Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Projektowanie układu regulacji odpornej wspomagane algorytmem CDM

Giernacki W.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2012

|

R. 16, nr 4

56-60

PL

W pracy przedstawiono nową metodę syntezy układu regulacji odpornej. Scharakteryzowano podstawy metody diagramu współczynnikowego (ang. Coefficient Diagram Method) w kontekście projektowania układu oraz analizy jego właściwości. Omówiono sposoby poprawy jakości regulacji z wykorzystaniem diagramu współczynnikowego - narzędzia umożliwiającego kompleksową kontrolę odporności, stabilności i dynamiki układu. Zamieszczono przykład syntezy układu regulacji odpornej z obiektem stabilnym minimalnofazowym oscylacyjnym przy użyciu algorytmu CDM i analizę właściwości układu w oparciu o diagram współczynnikowy. Wyniki badań symulacyjnych potwierdziły skuteczność proponowanego rozwiązania.

EN

In a paper a new method of synthesis of robust control system is presented. Basis of Coefficient Diagram Method in the system designing context and its properties analysis, were characterized. Methods of control quality improvement on the basis of the coefficient diagram - a tool which the complex control of robustness, stability and system's dynamics enables, were discussed. The example of robust control system synthesis for oscillatory minimum-phase plant by CDM algorithm and system properties analysis by coefficient diagram, were placed. The results of simulations confirmed the effectiveness of the proposed solution.

2

Method for increasing the control robustness of the permanent magnet machine tool feed-drive

Pietrusewicz K.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2011

|

Nr 5(93)

31-36

EN

The article presents the results from the development of digital servodrive with permanent magnet synchronous motor within the CNC machine tool feed-drive. It was prepared during the work for the Ministry of Science and Higher Education grant number N N502 336936, (acronym for this project is M.A.R.I.N.E. multivariable hybrid ModulAR motIon coNtrollEr), while its main purpose is the development of new robust position/velocity model-based control system, as well as to introduce the measurement of the actual state into the switching algorithm between the locally synthesized controllers. Such switching increases the overall robustness of the machine tool feed-drive module. Presented here results takes into account the MIMO character of the process to be controlled.

3

MFC/IMC scheme as a fault tolerant control structure

Brzózka J.

Diagnostyka

|

2009

|

nr 1(49)

17-23

EN

The paper deals with the fault tolerant control in two-loop control system structure (MFC/IMC, Model Following Control/Internal Model Control). System consists of the model of a nonlinear plant ( main ship engine) and two PID controllers. In distinction from other works on this subject (the MFC/IMC structure), special attention was paid to robustness of the linearized structure to perturbations caused by the plant parameters changes, different uncertainties, changes of the operating points and tuning parameters of the controllers as well as catastrophic failures formed in the considered structure. The simulations carried out in MATLABŽ/SimulinkŽ software.

PL

Artykuł dotyczy regulacji odpornej w dwu pętlowej strukturze MFC/IMC zawierającej model nieliniowego obiektu regulacji (prędkości obrotowej wału okrętowego silnika głównego) i dwa regulatory PID. W odróżnieniu od innych prac na temat struktury MFC/IMC, w artykule tym szczególną uwagę zwrócono na odporność struktury zlinearyzowanej na perturbacje parametrów regulowanego procesu, odporność na perturbacje spowodowane różnymi zaburzeniami, np. wywołanymi zmianami punktów pracy obiektu, parametrami regulatorów lub uszkodzeniami katastroficznymi struktury. Symulacje zostały wykonane w programie MATLABŽ/SimulinkŽ.

4

Robust model-following control for the DC servo drive

Pietrusewicz K., Dworak P., Broel-Plater B.

Advances in Manufacturing Science and Technology

|

2007

|

Vol. 31, nr 3

45-62

EN

The goal of this paper is to present a new method that ensures stiffness of the mechanical characteristic of the direct current motor servo drive, which means lack of influence of the varying load torque on quality of the velocity control. Additionally, usage of the new MFC-V (Model-Following Control for Velocity control) system allows one to shape the servo drive transient response, ensuring, among other things, an overshoot free step response in the velocity control loop. The proposed solution exemplifies a possible approach to designing a DC motor servo drive of a CNC power transmission system.

