Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 25

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  LQR
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
An averaging tank with variable filling is a nonlinear multidimensional system and can thus be considered a complex control system. General control objectives of such object include ensuring stability, zero steady-state error, and achieving simultaneously shortest possible settling time and minimal overshoot. The main purpose of this research work was the modeling and synthesis of three control systems for an averaging tank. In order to achieve the intended purpose, in the first step, a mathematical model of the control system was derived. The model was adapted to the form required to design two out of three planned control systems by linearization and reduction of its dimensions, resulting in two system variants. A multivariable proportional-integral-derivative (PID) control system for the averaging tank was developed using optimization for tuning PID controllers. State feedback and output feedback with an integral action control system for the considered control system was designed using a linear-quadratic regulator (LQR) and optimization of weights. A fuzzy control system was designed using the Mamdani inference system. The developed control systems were tested using theMATLAB environment. Finally, the simulation results for each control algorithm (and their variants) were compared and their performance was assessed, as well as the effects of optimization in the case of PID and integral control (IC) systems.
EN
Controlling the contact force between the pantograph and the catenary has come to be a requirement for improving the performances and affectivity of high-speed train systems Indeed, these performances can also significantly be decreased due to the fact of the catenary equal stiffness variation. In addition, the contact force can also additionally differ and ought to end up null, which may additionally purpose the loss of contact. Then, in this paper, we current an active manipulate of the minimize order model of pantograph-catenary system. The proposed manipulate approach implements an optimization technique, like particle swarm (PSO), the usage of a frequent approximation of the catenary equal stiffness. All the synthesis steps of the manipulate law are given and a formal evaluation of the closed loop stability indicates an asymptotic monitoring of a nominal steady contact force. Then, the usage of Genetic Algorithm with Proportional-Integral-derivative (G.A-PID) as proposed controller appeared optimum response where, the contacts force consequences to be virtually equal to its steady reference. Finally it seems the advantageous of suggestion approach in contrast with classical manipulate strategies like, Internal mode control(IMC) method, linear quadratic regulator (LQR). The outcomes via the use of MATLAB simulation, suggests (G.A-PID) offers better transient specifications in contrast with classical manipulate.
EN
From the control point of view, two-input-two-output RC electrical system is a linear and multidimensional system. In this paper, integral control and closed-loop observer are verified whether they can be used and designed. To verify this, Kalman tests are made. These structures are presented and discussed. Integral Control is tested with some base disturbances impact and checked whether it can handle them. The estimated values from the observer are compared with the original states. Simulation tests and real tests of control systems are presented.
PL
Z punktu widzenia sterowania, system elektryczny RC z dwoma wejściami i dwoma wyjściami jest systemem liniowym i wielowymiarowym. W artykule zaprojektowano sterowanie całkujące tym system wraz z obserwatorem dołączonym do układu regulacji. W pracy wykorzystano obserwator Kalmana. Przedstawiono testy symulacyjne i testy wykonanego systemu regulacji.
EN
An active method of vibration control of a smart sandwich plate (SSP) using discrete piezoelectric patches is investigated. In order to actively control the SSP vibration, the plate is equipped with three piezoelectric patches that act as actuators. Based on the classical plate theory, a finite element model with the contributions of piezoelectric sensor and actuator patches on the mass and stiffness of the sandwich plate was developed to derive the state space equation. LQR control algorithm is used in order to actively control the SSP vibration. The accuracy of the present model is tested in transient and harmonic loads. The applied piezoelectric actuator provides a damping effect on the SSP vibration. The amplitudes of vibrations and the damping timewere significantly reducedwhen the control is ON.
PL
W niniejszym artykule rozważony został problem sterowania dwukołowym robotem balansującym. Celem zaprezentowanych prac było zaprojektowanie systemu sterowania tego typu obiektem z wykorzystaniem metod nowoczesnej teorii sterowania. W ramach syntezy, bazując na wyprowadzonym w oparciu o zasady dynamiki Newtona modelu, dobrana została struktura systemu sterowania w postaci regulatora wykorzystującego sprzężenie zwrotne od stanu oraz sprzężenie w przód od zadanej wartości prędkości liniowej robota. Dobór wzmocnień regulatora w sprzężeniu od stanu wykonano z wykorzystaniem technologii sterowania optymalnego z kwadratowym wskaźnikiem jakości. Ponadto, z uwagi na niedostateczną jakość pomiarów używanych w sterowaniu, opracowano dyskretny filtr Kalmana. Jakość opracowanego rozwiązania została przetestowana, przede wszystkim symulacyjnie, w środowisku Matlab/Simulink. Zawarte rozważania agregują wiedzę umożliwiającą zaprojektowanie systemu sterowania obiektami tej klasy, co może być użyteczne szczególnie w różnych aplikacjach inżynierskich.
