Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Servo constraint control for mechanical systems: friction force depending on control design

Huang Qingmin, Huang Jin

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2021

|

Vol. 59 nr 3

413–-430

EN

In this paper, the problem of motion of controlled mechanical systems under a servo constraint is considered. The servo constraint which is prescribed by the designer is supposed to be non-ideal, that is, it does work in a virtual displacement. The second order form constraint is introduced to obtain a closed-form (i.e., analytical form) control input. The final servo control contains two parts: the first one generates the constraint force so that the constraint is exactly followed, while the second one can be designed by the designer for the facility, such as to compensate the effects of the friction force. After geometrical analysis applied to the Coulomb friction forces, we found that they actually depend on the control forces (i.e., the two are coupled). Application to a 3-DOF robot manipulator is made.

2

An example of a power-off maneuver of a vehicle without a straight line motion control

Kisilowski Jerzy, Zalewski Jarosław

Archives of Transport

|

2021

|

Vol. 58, iss. 2

63--80

EN

In this paper some selected results related to motor vehicle dynamics have been presented basing on the computer simulations of a sports two-seater performing a power-off straight line maneuver with different road conditions and the lack of a straightline motion control having been included. All simulations have been performed in the MSC Adams/Car environment and the adopted maneuver was performed at the instant speed of 100km/h-1. The selected phenomena have therefore been observed along the road long enough to relate them to different aspects of vehicle dynamics and the road traffic safety research. The adopted vehicle’s model moved along the flat and the randomly uneven road with the almost similar and the almost different profiles for the left and the right wheels. Additionally, two values of the coefficient determining the maxi-mum amplitude of road irregularities have been selected, i.e., 0.3 for the lower and 0.9 for the higher irregularities. This meant that the road conditions have been considered as one of the main factors possibly affecting disturbances of the motor vehicle’s motion. Such research seems valuable from the point of view of the road safety and the vehicles’ maintenance. A power-off straight maneuver is not very often performed during the normal road traffic and might seem useless. However, in this case it seemed essential to test the response of a vehicle’s model to such factors as, e.g., the uneven loading, suspension characteristics, etc. This in turn might prove valuable when considering, e.g., the additional concentration of a driver to overcome the external disturbances acting on a moving vehicle. The presented research is the second part of the paper (Kisilowski, 2019) where the power-off maneuver was considered but with the straightforward motion control. Here, the straight-line control has been switched off to examine an untypical situation where, for example a driver loses consciousness, and the vehicle moves freely along the road.

3

Adaptive, nonlinear state transformation-based control of motion in presence of hard constraints

Kabziński J., Mosiołek P.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2020

|

Vol. 68, nr 5

963–-971

EN

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.

4

Motion control algorithm and tuning rules for mechanical devices with low sampling-rate electronics

Gil Jorge Juan, Diaz Inaki

Archives of Control Sciences

|

2020

|

Vol. 30, No. 1

123--138

EN

Controlling mechanical systems with position and velocity cascade loops is one of the most effective methods to operate this type of systems. However, when using low-rate sampling electronics, the implementation is not trivial and the resulting performance can be poor. This paper proposes effective tuning rules that only require establishing the bandwidth of the inner velocity loop and an estimation of the inertia of the mechanism. Since discrete-time mechatronic systems can also exhibit unstable behavior, several stability conditions are also derived. By using the proposed methodology, a P-PI control algorithm is developed for a desktop haptic device, obtaining good experimental performance with low sampling-rate electronics.

5

Wpływ udogodnień dla transportu zbiorowego na ruch tramwajów na ciągu komunikacyjnym Alei Pokoju w Krakowie

Bakalarz Patrycja, Horowska Aleksandra

Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze

|

2019

|

Nr 4

62--65

PL

Przygotowany artykuł omawia tematykę sterowania ruchem oraz priorytetu dla komunikacji miejskiej w Krakowie na wybranym odcinku. Pokrótce została omówiona problematyka wpływu transportu indywidualnego na transport zbiorowy na obszarze miasta Krakowa, oraz przedstawiono zastosowane systemy obszarowego sterowania ruchem. Analizie poddano ciąg komunikacyjny wzdłuż Alei Pokoju pod kątem obecnie stosowanych koncepcji sterowania sygnalizacją, a następnie opracowano model mikrosymulacji w programie Aimsun. Wyniki symulacji zaprezentowano w postaci kilku wariantów umożliwiających poprawę funkcjonowania komunikacji miejskiej na omawianym odcinku.