PL

W artykule zaprezentowano nową metodę projektowania serwonapędu silnika prądu stałego. Zapewnia wysoką sztywność charakterystyki mechanicznej, rozumianą jako brak wpływu zmian momentu obciążenia na jakość regulacji prędkości. Dodatkowo, wykorzystanie nowego układu MFC-V (Model-Following Control for Velocity control) pozwala kształtować zachowanie serwonapędu w stanach przejściowych. Zapewnia odpowiedź bez przeregulowania wartości wyjściowej w pętli regulacji prędkości. Zaproponowane rozwiązanie stanowi przykład możliwego podejścia do projektowania serwonapędu prądu stałego układu napędowego obrabiarek CNC.

5

Odporna regulacja predykcyjna obiektów nieliniowych

Domek S.

Prace Naukowe Politechniki Szczecińskiej. Instytut Automatyki Przemysłowej

|

2006

|

Nr 593 (20)

1-205

PL

Niniejsza praca, będąc wynikiem wieloletnich badań autora, zarówno teoretycznych, jak wdrożeniowych w przemyśle, stanowi próbę kompleksowego przedstawienia problematyki nieliniowej regulacji predykcyjnej oraz proponuje na tym tle łatwe do implementacji, dość uniwersalne i -jak się wydaje - skuteczne rozwiązanie suboptymalnej regulacji odpornej. Składa się z pięciu części tematycznych. W części pierwszej omówiono zasadę regulacji predykcyjnej, przedstawiono syntezę uogólnionego liniowego algorytmu predykcyjnego, a także wyjaśniono podstawowe właściwości układów regulacji predykcyjnej. Następnie sformułowano ogólne zadanie nieliniowej regulacji predykcyjnej oraz wskazano na istotne trudności jego rozwiązania, zwłaszcza w przypadku obiektów o niedokładnie znanych lub zmiennych w czasie właściwościach. W końcu przedstawiono najbardziej znane sposoby suboptymalnej regulacji NMPC, łącznie z metodami inteligencji obliczeniowej oraz scharakteryzowano najpopularniejsze i najchętniej stosowane w takiej regulacji postaci opisu obiektów nieliniowych, w tym modele rozmyte i neuronowe oraz bardzo popularne w praktyce tzw. modele blokowo-zorientowane. W części drugiej zaproponowano oryginalny sposób nieliniowej suboptymalnej regulacji predykcyjnej NL CRHPC z blokowo-zorientowanym modelem Hammersteina. Opisano dokładnie sposób syntezy algorytmu oraz jego rozwinięcie na przypadek wielowymiarowy, a także jego wersję uproszczoną, ułatwiającą implementację w systemach mikroprocesorowych o szczególnie małej mocy obliczeniowej. Następnie zaproponowano syntezę wielowymiarowego algorytmu z modelem Hammersteina w dziedzinie zmiennych stanu NL MPCS. Dla obu algorytmów podano sposób uwzględnienia ograniczeń sygnału sterującego. W części trzeciej zaproponowano włączenie opracowanych i opisanych wcześniej suboptymalnych, nieliniowych regulatorów predykcyjnych z modelem Hammersteina w strukturę regulacji ze śledzeniem modelu MFC, charakteryzującą się zwiększoną odpornością w stosunku do klasycznych układów jednopętlowych. Opisano zasadę doboru regulatora pomocniczego układu NMPC-MFC dla obiektów SISO oraz sposób suboptymalnego ograniczenia sygnału sterującego. W części czwartej przedstawiono wersję odpornego, nieliniowego układu regulacji NMPC-MFC dla obiektów o wielu wejściach i wielu wyjściach. Dokonano syntezy regulatorów składowych proponowanej struktury układu regulacji przy założeniu, że obiekt podlegać może nieznanym, ale ograniczonym perturbacjom oraz że działać na niego mogą zależne w znany sposób od wektora stanu, ale niekoniecznie ograniczone zakłócenia. W końcowej części pracy całość rozważań teoretycznych zilustrowano wynikami przykładowych badań symulacyjnych proponowanych algorytmów. Pokazano również wyniki regulacji rzeczywistego obiektu elektotermicznego rozproszonym systemem PAC, w którym zaimplementowano opracowany algorytm odpornego sterowania predykcyjnego.

