Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Speed control of doubly fed induction motor using backstepping control with interval type-2 fuzzy controller

Herizi Abdelghafour, Rouabhi Riyadh, Zemmit Abderrahim

Diagnostyka

|

2023

|

Vol. 24, No. 3

art. no. 2023301

EN

The control of the doubly-fed induction motor is a complex operation because of this motor characterised by a non-linear multivariable dynamics, having settings that change over time and a significant link between the mechanical component and magnetic behavior (flux) (speed and couple). This article then proposes a new strategy of a robust control of this motor, which is decoupled due to the stator flux’s direction. The proposed control is integrated with the backstepping control which based on Lyapunov theory; this approach consists in constructively designing a control law of nonlinear systems by considering some state variables as being virtual commands, and the important branch of artificial intelligence type-2 fuzzy logic. The hybrid control backstepping-fuzzy logic consists in replacing the regulators applied to the backstepping control by regulators based on type-2 fuzzy logic. This control will be evaluated by numerous simulations where there is a parametric and non-parametric variation.

2

Performance analysis between a hybrid force/position and conventional controllers for a wrist exoskeleton

Avilés Valeria, Avilés Oscar F., Aponte Jorge, Caldas Oscar I., Mauledoux Mauricio F.

Archives of Control Sciences

|

2022

|

Vol. 32, No. 2

409--427

EN

This study analyses the performances of various path controlling strategies for a 3-degrees of freedom wrist exoskeleton, by comparing key indicators, such as rise time, steady-state error, and implementation difficulty. A model was built to describe both system’s kinematics and dynamics, as well as 3 different controllers (PID, PD+, and a hybrid force/position controller) that were designed to allow each joint to perform smooth motions within anatomic ranges. The corresponding simulation was run and assessed via Matlab (version 2020a). In addition to the performance comparison, remarkable characteristics could be identified among controllers. PD+ showed higher response speed than the other controllers (about 4 times), and PID was reinforced as the technique with the easiest implementation due to the smallest matrices. The study also allowed to greater potential of the hybrid controller to interact with its environment, i.e., the robotic device.

3

High efficiency and quick response of torque control for a multi-phase machineUsing discrete/continuous approach: application to five-phase permanent magnet synchronous machine

Difi Djamel, Halbaoui Khaled, Boukhetala Djamel

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 4

128--133

EN

This article presents a hybrid control strategy (Discrete/Continuous) for controlling the five-phase permanent magnet synchronous machine powered by a voltage inverter. The hybrid aspect of this approach comes from the fact of taking into account the voltage inverter and the machine in a unified manner during the modelling process, i.e. modelling includes at the same time continuous and discrete variables. Simulation results performed under Matlab/Simulink are presented and discussed for the purpose of the performances verification of the proposed control strategy. The obtained results will show in particular the principal advantages of the adopted control strategy like the enhancement of the dynamic torque response of this machine, and the oscillations’ minimization of controlled parameters such as torque and current.

PL

W artykule zaprezentowano hybrydową strategię sterowania pięciofazowym silnikiem synchronicznym z magnesami trwałymi. Silnik zasilany jest z wykorzystaniem przekształtnika. Przedstawiono wyniki symulacji systemu. Otrzymano poprawę dynamiki momentu I zmniejszenie oscylacji.

4

Modified position-force control for a manipulator geometrically constrained by round obstacles

Mazur Alicja, Kaczmarek Mirela, Ratajczak Joanna, Domski Wojciech

Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems

|

2019

|

Vol. 13, No. 2

60--67

EN

This paper addresses the problem of position-force control for robot manipulators under geometric endpoint constraints defined as round obstacles. Considerations are based on hybrid position-force control and use modified Arimoto algorithm with the principle of ”orthogonalisation”. To achieve so-called joint space orthogonalisation, where motion signals are orthogonal to force vectors and the direction selection is performed in the joint space, projection matrix is utilized. The convergence of tracting and force errors is proved.

5

Disturbance observer-assisted hybrid control for autonomous manipulation in a robotic backhoe

CS Meera, Gupta Mukul Kumar, Santhakumar Mohan

Archive of Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. LXVI, nr 2

153--169

EN

Automation of earth moving machineries is a widely studied problem. This paper focusses on one of the main challenges in automation of the earth moving industry, estimation of loading torque acting on the machinery. Loading torque acting on the excavation machinery is a very significant aspect in terms of both machine and operator safety. In this study, a disturbance observer-assisted control system for the estimation of loading torque acting on a robotic backhoe during excavation process is presented. The proposed observer does not use any acceleration measurements, rather, is proposed as a function of joint velocity. Numerical simulations are performed to demonstrate the effectiveness of the proposed control scheme in tracking the reaction torques for a given dig cycle. Co-simulation experiments demonstrate robust performance and accurate tracking of the proposed control in both disturbance torque and position tracking. Further, the performance and sensitivity of the proposed control are also analyzed through the help of performance error quantifiers, the root-mean-square (RMS) values of the position and disturbance tracking errors.