EN

The article is about traffic control and priority for public transport in Cracow on a selected segment. The issue of the influence of individual transport on public transport in Cracow and local Urban Traffic Control System were introduced. The communication segment along the Aleja Pokoju was analyzed in terms of currently used signal control concepts, and then a model of microsimulation has been developed in the Aimsun software. The results of the simulation were presented in the form of several variants to allow improvement of the functioning of public transport on the discussed segment.

6

Analysis of Direct Torque Control with Space Vector Modulation for Synchronous Reluctance Motor Motion Control Applications and a Comparison with Other Torque-Control Algorithms

Vajsz Tibor, Számel László, Handler Árpád

Power Electronics and Drives

|

2019

|

Vol. 4 (39)

103--113

EN

Motion control is facing an increasing popularity in the present research activities. Owing to the expected wide spreading of motion control applications, it can be predicted that the advancements in the field of electric motor drives will have a high level of influence on the new results in the field of motion control. The synchronous reluctance motor drives mean an excellent and yet cost-effective solution for actuators in motion control applications. In this article, the direct torque control with space vector modulation is analysed as a possible candidate for synchronous reluctance motor motion control applications. Its torque-control performance is investigated as a function of torque-control sample time, and a comparison of the torque ripples is made with other torque-control algorithms by an FFT analysis.

7

An Investigation of Direct Torque Control and Hysteresis Current Vector Control for Motion Control Synchronous Reluctance Motor Applications

Vajsz Tibor, Számel László, Handler Árpád

Power Electronics and Drives

|

2019

|

Vol. 4 (39)

115--124

EN

Synchronous reluctance motor drives are one of the most attractive alternatives of permanent magnet synchronous motor drives and induction motor drives in the field of conventional industrial and household applications. This tendency is expected to be continued in the case of motion control applications as well. This article investigates two torque-control algorithms that are possible candidates for motion control synchronous reluctance motor applications. The examined torque-control algorithms are direct torque control (DTC) and hysteresis current vector control (HCVC).

8

Self-supervised learning of motion-induced acoustic noise awareness in social robots

Andrade João, Pedro Santana, Almeida Alexandre P.

Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems

|

2019

|

Vol. 13, No. 1

3--14

EN

With the growing presence of robots in human populated environments, it becomes necessary to render their presence natural, rather than invasive. To do that, robots need to make sure the acoustic noise induced by their motion does not disturb people nearby. In this line, this paper proposes a method that allows the robot to learn how to control the amount of noise it produces, taking into account the environmental context and the robot’s mechanical characteristics. Concretely, the robot adapts its motion to a speed that allows it to produce less noise than the environment’s background noise and, hence, avoiding to disturb nearby humans. For that, before executing any given task in the environment, the robot learns how much acoustic noise it produces at different speeds in that environment by gathering acoustic informatinon through a microphone. The proposed method was successfully validated on various environments with various background noises. In addition, a PIR sensor was installed on the robot in order to test the robot’s ability to trigger the noise-aware speed control procedure when a person enters the sensor’s field of view. The use of a such a simple sensor aims at demonstrating the ability of the proposed system to be deployed in minimalistic robots, such as micro unmanned aerial vehicles.

9

Dynamics of an inertially driven robot

Fritzkowski P., Starosta R.

Vibrations in Physical Systems

|

2018

|

Vol. 29

art. no. 2018023

EN

An inertially-driven system that slides on a rough horizontal plane due to periodic oscillations of two internal bodies is studied. Three-phase internal motions with piecewise-constant relative accelerations are considered. It is shown that an always forward motion of the robot can be achieved. The effect of the model parameters on the displacement and average velocity of the system is analyzed.

10

Influence of filters for numerical differentiation on parameter tuning of PI speed controllers

Brock S.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 5

60--64

EN

The main purpose of this study was to describe a parameter tuning of PI speed controller when the speed is determined by differentiating the position. In the first part three methods of speed calculation was selected: moving average, low pass filter, and smooth derivative with FIR filter. Dynamic and static properties of presented methods were compared through simulation studies. The results can be helpful in choosing method for estimation the speed of the direct drive, especially for very low speeds. In the second part the relationship between the degree of smooth filter and controller setting is analysed. Simulation results show that the proposed control approach can provide good dynamic of the drive.

