Zastosowanie quasi-prędkości do stabilizacji Pendubota

• Autorzy: Parulski Paweł , Pazderski Dariusz , Bartkowiak Patryk

Warianty tytułu

EN

Application of quasi-velocities for Pendubot stabilization

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem niniejszego artykułu jest zbadanie metody sterowania wykorzystującej quasi-prędkości znormalizowane do stabilizacji podwójnego wahadła o strukturze pendubota. W pracy przedstawiono model robota i jego przekształconą postać z użyciem quasi-prędkości. Omówiono strukturę układu sterowania uwzględniającą stabilizator w punkcie zadanym oraz sterownik zapewniający rozkołysanie wahadła. Przedstawione wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych wskazują na pozytywne efekty użycia quasi-prędkości do syntezy algorytmów sterowania rozważaną klasą układów mechanicznych.

EN

The aim of this paper is to investigate a control method using normalized quasi-velocities to stabilise a double pendulum commonly known as the Pendubot. The paper presents the robot model and its transformed from using quasi-velocities. The structure of the control system is discussed, taking into account the sabiliser at the set point and the controller ensuring theswing0up task. The presented results of simulation and experimental studies indicate positive effects of using quasi-velocities for the synthesis of control algorithms for the considered class of mechanical systems.

Słowa kluczowe

PL

algorytmy sterowania; quasi-prędkość; stabilizacja

EN

control algorithms; quasi-speed; stabilization

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2022
• Tom: z. 197, t. 1
• Strony: 59--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Parulski Paweł

• Instytut Automatyki i Robotyki, Politechnika Poznańska

autor

Pazderski Dariusz

• Instytut Automatyki i Robotyki, Politechnika Poznańska

autor

Bartkowiak Patryk

• Instytut Automatyki i Robotyki, Politechnika Poznańska

Bibliografia

• 1. I. Fantoni, R. Lozano, M.W. Spong. Energy based control of the pendubot. IEEE Transactions on Automatic Control, 2000, wolumen 45, numer 4, s. 725-729.
• 2. E. Franco. Energy-based design of elastic joints for inverted pendulum systems with input saturation. In: 27th MED Conference. Proceedings, 2019, s. 7-12.
• 3. R. Gutowski. Mechanika analityczna. PWN 1971.
• 4. P. Herman. Quasi – prędkości inercyjne oraz zastosowanie w badaniu dynamiki i sterowaniu manipulatorów. Poznań, Politechnika Poznańska 2006.
• 5. P. Herman. A controller of the pendubot using quasi-velocities. In: 16th MED Conference. Proceedings, 2008, s. 1066-1070.
• 6. A. Jain, G. Rodriguez. Diagonalized Lagrangian robot dynamics. IEEE Transactions on Robotics and Automation, 1995, wolumen 11, numer 4, s. 571-584.
• 7. Jen-Hsing Li. Dual fuzzy pd control of dsp-based pendubot. In: 2011 8th Asian Control Conference (ASCC). Proceedings, 2011, s. 641-646.
• 8. Reza Olfati-Saber. Nonlinear Control of Underactuated Mechanical Systems with Application to Robotics and Aerospace Vehicles. Praca doktorska, Massachusetts Institute of Technology, Cambrige, MA, USA, 2011. AAI0803036.
• 9. Y. Orlov, L.T. Aguilar, L. Acho. Model orbit robust stabilization (mors) of pendubot with application to swing up control. In: Proceedings of the 44th IEEE Conference on Decision and Control. Proceedings, 2005, s. 6164-6169.
• 10. G. Rodriguez, a. Jain, K. Kreutz-Delgado. A spatial operator algebra for manipulator modelling and control. The International Journal of Robotics Research, 1991, wolumen 10, s. 371-381.
• 11. S. Sellami, S. Mamedov, R. Khusainov. A ROS-based swing up control and stabilization of the pendubot using virtual holonomic constraints. In: 2020 International Conference Nonlinearity, Information AND Robotics (NIR). Proceedings, 2020, s. 1-5.
• 12. M. W. Spong. Partial feedback linearization of underactuated mechanical systems. In: Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS’94). Proceedings, Sep., 1994, wolumen 1, s. 314-321 vol. 1.
• 13. M.W. Spong, D.J. Block. The pendubot: a mechatronic system for control research and education. In: Proceedings of 1995 34th IEEE Conference on Decision and Control. Proceedings, 1995. Wolumen 1, s. 555-556 vol. 1.
• 14. K.J. Strom, K. Furuta. Swinging up a pendulum by energy control. Automatica, 2000, wolumen 36, numer 2, s. 287-295.
• 15. Tran Vinh Toan, Tran Thu Ha, Tran Vi Do. Hybrid control for swing up and balancing pendubot system: An experimental result. IN: 2017 International Conference on System Science and Engineering (ICSSE). Proceedings, 2017, s. 450-453.
• 16. X. Xin, M. Kaneda, T. Oki. The swing up control for the pendubot based on energy control approach. IFAC Proceedings Volumen 2022, wolumen 35, numer 1, s. 461-466. 15th IFAC word Congress.

Uwagi

PL

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).