6

Hybrid motion control for multiple mobile robot systems

Roszkowska E.

Archives of Control Sciences

|

2018

|

Vol. 28, No. 2

189--200

EN

This article presents a hybrid control system for a group of mobile robots. The components of this system are the supervisory controller(s), employing a discrete, event-driven model of concurrent robot processes, and robot motion controllers, employing a continuous time model with event-switched modes. The missions of the robots are specified by a sequence of to-be visited points, and the developed methodology ensures in a formal way their correct accomplishment.

7

Sterowanie hybrydowe ruchem statku

Tomera M.

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni

|

2017

|

nr 98

232--244

PL

W pracy przedstawiono hybrydowy układ sterowania ruchem statku w różnych trybach operacyjnych. Opracowany układ integruje takie tryby operacyjne jak: precyzyjne manewrowanie statkiem przy małych prędkościach, sterowanie statkiem przy różnych prędkościach na kursie lub wzdłuż zadanej trajektorii oraz zatrzymywanie statku na trasie. Zrealizowanie tych rodzajów pracy wymagało zastosowania pięciu regulatorów, które zebrano w zbiorze alternatywnych regulatorów ciągłych. W zależności od rodzaju operacji wykonywanej przez statek dokonuje się wyboru odpowiednich regulatorów. Do sterowania statkiem wzdłuż zadanej trasy przejścia w różnych trybach pracy zastosowano metodę nadzorującego sterowania przełączającego. Trajektoria zadana ruchu statku składa się z odcinków prostych łączących kolejne punkty trasy przejścia oraz z prędkości zadanych i trybów pracy układu hybrydowego na tych odcinkach. Opracowany układ sterowania testowany był na statku treningowym „Blue Lady”, wykorzystywanym do szkolenia kapitanów w Ośrodku Manewrowania Statkami, znajdującym się na jeziorze Silm w Iławie/Kamionce. Przeprowadzone badania pokazały dobrą jakość zaprojektowanego regulatora hybrydowego.

EN

The paper presents a hybrid control system for the movement of a ship in various operating modes. The developed system integrates a number of operational modes, such as: precise maneuvering the ship at low speeds, steering the ship at different speeds on the course or along the trajectory, and stopping the ship on the route. The implementation of these modes requires the use of five controls, which have been collected in the set of alternative continuous controllers. The choice of the appropriate control is made depending on the type of the operation performed by the ship. The ship motion along a specified route of crossing in different operating modes is controlled using a method of supervisory switching control. The set ship trajectory consists of straight sections connecting consecutive points of the passage route, complemented by speed setpoints and operating modes of the controller on these sections. The developed control system was tested on the training ship Blue Lady, used to train captains in the Ship Handling Research and Training Center located on the lake Silm in Ilawa-Kamionka, Poland. The conducted tests have proved good quality of the designed hybrid control system.

8

Sterowanie hybrydowe ruchem robotów mobilnych w systemach wielorobotycznych

Mówiński K. M., Roszkowska E.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2016

|

z. 195, t. 1

255--264

PL

Artykuł przedstawia hybrydowy system sterowania grupą robotów mobilnych. Komponentami tego systemu są sterownik nadrzędny oparty o dyskretny, zdarzeniowy model procesów, oraz sterowniki ruchu robotów oparte o model czasowy ze zdarzeniowo przełączanymi trybami pracy. Misje robotów są określane ciągiem punktów, które mają odwiedzić, a proponowany model zapewnia w sposób formalny ich poprawną realizację.

EN

The paper presents a hybrid system for motion control of a group of mobile robots. The system consists of the supervisor based on a DES (Discrete Event System) model of robots' processes and robots' motion controllers based on a continuous-time model with event-dependent working modes. The robots missions are described by a sequence of points in the working area, that are to be visited, and the proposed hybrid model formally ensures their correct accomplishment.

9

Hybrid fuzzy sliding mode control of a doubly-fed induction generator speed in wind turbines

Kerboua A., Abid M.