PL

W pracy przedstawiono dobór parametrów regulatora prędkości typu PI w uk ładzie sterowania, w którym sygnał prędkości jest wyznaczany poprzez różniczkowanie sygnału położenia. W pierwszej części wybrano trzy metody wyznaczania sygnału prędkości: ruchoma średnia, filtr dolno-przepustowy, oraz gładka metoda różniczkowania z filtrem FIR. Na drodze badań symulacyjnych porównano właściwości dynamiczne i statyczne zaprezentowanych metod. Zaprezentowane wyniki mogą być pomocą w wyborze metody wyznaczania prędkości, szczególnie w zakresie bardzo niskich prędkości obrotowych. W drugiej części pracy przeanalizowano zależność nastaw regulatora prędkości od stopnia filtru wygładzającego. Wyniki badań symulacyjnych wskazują, że zaproponowane podejście zapewnia uzyskanie dobrych właściwości dynamicznych napędu.

11

Jerk by axes in motion along a space curve

Tsirlin M.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2017

|

Vol. 55 nr 4

1437--1441

EN

In the paper, a formula for calculation of the jerk of a point moving along a space curve is derived. Such a formula is needed for control of motion to calculate jerks (second derivatives of the velocity) by axes of motion. On the basis of this formula, an expression for the maximum admissible velocity on the space curve to satisfy limitation by the jerk is given as well. Such a requirement also arises in the motion control.

12

Sterowanie ruchem na skrzyżowaniu dróg w strefie oddziaływania przejazdu kolejowego

Olpiński W.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2016

|

R. 23, nr 12

28--38

PL

W artykule przedstawiono oraz zilustrowano przykładami taką wzajemną lokalizację przejazdu kolejowego i pobliskiego skrzyżowania drogi biegnącej przez ten przejazd, że ruch na skrzyżowaniu ma wpływ na bezpieczeństwo na przejeździe. Omówiono obowiązujące regulacje prawne i na tym tle zaproponowano szczególne zasady nadawania pierwszeństwa na tak zlokalizowanych skrzyżowaniach. Stosowanie tych zasad pozwoliłoby wyeliminować zagrożenie związane z utrudnieniem sprawnego opuszczania kolizyjnej strefy przejazdu kolejowego przez pojazdy, blokowanego ruchem na skrzyżowaniu. Wskazano na możliwość wykorzystania sygnalizacji świetlnej do odpowiedniej organizacji ruchu na takich skrzyżowaniach, pod warunkiem powiązania jej działania z urządzeniami sterowania ruchem kolejowym, wykrywającymi zbliżanie się pojazdu szynowego do przejazdu. Przedstawiono propozycje wymagań dotyczących takiego powiązania oraz przeanalizowano uwarunkowania wpływające na możliwość opracowania i wdrożenia systemu sygnalizacji świetlnej dla skrzyżowań zlokalizowanych w sąsiedztwie przejazdów kolejowych.

13

Komputerowe systemy telewizji użytkowej a bezpieczeństwo w transporcie kolejowym

Dyduch J., Sabat R.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2016

|

R. 23, nr 12

412--416

PL

W artykule omówione zostały zagadnienia implikacji i rozwoju cyfrowych, komputerowych systemów telewizji użytkowej w sterowaniu ruchem kolejowym i monitoringu obiektów infrastruktury transportowej. Opisano rosnący wpływ rozwiązań technicznych na poprawę bezpieczeństwa ruchu i warunków eksploatacyjnych oraz przedstawiono perspektywy nowych zastosowań tych systemów.

EN

This article discusses the implications and development of digital broadcast television systems for rail traffic control and transport infrastructure monitoring as well as describes the increasing influence of technical solutions on the improvement of traffic safety and maintenance conditions. The prospects of new applications of the systems are also presented here.

14

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.

15

Wykorzystanie konstrukcji urządzenia kontrolującego ruch kamery do opracowania wizualizacji zagrożeń mechanicznych techniką green screen

Terczyński J., Welenc H.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 7

848--849

PL

Artykuł przedstawia proces wykorzystania opracowanej konstrukcji urządzenia prowadzącego kamerę cyfrową przeznaczonego do wykonywania ujęć efektowych do przygotowania wizualizacji zagrożeń mechanicznych w szkołach podstawowych i gimnazjach. W pierwszej kolejności omówiono narzędzia i techniki, z których korzysta się przy wykonywaniu projektu wizualizacji. W dalszej części artykułu opisano realizację procesu powstawania wizualizacji.

