Natural Observer Design for Singularly Perturbed Vector Second-Order Systems / Demetriou, Michael A. in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 127 N° 4 (Décembre 2005)  

Natural Observer Design for Singularly Perturbed Vector Second-Order Systems [texte imprimé] / Demetriou, Michael A., Auteur ; Kazantzis, Nikolaos, Auteur . - 2006 . - 648-655 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127 N° 4 (Décembre 2005) . - 648-655 p.

Mots-clés :	Observateur Conception Vecteur Echelle de temps Système mécanique Sonde Tubulure Comportement dynamique
Index. décimale :	629.8
Résumé :	Our aim in the present research study is to develop a systematic natural observer design framework for vector second-order systems in the presence of time-scale multiplicity. Specifically, vector second-order mechanical systems are considered along with fast sensor dynamics, and the primary objective is to obtain accurate estimates of the unmeasurable slow system state variables that are generated by an appropriately designed model-based observer. Within a singular perturbation framework, the proposed observer is designed on the basis of the system dynamics that evolves on the slow manifold, and the dynamic behavior of the estimation error that induces is analyzed and mathematically characterized in the presence of the unmodeled fast sensor dynamics. It is shown, that the observation error generated by neglecting the (unmodeled) fast sensor dynamics is of order O(epsilon), where epsilon is the singular perturbation parameter and a measure of the relative speed/time constant of the fast (sensor) and the slow component (vector second-order system) of the overall instrumented system dynamics. Finally, the performance of the proposed method and the convergence properties of the natural observer designed are evaluated in an illustrative example of a two-degree of freedom mechanical system. Notre but dans l'étude actuelle de recherches est de développer un cadre normal systématique de conception d'observateur pour les systèmes du second degré de vecteur en présence de la multiplicité d'échelle de temps. Spécifiquement, dirigez les systèmes mécaniques de second ordre sont considérés avec la dynamique rapide de sonde, et le premier objectif est d'obtenir des évaluations précises des variables lentes immensurables d'état de système qui sont produites par un observateur basé par modèle convenablement conçu. Dans un cadre singulier de perturbation, l'observateur proposé est conçu sur la base de la dynamique de système qui évolue sur la tubulure lente, et le comportement dynamique de l'erreur d'évaluation qui induit est analysé et mathématiquement caractérisé en présence du unmodeled la dynamique rapide de sonde. On lui montre, ce l'erreur d'observation produite en négligeant (unmodeled) la dynamique rapide de sonde est d'ordre O(epsilon), où l'epsilon est le paramètre singulier de perturbation et une mesure de la constante relative de temps de vitesse du composant rapide (sonde) et lent (système du second degré de vecteur) de la dynamique équipée globale de système. En conclusion, l'exécution de la méthode proposée et les propriétés de convergence de l'observateur normal conçu sont évaluées dans un exemple d'illustration des deux degrés de système mécanique de liberté.
En ligne :	mdemetri@wpi.edu, nikolas@wpi.edu