de commande de déséquilibre, créé par orientation radiale d'une partie interne. Pour étudier le potentiel de ce mécanisme de commande, un modèle dynamique de vol de la degré-de-liberté sept d'une projectile, équipé d'une partie interne est défini. En utilisant ce modèle dynamique on lui montre qu'en jugeant la partie interne fixée en ce qui concerne une armature nonrolling de référence, des changements prévisibles de trajectoire sont produits comprenant les changements prévisibles de point d'impact. Comme prévu, quand la distance excentrée de désiquilibre, ou la masse est augmentée, augmentations d'autorité de commande proportionnellement. Ce mécanisme de commande crée les changements de point d'impact qui sont le même ordre de grandeur que la dispersion provoquée par des erreurs induites lors du lancement et en vol. L'autorité de commande est sensiblement changée avec des caractéristiques changeantes de projectile, comme, l'endroit central de masse, l'inertie de lancement, l'inertie de lacet, la drague aérodynamique, et la force normale aérodynamique.
Exemplaires
| Code-barres | Cote | Support | Localisation | Section | Disponibilité |
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