EN

In the monograph an approach to synthesis of a predictive controller for nonlinear processes that are sufficiently adequately described by a Hammerstein model is presented. To extend the range of applicability of the control algorithm to nonlinear processes the properties of which depart from those defined by the adopted model, it has been proposed to incorporate the algorithm into the Model Following Control (MFC) structure characterized by high robustness. In the first part of the monograph the principle of predictive control is discussed, and synthesis of a generalized linear predictive control algorithm is presented. Also, basic system properties and ways to provide stability for predictive control systems are established. Further, the nonlinear predictive control and the ways of its implementation are described. The second part deals with nonlinear predictive control that employs a Hammerstein model. The structure and properties of the model are discussed. Also, synthesis of the control algorithm is described, and its extension to multivariable control is given. A modification of the proposed algorithm that enables its implementation in microcomputer systems of low computing power is presented. Next, synthesis of the multivariable algorithm with the Hammerstein model in state space is given. The synthesis method is based on representing nonlinear time-invariant processes by their linear time-variant models. The third part is devoted to increasing the robustness exhibited by the control system with the proposed predictive algorithms to an inevitable mismatch between the process model adopted for controller synthesis and the actual process. The increase in robustness has been achieved by incorporating the developed predictive algorithms into the MFC structure. After presenting general characteristics featured by MFC, a description of the proposed predictive NMPC-MFC controller with the Hammerstein model for SISO or multivariable diagonally dominated processes is given. In the fourth part of the monograph a robust predictive NMPC-MFC controller for MIMO processes is presented. The controllers making up the MFC structure have been synthesized under assumption that the process to be controlled may be subjected to unknown yet bounded perturbations, or may be affected by disturbances not necessarily bounded yet dependent on the state vector in a known way. The applicability of the theoretical study is illustrated by results of simulation tests. Additionally, results of tests are given where a real electrothermal plant is governed by a distributed Programmable Automation Controller (PAC) system in which the proposed predictive control algorithm has been implemented. It has been shown that the proposed solutions are easy to implement, and provide relatively high robustness and control performance. Another virtue is that the proposed solutions retain advantages inherent in linear predictive algorithms, such as simple physical interpretation and the ease of identification of the adopted process model. Also, the nonlinear algorithm parameters to be tuned may be chosen by means of methods recommended for corresponding linear algorithms. The operation principle of the proposed MFC structure is relatively intelligible, and the structure itself may be implemented without any difficulties and without any powerful computing means. Moreover, due to its universality the proposed NMPC-MFC structure may be utilized in robust controllers based on predictive algorithms other than those proposed in the monograph in order to control nonlinear processes or those with time-variant parameters.

6

On possibility of applying the MFC idea to control the MIMO processes

Dworak P., Pietrusewicz K.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2006

|

R. 52, nr 11

25-29

EN

The paper presents results of comparative analysis of the control system introducing dynamic decoupling and the robust two-degrees of freedom control system with the use of the decoupled model of the MIMO process. The model loop of the MFC is designed with the use of dynamic decoupling algorithm. The correcting controller in the secondary loop uses the control law based on the knowledge of difference between the model and the process outputs. It is a static diagonal matrix. Presented comparative results from the tracking processes of yaw angle and position of the drillship point the possibility to introduce the MFC scheme into the control system of such process. Model and the main control loop are derived for the nominal case. The results obtained for the other working conditions shows the advantages of proposed here solution.

PL

Artykuł prezentuje wyniki analizy porównawczej układu regulacji dla obiektów o wielu wejściach i wielu wyjściach MIMO, zaprojektowanego z użyciem algorytmu dynamicznego odsprzęgania, oraz odpornego układu regulacji MFC; zakłada się przy tym, że w pętli głównej regulator wyznaczony jest w drodze syntezy z użyciem dynamicznego odsprzęgania dla nominalnego modelu liniowego, wyznaczonego dla wybranego punktu pracy obiektu, natomiast regulator korekcyjny, bazujący na informacji na temat różnicy pomiędzy wyjściami modelu i procesu ma postać diagonalnej macierzy wzmocnień. Przedstawione porównanie procesu regulacji pozycji i kąta kursowego statku wiertniczego dla omawianych rozwiązań wskazuje na możliwość wykorzystania układu MFC do sterowania tego typu procesem. Model oraz główna pętla sterowania obliczane są dla nominalnego kąta kursowego, natomiast wyniki uzyskane dla innej wartości tegoż kąta wykazują, że proponowane w pracy rozwiązanie zachowuje dobre właściwości dla znaczącej perturbacji kąta kursowego statku.

