Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Neural network based feedback linearization control of a servo-hydraulic vehicle suspension system

Pedro J. O., Dahunsi O. A.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2011

|

Vol. 21, no 1

137-147

EN

This paper presents the design of a neural network based feedback linearization (NNFBL) controller for a two degree-offreedom (DOF), quarter-car, servo-hydraulic vehicle suspension system. The main objective of the direct adaptive NNFBL controller is to improve the system's ride comfort and handling quality. A feedforward, multi-layer perceptron (MLP) neural network (NN) model that is well suited for control by discrete input-output linearization (NNIOL) is developed using input-output data sets obtained from mathematical model simulation. The NN model is trained using the Levenberg- Marquardt optimization algorithm. The proposed controller is compared with a constant-gain PID controller (based on the Ziegler-Nichols tuning method) during suspension travel setpoint tracking in the presence of deterministic road disturbance. Simulation results demonstrate the superior performance of the proposed direct adaptive NNFBL controller over the generic PID controller in rejecting the deterministic road disturbance. This superior performance is achieved at a much lower control cost within the stipulated constraints.

2

Contribution to variable structure control based on the approach of fuzzy modeling of Ben-Ghalia for induction motor with Luenberger observer

Barazane L., Khwaldeh A., Krishan M. M., Sicard P.

Archives of Control Sciences

|

2008

|

Vol. 18, no. 4

453-476

EN

Sliding mode and fuzzy logic control have been combined together in a variety of ways. In this paper, a novel direction to design fuzzy sliding controllers is proposed based on the approach of Ben-Ghalia et al. Which is able to provide a fuzzy set based on a decoupled and linear system obtained after the application of the feedback- linearization control to the model of an induction motor. On the other hand, a Luenberger observer is conceived in the present work to observe the rotor flux in the motor which is too important to permit the application of fuzzy modeling approach and ensure the optimal and required performances . Furthermore, another objective to use such an observer consists in stabilizing the system and rejecting the disturbances when the system is subjected to uncertainties. Furthermore, to overcome the problem of the chattering phenomenon generated by the application of conventional sliding mode control applied to the cascade structure of the motor, the approach of fuzzy sliding mode control based on the fuzzy modelling proposed by Ben-Ghalia is used. The robust fuzzy control design is made feasible without resorting to model simplification or imposing restrictive conditions on the system uncertainty. Finally, simulation results proves the capability of the proposed process to ensure a good performances and robustness which is the principal aim of this research

3

Porównanie metod linearyzacji i sterowania liniowo-kwadratowego dla aktywnego łożyska magnetycznego

Piłat A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budowa i Eksploatacja Maszyn

|

2006

|

Z. 13

153-173

PL

Artykuł przedstawia elementy sprzętowe i programowe wykorzystywane do sterowania systemem laboratoryjnym. Dwa promieniowe aktywne łożyska magnetyczne są sterowane w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem dedykowanego algorytmu komunikującego się z systemem za pomocą dedykowanej karty kontrolno-pomiarowej zawierającej rekonfigurowalny układ FPGA z zaimplementowaną logiką użytkownika. Opracowane i uruchomione lokalne liniowo-kwadratowe algorytmy sterowania są porównywane. Oba rodzaje regulatorów zostały opracowane niezależnie dla każdej osi łożyska. Model liniowy będący podstawą syntezy regulatorów został otrzymany dwoma metodami. W zależności od sposobu linearyzacji przy syntezie regulatorów otrzymano całkowicie różne rozwiązania. Linearyzacja w sensie Lapunowa skutkuje znacznym uproszczeniem nieliniowej charakterystyki siły elektromagnetycznej. W skutek tego opracowany regulator działa poprawnie w wąskim obszarze wokół wybranego punktu stabilizacji. Linearyzujące sprzężenie zwrotne pozwala otrzymać jeden zestaw parametrów regulatora dla wielu punktów stabilizacji w osi łożyska. Metoda ta jest jednak bardzo wrażliwa na niezgodności modelu i obiektu. Zaproponowane regulatory zostały zaprojektowane i uruchomione na systemie laboratoryjnym. W zakończeniu przedstawione wyniki badań oraz możliwe praktyczne zastosowania.