Journal of Power Technologies

|

2015

|

Vol. 95, nr 2

126--133

EN

The aim of this paper is hybrid fuzzy sliding mode control of a Doubly Fed Induction Generator (DFIG) in the form of a wind turbine. This type of control is introduced to avoid the major disadvantage of variable structure systems, namely the chattering phenomenon. Variable structure ensures the high dynamic of convergence and robustness towards parametric variations and disturbances. Fuzzy control is introduced here in order to remove residual vibrations in high frequencies. That approach is used to control the mechanical speed and the reactive power exchanged between the stator circuit and the grid. Those variables are decoupled through vector control. The feasibility of this work is proven by mathematical and simulation models based on MATLAB.

10

Hybrid position control technique of induction motor drive

Júnior A. B. S., Diniz E. C. de, Honório D. A., Barreto L. H. S. C., Reis L. L. N. dos

Control and Cybernetics

|

2013

|

Vol. 42, no. 4

754--772

EN

This paper presents the study and implementation of a new vector control strategy using a hybrid control technique applied to the mechanical position loop aiming to obtain a system that acts in the fractional horsepower motor driver running at near zero frequency. For this purpose, some control techniques are employed to check which one has the best performance regarding this type of application. The use of three control techniques is considered: the Proportional-Integral-Derivative (PID) controller with fixed gain; the Generalized Predictive Control (GPC) controller; and a hybrid controller. The last one behaves as both PID and GPC using fuzzy logic in order to achieve improved system performance. Simulation and experimental results are shown and discussed to demonstrate the merits of the proposed approach.

11

Robust control system design in frequency domain

Veselý V, Osuský J

Archives of Control Sciences

|

2013

|

Vol. 23, no. 1

61--78

EN

In this paper two robust control methods for hybrid system are presented. Both methods are usefull for SISO and MIMO systems. Controller design procedure is developed in frequency domain. Equivalent subsystem method is used for controller design in this paper. Stability condition of proposed methods bases on small gain theory and uses additive and inverse additive model type. Two tank water system is presented in the paper and serves as a numerical example to compare effectiveness of described methods.

12

Wpływ pionowego ruchu wyrzutni na lot rakiety

Dziopa Z.

Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej

|

2010

|

R. 51 nr 180A

47-55

PL

Obiektem analizy jest przeciwlotnicza rakieta bliskiego zasięgu wystrzeliwana z wyrzutni umieszczonej na pokładzie okrętu. Do sterowania rakietą zastosowany jest układ hybrydowy wykorzystujący obrót pocisku wokół osi podłużnej. W procesie naprowadzania duże znaczenie ma pierwsza faza lotu tuż po opuszczeniu wyrzutni przez rakietę. Początkowe parametry startu odgrywają ważną rolę w kształtowaniu realizowanej trajektorii lotu. Niewielka prędkość ruchu rakiety w pierwszej fazie lotu powoduje słabą skuteczność sterowania aerodynamicznego. Wypracowanie korzystnego kąta wyprzedzenia wymaga zastosowania korekcji gazodynamicznej. Celem pracy jest przedstawienie wpływu pionowego ruchu wyrzutni na lot rakiety.

13

Hybrid adaptive control for speed regulation of an induction motor drive

Halbaoui K., Boudjema F., Boukhetala D.

Archives of Control Sciences

|

2009

|

Vol. 19, no. 2

151-164

EN

Model Reference Adaptive Control (MRAC) techniques may be used in high performance applications of nduction-motor (IM) drives to minimize adverse effects from changes in the load conditions and/or system parameters. Although the MRAC technique accounts for uncertainties and/or inaccuracies of the motor and load parameters in the design stage, its implementation on an nteger-based Digital Signal Processor (DSP) has several difficulties associated with the large dynamic range of the covariance matrix and the finite length of the DSP word. This paper investigates new form of a hybrid model reference adaptive speed control (HMRAC) to adapt the closed loop system including the plant with variation parameter to match with the reference model. The adaptive analog controller consists of a set of analog gain controller and a switching controller. The switching controller selects a controller from the set of analog controllers and connects it into the closed loop controlled system suitably. The duty rate of each analog controller will adapt the closed loop controlled system to be coincided with a reference model in reasonable sense. The importance of the hybrid controller is demonstrated by intensive experimental results. It is shown that the presented HMRAC for IM drive has fast tracking capability, smaller steady state error and is robust to load disturbance.

14

A hybrid active noise control system

Pawełczyk M.