EN

This article presents the use of a device for digital camera control in realization of effects shots in multimedia visualizations of hazards in primary and secondary schools. In the first place was made a general overview of tools and techniques used in projects of visualizations. The rest of this article describes the implementation of the process of creating visualizations.

16

State of the Art in Predictive Control of Wheeled Mobile Robots

Harasim P., Trojnacki M.

Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems

|

2016

|

Vol. 10, No. 1

34--42

EN

The paper is concerned with the problem of tracking control of wheeled mobile robots (WMRs) using predictive control systems. Various kinematic structures of WMRs important from the point of view of motion control are discussed. A hierarchical approach to the problem of motion control of this kind of robots is presented. The problems of trajectory tracking and path following control of WMRs are briefly discussed. The methods of predictive control of WMRs are described in detail and the following aspects relevant to predictive control are considered: kinematic structures of robots, slip of wheels and its compensation, assumed constraints, methods of optimization of the objective function, problems of model nonlinearity, linearization and discretization, stability of the control system and use of the state observers.

17

Wybrane zagadnienia ergonomii nowoczesnych systemów informacji pasażerskiej i sterowania ruchem

Cieślakowski S., Rudzki P.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 6

130--134

PL

W pracy zaprezentowano i przeanalizowano współczesne urządzenia informacyjne dedykowane pasażerom oraz urządzenia wizualizacji nowoczesnych systemów sterowania ruchem obsługiwane przez dyżurnych ruchu, w aspekcie ich widoczności i czytelności. Urządzenia informacyjne dla pasażerów powinny być umieszczane w punktach obsługi podróżnych takich jak: dworce, przystanki osobowe, a także wewnątrz taboru, w taki sposób, aby mogły realizować podstawowe zadania, jakim jest prawidłowe informowanie o ruchu pociągów. Można zaliczyć do nich komputerowe systemy wizualnej informacji podróżnych w postaci tablic informacyjnych o zmiennej treści: zbiorczych, peronowych, tunelowych oraz monitorów informacyjnych. Również dyżurny ruchu obsługuje komputer, który otrzymuje informacje o sytuacji ruchowej na stacji i przetwarza je na obrazy wyświetlane na monitorze.

EN

Then is presented and analyzed some modern devices dedicated to the passengers and the devices of the visualization of the modern systems of traffic control served by duty traffic, in the aspect of their visibility and legibility. Information devices for passengers should be placed in traveller service points such as: stations, personal halts, and also inside the rolling stock, in such way to solve basic tasks which are correct information about trains. You can include to then both computer systems of visual information and the figure information boards about changing content: summary, platform, tunnel and information monitors. The duty traffic operate computer which receives information about the traffic situation on the station and processes them on paintings displayed on the monitor.

18

Model symulacyjny zwężenia drogi dwupasowej dwukierunkowej

Gondek S.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 12

1747--1756

PL

W przypadku zajęcia pasa ruchu na drodze dwupasowej dwukierunkowej najczęściej wprowadza się ruch wahadłowy umożliwiający przejazd pojazdów na zmianę po zwężonym odcinku drogi. Dla zapewnienia sprawnego i bezpiecznego przebiegu takiego ruchu stosuje się oznakowanie odcinka zwężenia znakami drogowymi lub sygnalizację świetlną (stałoczasową lub akomodacyjną). Wybrany sposób sterowania ruchem na zwężeniu powinien zapewnić odpowiednią przepustowość oraz minimalne straty czasu pojazdów. Użytecznym narzędziem w poszukiwaniu optymalnego sterowania ruchem na zwężeniu drogowym będzie model symulacyjny. W referacie przedstawiono model matematyczny, jego implementację komputerową oraz wstępne wyniki badań empirycznych natężeń nasycenia. Szczegółowo przedstawiono elementy procesów w modelu symulacyjnym: procesu zgłoszeń, procesu obsługi i procesu formowania kolejki oraz omówiono uwarunkowania sterowania na zwężeniu. Przedstawiono sposób odwzorowania losowości potoku ruchu w modelu przez zastosowanie generatorów liczb losowych. Program komputerowy jest obecnie w fazie testowania. Budowany model symulacyjny będzie wykorzystany do analiz efektywności zwężenia drogowego dla wypracowania zaleceń metodologicznych dla sterowania ruchem w ruchu wahadłowym, w ramach projektu wykonywanego przez konsorcjum kilku uczelni w programie RID-I/50.

