Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Active disturbance rejection and current sharing control of six-phase interleaved parallel synchronous buck converters with high dynamic response

Yuan Mingyu, Zhang Chuanyu, Zhang Mingkang, Cai Fenghuang

Archives of Electrical Engineering

|

2025

|

Vol. 74, nr 1

21--44

EN

Unmanned Aerial Vehicle (UAV) frequently encounter various external disturbances during flight. After experiencing such disturbances, the UAV’s power supply must quickly respond and maintain stable output. To address this problem, this paper proposes an improved active disturbance rejection control (IADRC) scheme combined with peak current mode control (PCMC) based on a six-phase interleaved parallel synchronous buck converter. Modal analysis was conducted on the synchronous buck converter, and small-signal modeling was performed under current control mode to analyze closed-loop stability. The dynamic response speed was improved by utilizing a peak current inner loop, enabling precise current sharing. The system’s disturbance rejection capability was enhanced by employing an improved extended state observer for real-time estimation of disturbances. This approach offers advantages such as high dynamics, strong disturbance rejection, and good current sharing. Finally, an experimental prototype with a rated power of 1000 W, maximum efficiency of 96.9%, and power density of 12.9 W/cm2 was constructed. Comparing three different control schemes, the response waveforms of the prototype verify the feasibility and advancement of the scheme in this paper.

2

Dobór nastaw regulatora prędkości opartego o strukturę ADRC, dedykowanego dla układu dwumasowego

Wicher Bartłomiej, Brock Stefan

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 5

49--55

PL

Artykuł prezentuje metodę poszukiwania nastaw układu regulacji prędkości opartego o metodę ADRC. Układ ten steruje prędkością obiektu dwumasowego, a zaprezentowana metoda uwzględnia kluczowe cechy obiektu i dobiera nastawy, aby osiągnięte odpowiedzi na zmianę wartości zadanej charakteryzowały się zadowalającym tłumieniem. Autorzy prezentują proces modelowania obiektu oraz całego układu regulacji, prezentują wyniki analizy teoretycznej, a następnie dowodzą skuteczności zaproponowanego podejścia w eksperymencie laboratoryjnym.

EN

The article presents an algorithm for searching parameters of a speed control system based on the ADRC method. The system controls a two - mass object, and the presented method takes into account the key features of this object and selects settings, so that the achieved responses to a change in the set value are characterized by satisfactory damping. The authors present the process of modeling the plant and the entire control system, show the results of theoretical analysis and then prove the effectiveness of the proposed approach in a laboratory experiment.

3

A robust controller based on Backstepping-ADRC for WRSG based wind turbine

Aoudjeregba Hamid, Tahour Ahmed

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 3

176--183

EN

In this paper, our objective consists to optimize the energy produced by the wind turbines system (WTSs) equipped on Wonder rotor synchronous generator (WRSG) this machine practical in variables speed system. In the first place, we considered using vector control based on PI type regulator; this control resists less to parametric variations and external disturbances of the machine. To remediate this problem we passed to study and designed two driving systems the first is to give pulses to the PWM-Rectifier connected to the generator side by applied backstepping controller based in Lyapunov laws. And the second system is to give pulses to the PWM-Inverter connected to the grid side by applied a novel robust control approach know as on the Active Disturbance Rejection Controller (ADRC) founded on the supervisor of disturbance by using Extended State Observer(ESO). The simulation outcomes demonstrate the effectiveness of the proposed method, particularly in terms of the power quality delivered.

PL

W niniejszym artykule naszym celem jest optymalizacja energii wytwarzanej przez system turbin wiatrowych (WTS) wyposażonych w generator synchroniczny Wonder rotor (WRSG), który jest praktyczną maszyną w systemie zmiennej prędkości. W pierwszej kolejności rozważaliśmy zastosowanie sterowania wektorowego opartego na regulatorze typu PI; ta kontrola jest mniej odporna na zmiany parametryczne i zewnętrzne zakłócenia maszyny. Aby zaradzić temu problemowi, przeszliśmy do badań i zaprojektowaliśmy dwa układy napędowe. Pierwszym z nich jest podawanie impulsów do prostownika PWM podłączonego do strony generatora za pomocą zastosowanego regulatora krokowego opartego na prawach Lapunowa. Drugi system polega na przekazywaniu impulsów do falownika PWM podłączonego do sieci poprzez zastosowanie nowatorskiego, solidnego podejścia do sterowania, znanego jako Active Disturbance Rejection Controller (ADRC), opartego na nadzorcy zakłóceń za pomocą Extended State Observer (ESO).Wyniki symulacji pokazują skuteczność proponowanej metody, szczególnie w zakresie jakości dostarczanej energii.