Archives of Control Sciences

|

2003

|

Vol. 13, no. 2

191-213

EN

In this article a hybrid noise control system for active headsets is designed. It combines analoque and discrete feedback techniques. However, both of these contributing parts are analysedseparately, before they are combined in a common system. The design of analoque controller starts from identyfying continuos time system, choosing a proper contoller structure, and finding its initial parameters with the aid of the system frequency characteristics. Final parameters are orginally searched in an optimisation process with a cost function and appropriate constrains formulated. The contoller is then practically realised in electronic circuit with a switched capacitor filter. The dicrete controller requires in turn modelling of the discretised plant including analoque filters and convertes. Well known Internal Model Control structure is used with Filtered-x LMS algorithm. The same structure operates in the hybrid system, where modelling of the analoque closed loop is required. Features of such systems are analysed. Efficiency of the algorithms is verified on a prototype of the active headsets. A variety of noises is considered, both generated and real-life. The experiments confirm good cooperation of the analoque and discrete techniques. The former is responsible for attenuating random broadband noise components. The latter, however, contributes to the overall attenuation, reducing, deterministic components to the acoustic background. The main contribution of this atricle is thus: reported in details original design of analoque active noise control system, its combination with supervisory discrete controller, successful practical realisation and high attenuation level with possibilityto easily tune basic performance parameters, what makes the system flexible and efficient in terms of various working environments.

15

Real-time experiments with discrete sliding-mode control enhanced by AI components

Sha D. H., Bajić V. B., Li X. Z., Wang X.

Journal of Applied Computer Science

|

2000

|

Vol. 8, nr 2

99-117

EN

The paper presents some experimental results of a real-time implementation of discrete sliding mode control combined with a fuzzy-logic damper block. The hybrid real-time algorithm developed is aimed at applications to discrete systems. The sliding mode pan of the solution is based on system input and output measurements. The algorithm combines an integral action, a nonlinear output feedback, an adjustable sliding mode, and a fuzzy logic damping control block. Design of the sliding mode controller is based on the asymptotic reaching law method. The determination of the integral gain and the coefficients of the sliding mode hyper-plane are made by a pole assignment procedure. The paper presents both the simulation results and the results of laboratory real-time control experiments. The real-time control experiments are made with the motor speed control system using an DSP based hardware (TMS230C31/60 MHz). The results obtained demonstrate the robustness and superiority of the proposed solution in the motor speed control, as compared to the solution based on the optimally tuned PI controller.

16

Hybrid control problems of coal flotation process

Kaula R.

Archives of Mining Sciences

|

2000

|

Vol. 45, nr 4

511-526

EN

In Poland, the most often used control systems of a coal flotation process are based on a doses stabilization system. An operation of this system is limited to the stabilization of reagent doses, based on measurements of concentration and feed flow intensity. In practice, the flotation process is running under conditions of different industrial disturbances. These are reasons that doses stabilization system, in many cases, doesn't stabilize the process qualitative parameters. This problem can be solved by the feedback control system. In order to practically use formulated control algorithms, it is necessary to determine dynamic models describing the input and output behaviour of the flotation process. High changes of mineral characteristics and plant properties can be a cause of significant changes of model parameters. It can makes that sensitivity limits of a conventional control system will stay overflow. In order to ensure a required control quality, there is necessary to tune control algorithm during algorithms realization. It can be realized by a hybrid control system. In the paper rules for a design of the hybrid control system have been presented. Basic assumptions of the hybrid control system have been given. A fuzzy logic for description of dynamic models of coal flotation process has been applied. The analytical examples of dynamic models parameters determining based on a knowledge base system have been presented. A numerical example a formation of the flotation process dynamic model has been shown.