EN
A two-wheeled balancing robot is one type of structures based on the principle of a mobile inverted pendulum. The main aim of controlling a balancing robot is to stabilise it at the upper equilibrium point and to enable its movement with the set speed. In this paper, a synthesis of a balancing robot control system has been given. Within its framework, based on the model using Newton's laws, a feedforward state-feedback control system structure has been designed. The controller parameter values have been computed using optimisation tools. More specifically, the linear-quadratic regulator (LQR) has been designed. Moreover, due to the insufficient quality of measurements used in the control system, a linear discrete Kalman filter has been developed. The complete control system has been implemented and tested in the Matlab/Simulink environment.
PL
Układy sterujące typu PID są jednymi z najbardziej popularnych regulatorów wykorzystywanych w układach regulacji. W związku z tym znanych jest szereg metod doboru wartości ich parametrów (nastaw). Obok różnych metod inżynierskich czy analitycznych strojenia tego typu regulatorów, dostępne są również podejścia bazujące na optymalizacji. Wskaźnikiem jakości znajdującym w nich zastosowanie jest np. całka z kwadratu uchybu. W artykule przedstawiono alternatywny sposób wyznaczania nastaw regulatora z rodziny PID bazujący na rozwiązaniu liniowokwadratowego zadania optymalizacji wykorzystującego kryterium energetyczne. Uszczegóławiając, pokazano możliwość transformacji optymalnych nastaw regulatora bazującego na sprzężeniu zwrotnym od stanu obiektu w nastawy regulatora w klasycznym układzie regulacji. Jako aplikację wykorzystano nieliniowy matematyczny model dynamiki podwójnego odwróconego wahadła.
EN
The PID-type regulators are one of the most commonly used in control systems. Therefore, there are many different methods of selecting values of their parameters. Apart from various engineering or analytical methods of tuning such controllers, there are also approaches based on optimisation. In the latter case, a typical performance index is integral square error (ISE). In this paper, an alternative method of PID parameters tuning has been presented. This approach is based on a solution of the linear-square optimisation task with energy-based performance index. In the result, a state-feedback controller is obtained. Subsequently, the state-feedback gains are translated into PID regulator parameters. The proposed approach has been illustrated using a non-linear mathematical model of a double inverted pendulum.
EN
The inverted pendulum is an unstable system with nonlinear dynamics. The task of controlling the inverted pendulum is complex. Therefore, the inverted pendulum over the years has become one of the most important systems on which every controller is tested. Here the objective is to control the system in such a way that the inverted pendulum stabilizes in the upright position. This analysis proposes a non-linear Lyapunov-based controller. The controller at hand, only provides the pendulum’s stabilization, therefore an additional module is needed – in this case the LQR controller. Both modules are combined with each other by using a two-loop parallel design. The newly designed controller has been experimentally tested and compared to the single LQR controller.
PL
Odwrócone wahadło jest niestabilnym systemem o nieliniowej dynamice. Zadanie sterowania wahadłem odwróconym jest trudne, dlatego też układ ten przez lata stał się jednym z najważniejszych systemów, na których testowane są wszelkiego rodzaju regulatory. Celem sterowania systemem jest ustabilizowanie wahadła odwróconego w pozycji pionowo skierowanej ku górze. W artykule zaproponowano nowy algorytm adaptacyjny dla wahadła, będący kombinacją regulatora LQR oraz regulatora nieliniowego bazującego na twierdzeniu Lapunova. Oba moduły są połączone za pomocą dwupętlowej konstrukcji równoległej. Nowo zaprojektowany regulator został przetestowany eksperymentalnie i porównany z niezależnym modułem LQR.