4

Filtr Kalmana jako alternatywa dla rozszerzonego obserwatora stanu w algorytmie regulacji ADRC

Michalski Jacek, Mrotek Mikołaj, Kozierski Piotr

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2024

|

R. 28, nr 1

31--39

PL

W artykule przedstawiono zmodyfikowany algorytm odpornej regulacji z aktywną kompensacją zaburzeń ADRC z wykorzystaniem filtru Kalmana KF do estymacji rozszerzonego wektora stanu. Filtrem Kalmana zastąpiono używany w podstawowej formie rozszerzony obserwator stanu ESO. Modyfikacja ta pozwoliła na poprawę odporności układu w warunkach działania pomiarowych zakłóceń stochastycznych. Przedstawiono sposób syntezy układu regulacji i doboru nastaw filtru Kalmana zapewniający skuteczność sterowania, a także pokazano ich wpływ na działanie układu. Eksperymenty zostały przeprowadzone na układzie laboratoryjnym z balansującą na stole kulą BBT. Jakość regulacji została oceniona na podstawie przebiegów czasowych oraz całkowych wskaźników jakości, dla różnych konfiguracji nastaw oraz poziomów zaszumienia. W wyniku badań wykazana została przewaga zastosowania filtru Kalmana nad obserwatorem pod kątem wrażliwości na szumy pomiarowe. Zastosowanie filtru Kalmana jako estymatora dla rozszerzonego stanu wykazało pozytywny wpływ na jakość regulacji i zdolność do odrzucania zakłóceń wewnętrznych również w układzie deterministycznym.

EN

The article presents a modified Active Disturbance Rejection Control (ADRC) algorithm that uses the Kalman Filter (KF) for the estimation of extended state vector. The Kalman filter replaced the Extended State Observer (ESO) used in its basic form. The purpose of this modification was to improve the system robustness under conditions of stochastic measurement disturbances. The method of the control system synthesis and the Kalman filter gains selection, ensuring control efficiency, as well as their impact on the system operation, were presented. The experiments were carried out on a laboratory setup - the Ball Balancing Table (BBT). Control quality was assessed based on time plots of signals and integral performance indices for various algorithm gains configurations and different noise levels. As a result of the conducted research, the advantage of using the Kalman filter over the ESO in terms of sensitivity to measurement noises was demonstrated. Implementation of the Kalman filter as the ESO determined a positive impact on control quality and the ability to reject internal disturbance also in a deterministic system.

5

Reliability analysis of a multi-eso based control strategy for level adjustment control system of quadruped robot under disturbances and failures

Cui Jingjing, Ren Yi, Xu Binghui, Yang Dezhen, Zeng Shengkui

Eksploatacja i Niezawodność

|

2020

|

Vol. 22, no. 1

42--51

EN

The complexity of control algorithms and their vulnerability to disturbances and failures are the main problems that restrict the operations of multi-legged mobile robots in more complex environments. In this paper, a multiple extended state observer (ESO) based control strategy is proposed to achieve stable tilt angle control for quadruped robots under the influence of disturbances and actuator failures. By treating the multiple legs as parallel control objects, more ESOs were added to improve the disturbance rejection ability of the linear active disturbance rejection control (LADRC). Correlation of interactive information about the legs is realized by the synthesis of multiple ESO information. Based on LADRC, this method has the advantages of easy parameter tuning, good robustness, and strong ability to cope with interference and fault conditions. A control system reliability evaluation method was proposed. The reliability and control performance of the multi-ESO based control system under leg stuck failure conditions were systematically analyzed. Simulation and experimental results for the level adjustment control system of a quadruped robot are provided to verify the disturbance rejection ability, feasibility and practicability of the proposed multi-ESO based control method.

PL

Złożoność algorytmów sterowania oraz ich brak odporności na zakłócenia i uszkodzenia to główne czynniki ograniczające pracę wielonożnych robotów mobilnych w bardziej złożonych środowiskach. W przedstawionym artykule zaproponowano strategię sterowania wykorzystującą kilka obserwatorów stanu rozszerzonego (ESO), która pozwala na uzyskanie stabilnego kąta pochylenia robota czworonożnego w warunkach zakłóceń i uszkodzeń siłowników. Traktując każdą z nóg jako równorzędny obiekt sterowania, dodano dodatkowe ESO, co pozwoliło na poprawienie zdolności algorytmu liniowego aktywnego tłumienia zakłóceń (LADRC) do kompensacji (tłumienia) tych ostatnich. Interaktywne informacje dotyczące poszczególnych nóg korelowano poprzez syntezę danych z ESO. Zaletami omawianej metody opartej na LADRC są: łatwość dostrajania parametrów, wysoka niezawodność oraz bardzo dobra zdolność do radzenia sobie z zakłóceniami i uszkodzeniami. Zaproponowano także metodę oceny niezawodności systemu sterowania. Analizowano niezawodność i wydajność systemu opartego na kilku ESO w warunkach awarii wywołanej zablokowaniem nóg robota. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych systemu sterowania regulacją poziomu robota czworonożnego, które pozwalają zweryfikować zdolność proponowanej metody do tłumienia zakłóceń, a także możliwość jej praktycznego zastosowania.