EN

In case one lane is impassable on a two-way highway, alternating one-way traffic is usually introduced allowing vehicle passage in turns on the narrow stretch of the road. In order to ensure smooth and safe passage, the road narrowing is marked with road signs or traffic lights (constant or accommodative cycle length). Selected way of traffic control at the road narrowing should provide adequate bandwidth and minimal loss in vehicle travel times. A useful tool in the research on the optimal traffic control at the road narrowing is a simulation model. The paper presents a mathematical model, its implementation and the preliminary results of empirical research of saturation flow rate. It presents in details elements of the following processes in the simulation model: arrival process, service process and queue discipline, and describes conditions of traffic control at the road narrowing. The paper also shows the way of traffic flow randomness mapping in the model through the use of random number generators. A computer program is currently in the testing phase. The simulation model will be used to analyse the efficiency of the road narrowing in order to develop methodological recommendations for traffic control on a reversible lane, as part of the project executed by a consortium of several universities in the RIDI/50 program.

19

Przegląd zastosowań sieci neuronowych w transporcie

Pamuła T.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2015

|

R. 22, nr 12

1186--1190, CD

PL

Zdolność sieci neuronowej do odwzorowania nieliniowych zależności między zmiennymi opisującymi zachowanie obiektów oraz możliwość opracowania efektywnej konfiguracji sprzyja zastosowaniom w transporcie. W artykule przedstawiono reprezentatywne przykłady z zakresu: predykcji parametrów ruchu drogowego, sterowania ruchem drogowym, pomiarów parametrów ruchu, zachowania kierowców i prowadzenia autonomicznych pojazdów, ekonomii i polityki transportowej oraz omówiono własności proponowanych rozwiązań. Najczęściej wybieranymi sieciami neuronowymi są jednokierunkowe wielowarstwowe, trenowane z użyciem algorytmu propagacji wstecznej. W przeglądzie wzięto pod uwagę artykuły opublikowane w czasopismach w ciągu ostatnich pięciu lat.

EN

The neuron networks capability to map nonlinear functions of variables describing the behaviour of objects and the simplicity of designing their configuration favours the applications in transport. The paper presents representative examples in the scope of: prediction of road traffic parameters, road traffic control, measurement of road traffic parameters, drivers behaviour and autonomous vehicles, economy and transport policies. The features of the solutions are examined. Feedforward multilayer neural networks, trained using backpropagation, are the most often utilised configurations in transport applications. In the review was taken into account the articles published in journals over the past five years.

20

Funkcjonowanie zwężeń odcinków dróg z sygnalizacją zmiennoczasową

Bąk R., Spławińska M.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

2442--2451, CD2

PL

W przypadku prowadzenia robót w pasie drogowym często wymagane jest zamknięcie jednego z pasów ruchu. W sytuacji, gdy wyznaczenie objazdu jest niemożliwe lub nieekonomiczne, istnieje możliwość zastosowania ruchu wahadłowego. Wówczas na zwężonym odcinku jezdni ruch może być sterowany za pomocą sygnalizacji świetlnej. Artykuł przedstawia wyniki analiz symulacyjnych dotyczących wpływu stosowania sygnalizacji świetlnej różnych typów na zwężonym odcinku drogi. Model zwężonego odcinka drogi opracowano w programie Vissim. Porównano funkcjonowanie zwężenia z sygnalizacją stałoczasową oraz akomodacyjną wykorzystując przykładowe typowe profile natężeń ruchu. Oceniono korzyści z zastosowania sygnalizacji zależnej od ruchu w porównaniu do prostego sterowania stałoczasowego. Ponadto sprawdzono, który typ strategii sterowania przy braku wzbudzeń jest korzystny z uwagi na minimalizację strat czasu. Wyniki symulacji wskazują że sygnalizacja akomodacyjna jest skutecznym środkiem poprawy warunków ruchu.

EN

In the case of carrying out road works, partial closure of the road is often required. In a situation where the indication of detour is impossible or uneconomical, it is possible to apply alternate traffic. Then, in a tapered section of the road, the traffic can be controlled by a traffic signals. The paper presents the results of microsimulation of various temporary traffic signals for one-way traffic operations. The model of one-lane section has been developed with Vissim software. Vehicle-actuated signal control has been compared to standard fixed-time signal control stetting using typical traffic volumes profiles. The benefits of using traffic-dependent control were compared to the simple fixed-time control. In addition, analysis of selected low-volume signal timing strategies on traffic performance for one-way traffic operations has been presented. The results indicate that vehicle-actuated signal control is an effective method to increase traffic progression.