EN
The aim of this study is to design a control strategy for the angular rate (speed) of a DC motor by varying the terminal voltage. This paper describes various designs for the control of direct current (DC) motors. We derive a transfer function for the system and connect it to a controller as feedback, taking the applied voltage as the system input and the angular velocity as the output. Different strategies combining proportional, integral, and derivative controllers along with phase lag compensators and lead integral compensators are investigated alongside the linear quadratic regulator. For each controller transfer function, the step response, root locus, and Bode plot are analysed to ascertain the behaviour of the system, and the results are compared to identify the optimal strategy. It is found that the linear quadratic controller provides the best overall performance in terms of steady-state error, response time, and system stability. The purpose of the study that took place was to design the most appropriate controller for the steadiness of DC motors. Throughout this study, analytical means like tuning methods, loop control, and stability criteria were adopted. The reason for this was to suffice the preconditions and obligations. Furthermore, for the sake of verifying the legitimacy of the controller results, modelling by MATLAB and Simulink was practiced on every controller.
PL
W niniejszej pracy przedstawiono opracowanie układu sterowania zdalnie sterowanym zestawem artyleryjsko-rakietowym z wykorzystaniem regulatora LQR (liniowo-kwadratowego). Model zestawu wyprowadzono, opierając się na produkowanym w Polsce zestawie ZU 23-2MR. W pracy omówiono linearyzację modelu matematycznego zestawu za pomocą Jakobianów, przedstawiono strukturę i budowę układu regulacji oraz zaproponowano sposób niwelacji uchybu sterowania w stanie ustalonym bez wykorzystania dodatkowych członów całkujących, występujących w układzie regulacji. Badaniom poddano także wpływ oddziaływania zakłóceń pochodzących od strzelającej armaty na dokładność sterowania w trakcie śledzenia manewrującego celu. Przeanalizowano również wpływ niedokładności identyfikacji parametrów obiektu sterowania na pracę układu. Symulacje numeryczne przeprowadzono z wykorzystaniem środowiska Scilab, a najistotniejsze wyniki zostały przedstawione w postaci graficznej.
EN
This paper presents the development of a remote-controlled artillery-rocket control system using the LQR (linear-quadratic regulator). The system model was derived on the basis of the ZU 23-2MR set manufactured in Poland. The work discusses linearization of the mathematical model of the system with the help of Jacobians, presents the structure of the control system and proposes a method of minimizing the control error in the steady state, without the use of additional integrating elements occurring in the control system. The study also examined the impact of interference from a shooting cannon on the accuracy of control while tracking a maneuvering target. The influence of inaccurate identification of control object parameters on system operation was also analyzed. Numerical simulations were carried out using the Scilab environment, and the most important results were presented in the graphic form.
EN
This paper presents a numerical study pertaining to on the active vibration control (AVC) of the 3-D rectangle simply supported plate bonded of the piezoelectric sensor/actuator pairs. A LQR controller is designed based on the independent mode space control techniques to stifle the vibration of the system. The change in the thickness of the patches was a clear impact on the control results, and also in the values of the voltage in actuator. The results were established by simulating in ANSYS and MATLAB.
EN
This paper proposes a novel linear quadratic regulator (LQR) weight selection algorithm by synthesizing the algebraic Riccati equation (ARE) with the Lagrange multiplier method for command following applications of a 2 degree of freedom (DoF) torsion system. The optimal performance of LQR greatly depends on the elements of weighting matrices Q and R. However, normally these weighting matrices are chosen by a trial and error approach which is not only time consuming but cumbersome. Hence, to address this issue, blending the design criteria in time domain with the ARE, we put forward an algebraic weight selection algorithm, which makes the LQR design both simple and modular. Moreover, to estimate the velocity of a servo angle, a high gain observer (HGO) is designed and integrated with the LQR control scheme. The efficacy of the proposed control scheme is tested on a benchmark 2 DoF torsion system for a trajectory tracking application. Both the steady state and dynamic characteristics of the proposed controller are assessed. The experimental results accentuate that the proposed HGO based LQR scheme can guarantee the system to attain the design requirements with minimal vibrations and tracking errors.
EN
The paper deals with application of the disturbance-observer (DO) based control to a quarter car active suspension system with uncertain parameters.The DO counteracts disturbances by feedforward compensation computed on the basis of the control input, the state feedback and the nominal system model. The proposed control scheme is verified experimentally on a mechatronic laboratory model.
PL
Artykuł przedstawia układ sterowania pojedynczej osi aktywnego zawieszenia pojazdu z zastosowaniem obserwatora zakłóceń (DO). Obserwator przeciwdziała zakłóceniom poprzez kompensację w torze głównym obliczaną na podstawie sygnału sterującego i sprzężenia stanu z nominalnym modelem obiektu. Zaproponowany sposób sterowania został zweryfikowany eksperymentalnie.
