Optimal and robust control of 3D crane

• Autorzy: Pauluk M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.02.53

Warianty tytułu

PL

Możliwości optymalno-czasowego sterowania suwnicą 3D

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper concerns the time-optimal control of 3D crane, based on a tenth order nonlinear mathematical model. The idea of neighboring optimal trajectories is employed to ensure robustness of the time-optimal control calculated for the nonlinear model. An LQ controller supervises the control process and additionally eliminates unwanted properties of the optimal trajectory. The results of open-loop and closed-loop experiments are discussed.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki rozważań na temat możliwości optymalno-czasowego sterowania suwnicą 3D. Zaimplementowano ideę optymalnych trajektorii sąsiadujących w celu zapewnienia odporności sterowania optymalno-czasowego, obliczonego na podstawie nieliniowego modelu. Regulator LQ nadzoruje proces regulacji i dodatkowo eliminuje niepożądane własności trajektorii optymalnej. Zamieszczono krótkie omówienie wyników eksperymentalnych przeprowadzonych zarówno w otwartej jak i zamkniętej pętli sterowania.

Słowa kluczowe

EN

3D crane; real time control; LQ controller

PL

suwnica 3D; sterowanie w czasie rzeczywistym; sterowanie czasooptymalne; regulator LQ

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 2
• Strony: 206--212
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pauluk M.

• AGH University of Science and Technology, Department of Automation and Biomedical Engineering, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Najib K., Dankadai, Ahmad ‘Athif Mohd Faudzi, Amir Bature, Suleiman Babani, Muhammad I. Faruk, Position Control of a 2D Nonlinear Gantry Crane System using Model Predictive Controller, Applied Mechanics and Materials, Vol. 735 (2015) 282-288
• [2] Yoshida K., Nonlinear Controller Design for a Crane System with State Constraints, proceedings of the American Control Conference (1998), Philadelphia, Pennsylvania
• [3] Hong KS, Kim JH, Lee KI, Control of a Container Crane: Fast Traversing and Residual Sway Control from the Perspective of Controlling an Undeactuated System, proceedings of the American Control Conference, Philadelphia (1998), Pennsylvania
• [4] Tuan Anh Le ,Soon-Geul Lee and Sang-Chan Moon, Partial feedback linearization and sliding mode techniques for 2D crane control, Transactions of the Institute of Measurement and Control (2014), Vol. 36(1) 78–8
• [5] Yoshida Y., Tsuzuki K., Visual Tracking and Control of a Moving Overhead Crane Load, Advanced Motion Control, (2006), 630 – 635, 9th IEEE International Workshop on,
• [6] Liu Yong-qiu , Liu Xiao-feng , Wang Hai-xia, Strategic Analysis and Experimental Research on Synchronization Control of Dual-motor in Crane, Applied Mechanics and Materials Vols. 644-650 (2014) pp 836-839
• [7] Hämäläinen J.J., A.Martinnen, L.Baharova, J.Virkunen, Optimal path planning for a trolley crane: fast and smooth transfer of load, IEE Proceedings Control Theory (1995) Appl., Vol. 142, No. 1
• [8] Turnau A. Postępy w regulacji optymalnoczasowej w czasie rzeczywistym, Automatyka i Robotyka, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa (2013), ISBN 978-83-7837-032-1.
• [9] Korytowski A., M. Szymkat, Consistent Control Procedures in the Monotone Structural Evolution. Part 1: Theory, Recent Advances in Optimization and its Applications in Engineering. Ed. by M. Diehl et al., Springer, (2010), 247-256.
• [10] Szymkat M. A. Korytowski, Consistent Control Procedures in the Monotone Structural Evolution. Part 2: Examples and Computational Aspects. Recent Advances in Optimization and its Applications in Engineering. Ed. by M. Diehl et al., Springer, 2010, 257-266
• [11] Szymkat M, Korytowski A, Turnau A.,Variable control parameterization for time-optimal problems, IFAC CACSD 2000 Conference, Salford, UK
• [12] Pesch H.J., Real-time Computation of Feedback Controls for Constrained Optimal ControlProblems, Part1: Neighbouring Extremals, Optimal Control Applications and Methods 10 (1989), 129-145
• [13] Pauluk M., Projektowanie algorytmów sterujących w układach sterowanych napięciowo i prądowo, Miesięcznik Naukowo- Techniczny PAR – Pomiary, Automatyka, Robotyka (2005), 12/2005, 37-45, Warszawa
• [14] Pauluk M., Model matematyczny trójwymiarowej suwnicy, "Automatyka" – półrocznik tom 6, zeszyt 1 (2002), 69-102, Akademia Górniczo - Hutnicza, Kraków
• [15] Augustyn J., Bania P., Baranowski J., Czubak P., Długosz M., Klemiato M., Pauluk M., Skruch P., Tutaj A., Perspektywiczne zagadnienia automatyki i robotyki, Baranowski J. (ed). w przygotowaniu do druku

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.