PL

Stosowane w Polsce układy sterowania procesem flotacji węgla związane są z układami stabilizacji dawek odczynników flotacyjnych. Jednak ze względu na zakłócenia występujące w procesie flotacji stosowanie tych układów nie zapewnia stabilizacji jakości produktów wzbogacania. Możliwość taką stwarza zastosowanie pętli sprzężenia zwrotnego w układzie sterowania. Obecnie prowadzone są badania teoretyczne dotyczące układów automatycznej regulacji zawartości popiołu w odpadach z procesu flotacji węgla. W celu wykorzystania opracowanych algorytmów regulacji na obiekcie przemysłowym, niezbędna jest eksperymentalna weryfikacja przyjętych modeli dynamicznych. Modele dynamiczne są użyteczne przy założeniu, że sterowany obiekt jest stacjonarny. Dzięki temu wystarcza jednorazowa identyfikacja obiektu i zakłóceń oraz jednorazowe nastawianie parametrów przyjętego algorytmu regulacji. Założenia te jednak często są niesłuszne. Właściwości dynamiczne obiektu przemysłowego mogą się zmieniać w bardzo szerokim zakresie. Dlatego w celu zapewnienia wymaganej jakości sterowania konieczne jest dostrajanie algorytmu regulacji podczas realizacji tych algorytmów. Jednym ze sposobów takiej realizacji jest układ regulacji adaptacyjnej w pętli sprzężenia zwrotnego obiektu. Innym podejściem do realizacji dostrajania parametrów regulatora jest zastosowanie układu regulacji z systemem opartym na wiedzy (KBS — knowledge based system). System KBS, związany z nadzorowaniem operacji w pętli zamkniętej, jest systemem uzupełniającym i rozszerzającym konwencjonalny algorytm sterowania. Regulator taki można nazwać systemem ekspertowym z nadzorem (SECS — supervisory expert control system), a sterowanie tego typu sterowaniem hybrydowym. System SECS wykorzystuje podstawy logiki rozmytej. W artykule podano zasady tworzenia modeli rozmytych TSK oraz ich zastosowanie do opisu dynamiki obiektu. Omówiono koncepcje sterowania hybrydowego przemysłowego procesu flotacji węgla. Przedstawiono podstawowe założenia takiego sterowania. Podano przykłady analityczne wyznaczania parametrów modelu dynamicznego flotownika na podstawie bazy wiedzy (KBS) oraz zmierzonych w poprzednich chwilach czasu wartości wielkości wyjściowej i wielkości wejściowej obiektu. Przedstawiono przykład obliczeniowy wyznaczania parametrów modelu dynamicznego flotownika. Na podstawie badań symulacyjnych otrzymano przebieg czasowy wielkości wyjściowej modelu obiektu i porównano z przebiegiem czasowym otrzymanym na podstawie pomiarów obiektu przemysłowego.

17

Aproksymacja i stabilizacja odporna wielowymiarowych układów liniowych stacjonarnych ze skupionymi, współmiernymi opóźnieniami

Kozera W.

Studia / Wyższa Szkoła Morska w Szczecinie

|

1999

|

nr 31

1-179

PL

Istnienie opóźnień w procesach transportu, mieszania, spalania, ewolucji, fluktuacji ekonomicznych, biurokracji sprawia, że aby efektywnie sterować tymi procesami należy uwzględnić opóźnienia w ich modelach matematycznych. W niniejszej pracy przedstawiono oryginalne metody skończenie wymiarowej aproksymacji równań różniczkowo-różnicowych, opisujących wielowymiarowe układy liniowe stacjonarne ze skupionymi opóźnieniami, za pomocą zwyczajnych równań różniczkowych lub różnicowych. Ułatwia to znacznie analizę oraz syntezę tych układów. Ponadto zaproponowano sposoby wyznaczania łatwych do realizacji technicznej stabilizujących sprzężeń zwrotnych ciągłych i dyskretno-ciągłych (hybrydowych), odpornych na niedokładności modelowania. Można je łatwo uogólnić na przypadek syntezy kompensatorów odpornych takżena niepewności strukturalne wynikające np. ze zmian parametrów, bądź nieliniowości układu oraz spełniające szereg dodatkowych wymagań jakościowych (kompensatory wielozadaniowe). Prezentowane metody zostały zweryfikowane na licznych, odpowiednio dobranych przykładach, a uzyskane wyniki świadczą o ich dużej efektywności. Praca zawiera jedynie własne rozwiązania autora rozpatrywanych zagadnień, które porównano z ważniejszymi, praktycznymi rozwiązaniami znanymi z literatury.

EN

Due to time delays in processes of transport, mixing, burning, evolution, economic fluctuation, bureaucracy etc., the effective control of these processes requires accounting for these delays in mathematical models of the processes. This work presents original methods of finite-dimensional approximations of differential-difference equations describing multivariable linear time-invariant systems with commensurate delays. These approximations are performed bymeans of ordinary differential of difference equations. This substantially facilitates the analysis and synthesis of the systems. Moreover, presented are ways of determining stabilizing continuous and discrete-continnuous (hybrid) robust control laws attenuating the unstructured uncertainties of modelling, easy for technical realization. They can be readily generalized to cover the synthesis of robust compensators attenuating also structured uncertainties resulting e.g. either from parameter variations or nonlinear disortion of the system and satisfying a number of additional performance specifications (multipurpose compensators). The described methods have been verified by many relevant examples. The results prove high effectiveness of the methods. The work contains only the author's solutions of the problems and compares them with major practical solutions found in the literature on the subject.