PL
W referacie przedstawione zostało sterowanie ślizgowe zastosowane do zmiany położenia wózka w układzie odwróconego wahadła. Obiekt sterowania jest nieliniowy, o dwóch stopniach swobody (kąt ustawienia wahadła i pozycja wózka) i jednym wejściu (siła przyłożona do wózka). Zadanie sterowania polega na takim przemieszczaniu położenia wózka, aby wraz z jego zmianami, pręt wahadła balansował w położeniu pionowym i nie przewrócił się. Model matematyczny obiektu składa się z czterech nieliniowych równań stanu. Sterowanie ślizgowe zazwyczaj stosowane jest do obiektów drugiego rzędu, zapisywanych w postaci zmiennych fazowych. Dlatego też w przypadku układu odwróconego wahadła konieczna była dekompozycja problemu i zastosowane zostało dwuwarstwowe sterowanie ślizgowe. W części równoważnej sterowania rozważone zostały regulatory: liniowo-kwadratowy (LQR) i proporcjonalno-całkującoróżniczkujący (PID), które są powszechnie stosowane do sterowania procesami dynamicznymi. Uzyskane układy sterowania ślizgowego są odporne na wpływ działających zakłóceń. Wyniki badań symulacyjnych pokazują efektywność pracy zaproponowanych struktur układów sterowania.
EN
The paper presents sliding mode control, which was used to change the position of the cart in the inverted pendulum system. The plant of control is non-linear, with two degrees of freedom (the angle of the pendulum and the position of the cart) and one input (force applied to the cart). The task is to control the movement of the cart position to get along with his changes, balancing the pendulum rod in the upright position. The mathematical model of the object consists of four nonlinear equations of state. Sliding mode control is normally applied to the second-order systems, presented in the canonical form. Therefore, in the case of an inverted pendulum system, the decomposition of the problem was necessary and two-layer sliding mode control was applied. In the equivalent part of the control, two controllers were considered: linear quadratic regulator (LQR) and Proportional-Integral-Derivative (PID), which are commonly used to control dynamic processes. The resulting sliding mode control systems are robust to the influence of disturbance input. The results of simulation studies show the effectiveness of the work of the proposed structures of control systems.
PL
W artykule przedstawiono działanie nieliniowego algorytmu sterowania backstepping użytego do stabilizacji wahadła odwróconego IWP (Inertia Wheel Pendulum). Analizowanym obiektem jest konstrukcja umocowana na dwóch kołach i posiadająca silnik napędzający koło zamachowe. To czyni z niej nieliniowy układ o dwóch stopniach swobody (kąt odchylenia od pionu i kąt obrotu koła) i jednym wymuszeniu (moment siły na wale silnika). Jako punkt pracy obrano niestabilną pozycję pionową. W oparciu o teorię stabilności Lapunowa, analitycznie wyznaczono prawo sterowania. Dla porównania wyznaczono również sterowanie liniowo-kwadratowe LQR (Linear Quadratic Regulator). Wykonano testy symulacyjne obu algorytmów wykazując, że w wielu sytuacjach sterowanie backstepping pozwala uzyskać lepsze rezultaty niż sterowanie LQR.
EN
This article describes the non-linear backstepping control algorithm used to stabilize the inverted pendulum IWP (Inertia Wheel Pendulum). The analysed object is a construction mounted on two wheels with an electric motor accelerating the flywheel. This is the non-linear system with two degrees of freedom (the angle of inclination and rotation of the wheel) and one actuator (torque on the motor shaft). The vertical position is the unstable operating point. The Lyapunov stability theory allowed to formulate the control law analyticity. The result is compared with the linear-quadratic control LQR (Linear Quadratic Regulator). The simulation tests showed differences of both algorithms and benefits of using backstepping.
EN
The static synchronous compensator (STATCOM) is the multipurpose FACTS device with the multiple input and multiple output system for the enhancement of its dynamic performance in power system. Based on artificial intelligence (AI) optimization technique, a novel controller is proposed for CSC based STATCOM. In this paper, the CSC based STATCOM is controlled by the LQR. But the best constant values for LQR controller's parameters are obtained laboriously through trial and error method, although time consuming. So the goal of this paper is to investigate the ability of AI techniques such as genetic algorithm (GA) and particle swarm optimization (PSO) methods to search the best values of LQR controller's parameters in a very short time with the desired criterion for the test system. Performances of the GA, PSO & ABC based LQR controllers are also compared. Applicability of the proposed scheme is demonstrated through simulation in MATLAB and the simulation results are shown an improvement in the input-output response of CSC-STATCOM.