6

Research on drum water level control of marine auxiliary boiler based on ADRC

Gan H., Lv B.

Polish Maritime Research

|

2018

|

S 2

35--41

EN

SThe active disturbance rejection control (ADRC) exhibits strong robustness and adaptability in the presence of strong interference of a large class of uncertain systems. In order to better control the water level of the auxiliary boiler drum, this paper applies the ADRC to improve its control precision, robustness and timeliness. Firstly, the change of drum water level in a large oil tanker auxiliary boiler is analyzed and the dynamic equation is established. After the mathematic changes, the dynamic equation is transformed into a two-order system. Aiming at the characteristics of nonlinear, time-varying and strong disturbance of the boiler water level control system in marine auxiliary boiler, studying the ADRC that includes tracking differentiator (TD), extended state observer (ESO), nonlinear feedback (NLSEF) and disturbance compensation of four parts. The establishment of two kinds of two-order ADRC controller to control the drum level. Through the theoretical analysis and simulation experiment test, and comparing with the cascade control strategy, the experimental results show that the active disturbance rejection controller satisfies the steady state response index of the system, and has good timeliness and accuracy to the control of water level of the drum.

7

Path following control of fully actuated autonomous underwater vehicle based on LADRC

Lamraoui H. C., Qidan Z.

Polish Maritime Research

|

2018

|

nr 4

39--48

EN

This paper presents an active disturbances rejecter controller (ADRC) for position and path following control of a fully actuated autonomous underwater vehicle (AUV). The unmodeled, undesirable dynamics and disturbances reduce the performances of classical controllers and complicate the design of appropriate and efficient controllers. In the proposed approach, the different modeling complexities; such as uncertain parameters, non-linearities, and external disturbances are considered all as a part of disturbance which is estimated in real-time by the extended state observer ESO, and effectively compensated from the control law. The ESO is also able to estimate the position and velocity of the system in real-time, in case where the full state measurement of the AUV is not possible during experiments. Computer simulations demonstrate the high ability of the AUV tracking control based on ADRC, to follow the desired trajectory in the horizontal plane and space with high precision, and showed high robustness and efficiency in rejecting the external and internal disturbances caused by significant changes in parameters of the system, and the added position disturbances.

8

Flexible function block for industrial applications of active disturbance rejection controller

Nowak P., Stebel K., Klopot T., Czeczot J., Fratczak M., Laszczyk P.

Archives of Control Sciences

|

2018

|

Vol. 28, No. 3

379--400

EN

In this paper, the PLC-based (Programmable Logic Controller) industrial implementation in the form of the general-purpose function block for ADRC (Active Disturbance Rejection Controller) is presented. The details of practical aspects are discussed because their reliable implementation is not trivial for higher order ADRC. Additional important novelties discussed in the paper are the impact of the derivative backoff and the method that significantly simplifies tuning of higher order ADRC by avoiding the usual trial and error procedure. The results of the practical validation of the suggested concepts complete the paper and show the potential industrial applicability of ADRC.

9

Zastosowanie odpornego sterowania siłowego w manipulatorze rehabilitacyjnym

Kordasz M., Madoński R., Sauer P., Kozłowski K.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2012

|

z. 182, t. 1

91--102

PL

Artykuł prezentuje zastosowanie metody sterowania odpornego Active Disturbance Rejection Control (ADRC) w układzie regulacji z modelem manipulatora robotycznego do zadań wspomagania rehabilitacji stawu kolanowego. Ze względu na wielowymiarowość badanego manipulatora oraz obecność w nim silnie nieliniowych, zmiennych w czasie oraz sprzężonych skośnie elementów dynamiki, sterowanie rozważnym systemem jest zadaniem nietrywialnym. Niepewność modelowania może być jednak w technice ADRC na bieżąco odsprzęgana do systemu, zwiększając tym samym jego odporność parametryczną i zakłóceniową. W artykule przedstawiono wyniki eksperymentalne działania podejścia ADRC dla dwóch przykładów: treningu izometrycznego oraz izotonicznego. Otrzymane rezultaty pozwalają stwierdzić, że metoda ADRC stanowi interesującą alternatywę dla klasycznych technik sterowania stosowanych w manipulatorach rehabilitacyjnych.

EN

The paper presents an experimental verification of the ADRC control approach applied to a model of a limb rehabilitation manipulator. The multidimensional structure of the governed system, along with its nonlinear and cross-coupled elements if the dynamics, makes the whole process a nontrivial control task. The ADRC technique allows user to estimate the modeling uncertainty (with a state/distrurbance observer) and online compensate for its effects. Two rehabilitation training were analyzed within this paper – isometric and isotonic. The obtained results of the stiffness controller combined with, either link angular position controller (isometric), or its force (isotonic), gave promising results in both quality and robustness of the ADRC framework. The ADRC was concluded to be an interesting alternative to other control methods, already used in the limb rehabilitation devices, especially in the aspect of the controller rather model-free desing approach.