7

MFC/AVG - nowy odporny układ regulacji

Biały P., Dworak P.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2006

|

R. 52, nr 3

19-22

PL

W artykule przedstawia się nową odporną strukturę regulacji MFC/AVG (MFC . ) stanowiącą modyfikację znanego w literaturze układu MFC (Model-Following Control) [1-8]. Proponowana struktura charakteryzuje się dużą odporno.cią na perturbacje sterowanego obiektu oraz małą wrażliwo.cią na występujące w układzie zakłócenia. Cechuje ją jednak większe niż w MFC tłumienie zakłóceń oraz aperiodyczno.ć przebiegów przej.ciowych. Rozważania zilustrowano wynikami symulacji procesu doregulowywania zawarto.ci tlenu w kotłach parowych. Dokonano porównania jako.ci regulacji dla układu klasycznego z regulatorem PID, MFC oraz MFC/AVG.

8

Wrażliwość dwóch prostych odpornych struktur o dwóch stopniach swobody

Pietrusewicz K.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2005

|

R. 51, nr 11

31--34

PL

Artykuł prezentuje wyniki analizy porównawczej wrażliwości dwóch prostych struktur układów automatycznej regulacji o dwóch stopniach swobody z układem klasycznym jednopętlowym z regulatorem PID. Analiza wrażliwości w dziedzinie częstotliwości jest klasycznym narzędziem, pozwalającym łatwo porównać badane struktury. Pokazuje bowiem najważniejsze zalety, obnażając większość wad koncepcji. Przedstawione w pracy porównanie funkcji wraliwości układów: klasycznego, MFC oraz MFC/IMC potwierdza znacznie wiekszą odporność tych dwóch ostatnich w przypadku sterowania stabilnymi procesami aperiodycznymi wyższych rzędów. Dodatkowo, wykazuje na ile bardziej tłumione są zakłócenia w strukturach typu model-following.

EN

The paper presents results of comparative analysis of sensitivity of two simple robust two-degree of freedom control structures and the classic single-loop system with PID controller. The sensitivity analysis in the frequency domain is the classic tool, which enables one a simple but effective comparison of compared structures. It exhibits the main advantages, showing all the indulgences of proposed systems at the same time. In addition, the better disturbances rejection in two model-following structures can be simply proved by the presented frequency domain analysis.

9

Control Systems Structures and Their Robustness

Skoczowski S.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2003

|

R. 49, nr 6

5-9

EN

Linear SISO control structures affected by perturbations and disturbances have been analyzed from the viewpoint of their imput and disturbance sensitivity for the case of known and unknown process time delay. It has been shown that disturbance sensitivity is essential quantity, which differentiates the structuers under study in terms of their sensitivity.

PL

Porównano wrażliwość wejściową oraz zakłóceniową liniowych struktur SISO układów regulacji w obecności pertubacji multiplikatywnych oraz zakłóceń sprawdzonych do wyjścia, dla przypadku nieznanego i znanego opóźnienia procesu. Wykazano, że wrażliwość zakłóceniowa decyduje o zróżnicowaniu właściwości odpornościowych rozważonych struktur.

10

A method to design robust adaptive controller of non-linear first order system

Nguyen X. Q., Do K. D.

Journal of Applied Computer Science

|

1999

|

Vol. 7, nr 2

57-65

EN

This paper considers a problem of designing an adaptive controller for a first order nonlinear system x'=-DTf(x)-bu, subject to bounded input and output disturbances. Unmodelled dynamics are also considered in the stability analysis and a dead zone in the parameters update law is used. The dead zone size does not depend neither on the disturbances nor on the magnitude of the unmodelled dynamics. In addition, the disturbances and parameter upperbounds are not assumed to be a priori known.