PL
W artykule przedstawiono rezultaty działania sterowania liniowo-kwadratowego LQR (ang. Linear Quadratic Regulator) i nieliniowego backstepping na realnym obiekcie. Obiektem sterowania jest wahadło odwrócone z napędem inercyjnym (IWP - ang. Inertia Wheel Pendulum). Posiada ono dwa stopnie swobody: kąt odchylenia od pionu oraz kąt obrotu koła zamachowego. Wirującą masę napędza wysokomomentowy silnik umieszczony wewnątrz konstrukcji. Obiekt posiada mniej wymuszeń (jedno) niż stopni swobody (dwa) i dlatego nazywany jest underactuated. Celem układu regulacji jest utrzymywanie urządzenia w pozycji pionowej stanowiącej punkt równowagi. Zastosowano sterowanie nieliniowe backstepping. Kąt obrotu koła zamachowego mierzony jest przez enkoder inkrementalny. Do pomiaru poziomu odchylenia od pionu zastosowano jednostkę IMU (ang. Inertial Measurement Unit) zawierającą akcelerometr i żyroskop. Chcąc stworzyć efektywnie działającą fuzję sensoryczną, zastosowano filtrację Kalmana. Dzięki temu możliwe jest ustalenie odpowiedniego stopnia zaufania odpowiednim potokom pomiarowym i odfiltrowanie szkodliwych zakłóceń. Wykonano testy na obiekcie rzeczywistym i udowodniono poprawność działania zastosowanych algorytmów.
EN
This paper presents the results and comparison of linear quadratic control LQR and nonlinear backstepping on a real device. This device is the inverted pendulum driven by an accelerating inertia – inertia wheel pendulum. It has two degrees of freedom: the angle of inclination and the angle of rotation of the flywheel and one actuator – a high torque DC electric engine. Thus it is called underactuated. The purpose of the control system is to maintain the device in a vertical position which is the unstable equilibrium point. The angle of rotation of the flywheel is measured by an incremental encoder. To measure the angle from the vertical position, there was used the IMU (Inertial Measurement Unit) containing an accelerometer and a gyroscope. In order to create an effectively functioning sensory fusion, Kalman filtering was used. This made it possible to determine the appropriate level of trust for sensors and to filter out harmful noise. The correct effect of the used algorithms is presented.
EN
The paper presents a modeling method and mathematical description of a two-wheeled self-balancing vehicle and its rider. A model of the rider that was used contains a model of the ankle joint, so we could determine the interaction between the rider and the vehicle. The paper presents results of computer simulations , which show the fundamental processes during riding, such as acceleration and braking.
18
Content available remote Controlling Chaotic Systems Using Aggregated Linear Quadratic Regulator
EN
A systematic design method for controlling chaotic systems is presented in this paper. The aggregated multiple local models are adopted to express chaotic systems. The Linear Quadratic Regulator (LQR) theory is proposed to design state feedback control system for each local model. Multi-model control strategy has come into being by combining of T-S fuzzy model and LQR. The global stability of closed loop control system can guarantee and it is illustrated with several chaotic systems as examples.
PL
Zaproponowano projekt sterowania systemem chaotycznym. Zaadaptowano wypadkowe (aggregated) połączenie wielu lokalnych modeli do opisu system chaotycznego. Każdy lokalny model jest sterowany z wykorzystaniem teorii LQR – linear quadratic regulator.
PL
Praca zawiera opis stanowiska pomiarowego do badania odwróconego wahadła oraz wyniki doświadczeń, które zostały uzyskane na tym stanowisku. Ze względu na zastosowanie regulatora liniowo-kwadratowego do sterowania układem, artykuł zawiera opis modelu matematycznego wahadła, który jest niezbędny do wyznaczenia parametrów regulacji.
EN
The paper contains a description of the measurement system for studying the inverted pendulum and the experimental results obtained in this system. Due to applied the linear-quadratic regulator, the article describes a mathematical model of the pendulum, which is necessary to determine the control parameters.
EN
This paper deals with the Linear Quadratic Regulator (LQR) problem subject to descriptor systems for which the semidefinite programming approach is used as a solution. We propose a new sufficient condition in terms of primal dual semidefinite programming for the existence of the optimal state-control pair of the problem considered. The results show that semidefinite programming is an elegant method to solve the problem under consideration. Numerical examples are given to illustrate the results.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.