EN

The architecture of the laboratory test-rig hardware and software components is presented. Two radial active magnetic bearings are controlled by the algorithm running in the real-time software and communicating with the hardware via dedicated FPGA based I/O board with implemented custom logic. The local LQ type controllers applied to active magnetic bearings are compared. Both controllers are designed for every bearing axis separately using two linearization methods. The choice of the linearization method affects in totally different control law. The Lyapunov linearization strongly simplifies the nonlinear electromagnetic force characteristics. Thus the designed controller operates in a small region around the selected operating point. The feedback linearization method allows to obtain only one set of controller parameters valid for many operating points in the considered axis but is very sensitive on model mismatches. Both controllers were designed and applied in the experimental setup. Plots, quality criterion values are presented and discussed. Practical application features are pointed out.

4

Robust hybrid control based on feedback linearization and field-oriented controls of induction motor

Barazane L., Larbes C., Boucherit M.S., Ouiguini R.

Archives of Electrical Engineering

|

2003

|

Vol. 52, nr 2

115--135

EN

During the last decades pulse width modulation (PWM) voltage source inverter fed induction motor based drives have improved in many aspects and arc becoming a real alternative to DC drives. In order to obtain high performance speed response, field oriented control techniques are usually used to control the torque and the flux separately as in DC motors. However, it is well known that these methods suffer from the sensitivity to parameter variations and from the coupling problem between the torque and the flux variables when the flux changes. To try to solve the above problems an approach to the field oriented control is presented in this paper. It is based on the association of the feedback linearization control (FLC) with the field-oriented control (FOC) resulting in a hybrid system. The FLC is applied in the rotating field reference frame and with an adequate choice of the output variables a total linearization is obtained and the decoupling is maintained for the whole range of the rotating speed whatever the operating modes. Sliding mode regulators are used here to solve the problem of sensitivity to parameter variations and to external disturbances. A new smooth piecewise function is given to reduce the problem of chattering, which is inherent in sliding mode controllers. Furthermore, since the rotor fluxes components are not usually measurable, a closed-loop observer is derived to estimate these latters and the speed of the motor. The paper describes the different steps of the design of this control technique and gives both the theoretical analyses as well as the simulation results. These latters revealed very interesting features and showed that this method can be an alternative to the conventional FOC.

PL

W ostatnich dziesięcioleciach napędy z silnikami indukcyjnymi zasilanymi z inwertorów napięciowych z modulacją szerokości impulsów PWM zostały bardzo udoskonalone i stały się konkurencyjne do napędów z silnikami prądu stałego. Dla uzyskania dokładnej regulacji prędkości wykorzystuje się zazwyczaj sterowanie polowo zorientowane w celu niezależnej regulacji momentu i strumienia, jak w silnikach prądu stałego. Wiadomo jednak, że takie sterowanie jest czułe na zmiany parametrów i że zmiany strumienia pociągają za sobą zmiany momentu. Dla rozwiązania tego problemu w artykule zaprezentowano nowe podejście do sterowania polowo zorientowanego. Polega ono na połączeniu sterowania ze zlinearyzowanym sprzężeniem zwrotnym (FLC -feedback linearization control) ze sterowaniem polowo zorientowanym (FOC-field-oriented control) w system hybrydowy. FLC jest zastosowane w odniesieniu do pola wirującego i przy odpowiednim doborze zmiennych wyjściowych uzyskuje się całkowitą linearyzację i odsprzężenie momentu i strumienia w całym zakresie prędkości obrotowej dla dowolnego rodzaju pracy. Dla rozwiązania problemu czułości napędu na zmiany wartości parametrów i na zakłócenia zewnętrzne wykorzystano regulatory do sterowania z ruchem ślizgowym. Wprowadzono nową gładką funkcję odcinkową dla zredukowania pulsacji towarzyszących zastosowaniu takich regulatorów. Ponadto, ponieważ w praktyce składowe strumienia rotora nie są przeważnie mierzalne, wprowadzono obwody estymatorów pozwalających na określenie tych wartości i wartości prędkości obrotowej. Artykuł opisuje poszczególne stopnie projektowania tej techniki sterowania i przedstawia wyniki analizy teoretycznej i badań symulacyjnych. Badania te uwidaczniają bardzo interesujące właściwości metody i wskazują, że może być ona zastosowana zamiast konwencjonalnej POC.