Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Design of a path following controller for an underactuated AUV

Subudhi B., Atta D.

Archives of Control Sciences

|

2009

|

Vol. 19, no. 4

437-450

EN

This paper describes a tracking control strategy for an underactuated autonomous underwater vehicle (AUV) on a two dimensional plane (ℜ²). Based on a smooth, inertial, 2D reference trajectory curve, the proposed algorithm uses vehicle dynamics to generate the reference orientation and body-fixed velocities. Following these, required error dynamics are developed. Error dynamics are then stabilized using inverse dynamics control strategy, forcing the tracking error to an arbitrarily small neighborhood of zero. Circular path, as a constant velocity reference trajectory, has been chosen for simulation studies. Simulation results are included to demonstrate the tracking performance of the controller.

2

The use of dependent coordinates in modeling and simulation of cranes executing a load prescribed motion

Blajer W., Kołodziejczyk K.

Archive of Mechanical Engineering

|

2009

|

Vol. LVI, nr 3

209-222

EN

Cranes belong to underactuated mechanical systems, an important subclass of nonlinear control systems typified by fewer control inputs than the degrees of freedom. The usual performance goal of a crane is to execute a desired motion of the load, specified by as many outputs as the control inputs. The challenging task of inverse simulation study, in which control of the underactuated system subject to execute the partly specified motion is determined, is usually formulated in independent variables. In this paper, a dependent variable formulation is motivated and developed. Compared to the independent variable formulation, the use of dependent variables leads to much simpler governing equations, and their effective number is reduced. The developed formulation is illustrated by a simulation model of an overhead crane executing a rest-to-rest maneuver of the load along a specified curvilinear trajectory.

PL

Suwnice należą do sterowanych układów mechanicznych, w których liczba sygnałów sterowania jest mniejsza od liczby stopni swobody. Zadaniem suwnic jest najczęściej realizacja zadanego ruchu ładunku (liczba sygnałów wyjściowych jest równa liczbie sygnałów sterowania). Wyznaczenie sterowania suwnicą tak, by realizowany był zadany ruch ładunku, należy do zadań trudnych, wymagających złożonego aparatu matematycznego. Opisany problem ruchu programowego niezupełnego formułowany jest zwykle z wykorzystaniem zmiennych niezależnych. W niniejszej pracy pokazane są zalety sformułowania tego problemu we współrzędnych zależnych, na które składają się współrzędne opisujące ruchy robocze suwnicy oraz współrzędne położenia ładunku. Równania ruchu programowego w tych zmiennych są prostsze i łatwiejsze do wyprowadzenia, a ich efektywny wymiar jest mniejszy od analogicznych sformułowań z wykorzystaniem współrzędnych niezależnych.

3

Dynamics and control of rotary cranes executing a load prescribed motion

Blajer W., Kołodziejczyk K.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2006

|

Vol. 44 nr 4

929-948

EN

Manipulating payloads with rotary cranes is challenging due to the underactuated nature of a system in which the number of control inputs/outputs is smaller than the number of degrees-of-freedom. In this paper, the outputs (specified in time load coordinates) lead to servo-constraints on the system. A specific methodology is then developed to solve the arising inverse dynamics problem. Governing equations are derived as a set of index three differential-algebraic equations in state variables and control inputs. An effective numerical code for solving the equations, based on the backward Euler method, is proposed. A feedforward control law obtained this way is then enhanced by a closed-loop control strategy with feedback of actual errors in the load position to provide stable tracking of the required reference load trajectory in presence of perturbations. Some results of numerical simulations are provided.

PL

Manewrowanie ruchem ładunku przez żurawie wieżowe jest zadaniem trudnym między innymi ze względu na fakt, że liczba kanałów sterowania (równa liczbie regulowanych współrzędnych ładunku) jest mniejsza od liczby stopni swobody żurawia. W pracy zadane w czasie współrzędne ładunku prowadzą do sformułowania serwowięzów (więzów programowych) nakładanych na ruch układu. Prezentowana jest następnie metoda rozwiązania tego szczególnego zadania symulacji dynamicznej odwrotnej jako zadania ruchu programowego niezupełnego. Równania ruchu programowego formułowane są w postaci układu równań różniczkowo-algebraicznych o indeksie trzy, względem zmiennych stanu i parametrów sterowania żurawiem. Proponowana jest prosta i skuteczna metoda numerycznego całkowania tych równań, wykorzystująca schemat Eulera różnic skończonych wstecznych. Otrzymane tą drogą sterowanie nominalne uzupełniane jest następnie sterowaniemw układzie zamkniętym zapewniającym stabilną realizację programowego ruchu ładunku w warunkach ruchu zaburzonego i nieścisłości modelowania matematycznego. Prezentowane są wybrane wyniki numerycznej symulacji ruchu i sterowania żurawiem realizującym zadany ruch ładunku.