The paper describes a nonlinear controller design technique applied to a servo drive in the presence of hard state constraints. The approach presented is based on nonlinear state-space transformation and adaptive backstepping. It allows us to impose hard constraints on the state variables directly and to achieve asymptotic tracking of any reference trajectory inside the constraints, despite unknown plant parameters. Two control schemes (with and without integral action) are derived, investigated and then compared. Several examples demonstrate the main features of the design procedure and prove that it may be applied in case of motion control problems in electric drive automation.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper describes a nonlinear controller design technique for a servo drive in the presence of nonlinear friction together with a flexible shaft connecting the motor and the load. The shaft is characterized by the nonlinear stiffness curve. Two different type of the nonlinear stiffness curve are considered. The proposed controller is based on adaptive backstepping, modified by the use of command filtering. The proposed approach allows to accomplish the rigorous proof of the closed-loop system stability. Several experiments prove the control effectiveness.
PL
Opisano problem sterowania prędkością układu napędowego z nieliniowym tarciem, połączeniem sprężystym i nieznanymi parametrami. Elastyczne połączenie jest opisane przy pomocy nieliniowej funkcji sztywności. Rozważane są dwa typy nieliniowej funkcji sztywności: wypukła i wklęsła. Układy regulacji są projektowane przy pomocy metod „adaptive backstepping” z filtracją wartości zadanych. Opisano szereg eksperymentów, które ilustrują charakterystyczne właściwości układu regulacji.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
A servo control with unknown system parameters and the constraints imposed on the maximal position and velocity is considered. The barrier Lyapunov functions approach is applied to assure the preservation of bounds in any conditions. The system performance is compared for three cases of the controller design: based on quadratic Lyapunov functions, based on barrier Lyapunov functions if only position constraints are imposed and based on barrier Lyapunov functions if both position and velocity bounds are present. The tuning rules are discussed and several numerical experiments demonstrating features of the proposed control and the influence of the parameters are presented.
PL
Opisano problem sterowania napędowym układem nadążnym z nieznanymi parametrami i ograniczeniami nałożonymi na maksymalne wartości położenia i prędkości. Porównano właściwości trzech układów regulacji: ze sterowaniem zaprojektowanym na podstawie kwadratowych funkcji Lapunowa, ze sterowaniem zaprojektowanym na podstawie barierowych funkcji Lapunowa i ograniczeniem na położenie, oraz ze sterowaniem zaprojektowanym na podstawie barierowych funkcji Lapunowa przy ograniczeniach na położenie i prędkość. Opisano szereg eksperymentów, które ilustrują charakterystyczne właściwości układu regulacji i dostarczają wniosków co do wyboru parametrów algorytmu sterowania.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono algorytm sterowania adaptacyjnego silnikiem z magnesami trwałymi z dowolnym rozkładem strumienia. Do syntezy algorytmu zastosowano zmodyfikowaną metodę adaptacyjnego wstecznego całkowania. Zadane wartości prądów w osiach d i q wyznaczane są zgodnie z zasadą maksymalnej wartości momentu na amper - MTPA. Poprawność algorytmu ilustrują wyniki uzyskane na drodze symulacji komputerowej.
EN
This paper presents an algorithm for adaptive control of PMSM motor with any distribution of the flux. The modified adaptive backstepping method was used for synthesis of control algorithm. The dq reference currents are determined by the principle of maximum torque per ampere – MTPA. Simulation results were demonstrated for the drive system under chosen operation conditions.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł opisuje wyniki symulacyjne i eksperymentalne algorytmów sterowania robotem mobilnym mogącym poruszać się na dwóch tylnych kołach. Badania symulacyjne przedstawiają analizę dwóch algorytmów adaptacyjnych z uwzględnieniem układów czujnikowych. Część eksperymentalna przedstawia wyniki otrzymane z rzeczywistego robota mobilnego. Algorytm sterowania został zaimplementowany na procesorze DSP, który steruje całym urządzeniem. Artykuł opisuje także układ czujnikowy robota, który jest jednym z najważniejszych podsystemów robota i ma znaczący wpływ na działanie algorytmów.
EN
Control algorithms for two wheeled mobile robot are considered. First, a sensor arrangement which estimates the system’s state is described. Two adaptive control algorithms are proposed for the stabilization of the mobile robot. Simulation results prove that a proposed algorithms work properly. A state space controller based on LQR method is implemented on a DSP development board. Experimental results show a proper work of the mobile robot.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.