Adaptacyjne sterowanie położeniem ramienia w układzie napędu elektrycznego z nieliniowym połączeniem sprężystym

• Autorzy: Jastrzębski Marcin , Mosiołek Przemysław

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.04.09

Warianty tytułu

EN

Adaptive control of the arm position in the electric drive with a non-linear elastic joint

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono algorytm adaptacyjnego sterowania położeniem ramienia w układzie napędowym z nieliniowym połączeniem sprężystym. Do zaprojektowania algorytmu sterowania użyto metody „całkowania wstecz”. Zaproponowane w algorytmie prawa adaptacji realizują funkcję samostrojenia układu regulacji pozwalając projektantowi na nieznajomość parametrów układu napędowego. Działanie algorytmu zostało sprawdzone symulacyjnie oraz w układzie rzeczywistym.

EN

The paper presents an algorithm of adaptive control of the arm position in the drive with a non-linear elastic joint. The backstepping method was used to design the control algorithm. The laws of adaptation proposed in the algorithm implement the self-tuning function of the control system, and allow to avoid a process of identification parameters of the drive system. The operation of the algorithm has been verified in a simulation and in a real system.

Słowa kluczowe

PL

napęd z połączeniem sprężystym; metoda kroków wstecz; sterowanie nieliniowe; sterowanie adaptacyjne

EN

elastic joint drive; backstepping; nonlinear control; adaptive control

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 4
• Strony: 51--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jastrzębski Marcin

• Politechnika Łódzka, Instytut Automatyki, ul. Stefanowskiego 18, 90-537

• https://orcid.org/0000-0003-2130-1251

autor

Mosiołek Przemysław

• Politechnika Łódzka, Instytut Automatyki, ul. Stefanowskiego 18, 90-537

• https://orcid.org/0000-0002-9592-7196

Bibliografia

• [1] Li, P.; Wang, L., Zhong, B., Zhang, M., Linear Active Disturbance Rejection Control for Two-mass Systems via Singular Perturbation Approach, IEEE Ind. Inform. 2021, in press
• [2] Lozynskyy A., Chaban A., Perzyński T., Szafraniec A., Kasha L., Application of Fractional-Order Calculus to Improve the Mathematical Model of a Two-Mass System with a Long Shaft, Energies 2021, 14, 1854
• [3] Łuczak, D., Nonlinear Identification with Constraints in Frequency Domain of Electric Direct Drive with Multi-Resonant Mechanical Part, Energies, 2021, 14, 7190
• [4] Xie D., Huang Z., Ma Y., Vaziri V., Kapitaniak M., Wiercigroch., M. Nonlinear dynamics of lump mass model of drill-string in horizontal well, Int. J. Mech. Sci., 174 (2020)
• [5] Imran R. M., Hussain D. M. A., Soltani M., DAC with LQR control design for pitch regulated variable speed wind turbine, 2014 IEEE 36th International Telecommunications Energy Conference (INTELEC), 2014, pp. 1-6
• [6] Ohnishi, K., Katsura, S., Shimono, T., Motion control for realworld haptics. IEEE Ind. Electron. Mag., 2010, 4, 16–19
• [7] Inoue, Y., Katsura, S., Spatial disturbance suppression of a flexible system based on wave model, IEEJ J. Ind. Appl., 2018, 7, 236–243
• [8] Szabat K., Orłowska-Kowalska T., Vibration suppression in a two-mass drive system using PI speed controller and additional feedbacks-comparative study, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 54 (2007), n. 2, 1193-1206
• [9] Kamiński, M.; Szabat, K. Adaptive Control Structure with Neural Data Processing Applied for Electrical Drive with Elastic Shaft. Energies 2021, 14, 3389
• [10] Derugo P., Szabat K., Pajchrowski T., Zawirski K., Fuzzy Adaptive Type II Controller for Two Mass System, Energies, 2022, 15, 419
• [11] Kabziński J., Mosiołek P., Adaptive Control of Nonlinear Resonant Systems with Damping, 20th International Conference on Methods and Models in Automation and Robotics (MMAR), 2015, 659-664
• [12] Abry F., Brun X., Sesmat S., Bideaux É., Ducat C.,, Electropneumatic Cylinder Backstepping Position Controller Design With Real-Time Closed-Loop Stiffness and Damping Tuning, IEEE Trans. Control Syst. Technol., vol. 24, no. 2, pp. 541-552, 2016
• [13] Lijesh K. P., Harish H., Stiffness and Damping Coefficients for Rubber Mounted Hybrid Bearing, Lubr. Sci., vol. 26, no. 5, pp. 301-314, Feb 2014
• [14] Kabziński J., Adaptive Control of Two-Mass Drive System with Nonlinear Stiffness and Damping, In Proceedings of the IECON 2018—44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Washington, DC, USA, 21–23 October 2018; pp. 2195–2200
• [15] Kabziński J., Mosiołek P., Adaptive Control of Two-Mass Drive System with Nonlinear Stiffness, Przegląd Elektrotechniczny nr 3, 2018, Wydawnictwo SIGMA-NOT, Warszawa, Poland, 2018
• [16] Kabziński J. Mosiołek P., Integrated, Multi-Approach, Adaptive Control of Two-Mass Drive with Nonlinear Damping and Stiffness, Energies 2021, 14(17), 5475
• [17] Kabziński J., Mosiołek P, Projektowanie Nieliniowych Układów Sterowania, Nonlinear Control Design, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, Poland, 2018
• [18] Bao J., Liu P. X., Wang H., Zheng M., Zhao Y., Command Filtered Tracking Control for High-order Systems with Limited Transmission Bandwidth, 2021 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2021, pp. 8643-8648
• [19] Wang, C., Adaptive dynamic surface control of parametric uncertain and disturbed strict-feedback nonlinear systems. Adv Differ Equ 2019, 29 (2019)

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).