Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of nonlinearities in sensor and actuator on the operation of the rotational speed control system of a roadheader cutting head

Joostberens Jarosław, Heyduk Adam

Mining Machines

|

2022

|

vol. 40, iss. 4

249--257

EN

The paper presents a discussion on the selected nonlinearities existing in sensor and actuator subsystems of the roadheader cutting head speed control system. There have been concerned the most significant nonlinearities - rotational speed encoder and frequency rate limiter in the input of the power electronic converter. These nonlinearities significantly reduce the stability margin of the control system and therefore should be minimized. They have also an influence on allowable speed controller settings range. Reduction in the controller settings can result in a decrease in the quality of operation of the entire control system. The measurement time of the encoder-based speed sensing should be as short as possible, or continuous measurement (like tachogenerator) should be used. The frequency converter should be overmatched to ensure current overload capability – allowing an increase in the permissible rate of output voltage frequency change.

2

The magnitude optimum design of the PI controller for plants with complex roots and dead time

Cvejn Jan

Archives of Control Sciences

|

2022

|

Vol. 32, No. 1

5--35

EN

Analytical design of the PID-type controllers for linear plants based on the magnitude optimum criterion usually results in very good control quality and can be applied directly for high-order linear models with dead time, without need of any model reduction. This paper brings an analysis of properties of this tuning method in the case of the PI controller, which shows that it guarantees closed-loop stability and a large stability margin for stable linear plants without zeros, although there are limitations in the case of oscillating plants. In spite of the fact that the magnitude optimum criterion prescribes the closed-loop response only for low frequencies and the stability margin requirements are not explicitly included in the design objective, it reveals that proper open-loop behavior in the middle and high frequency ranges, decisive for the closed-loop stability and robustness, is ensured automatically for the considered class of linear systems if all damping ratios corresponding to poles of the plant transfer function without the dead-time term are sufficiently high.

3

Note on describing function analysis of fractional order nonlinear control systems

Yeroglu C., Tan N.

Control and Cybernetics

|

2015

|

Vol. 44, no. 2

233--255

EN

This paper presents extensions of some results, obtained for the analysis of classical nonlinear control systems, to the nonlinear fractional order systems. It is shown that the results related to limit cycle prediction using describing function method can be applied to the fractional order plants. The frequency and the amplitude of the limit cycle are used for auto-tuning of the PID controller for nonlinear control systems with fractional order transfer functions. Fractional order control system with parametric uncertainty is also considered for the nonlinear case. On the other hand, a New method is provided for stability margin computation for fractional order nonlinear control system with parametric uncertainty structure using the Nyquist envelopes of the fractional order uncertain plant and the describing function that represents the nonlinearity of the system. Maximum perturbation bounds of the parameters of the fractional order plant are computed. Numerical examples are included to illustrate the methods presented.

4

Metoda pomiaru zapasu stabilności w układzie regulacji automatycznej

Żuchowski A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 4

241--243

PL

Zapas stabilności w układzie regulacji automatycznej może mieć różne miary. Zwykle albo wiąże się go z cechami charakterystyki częstotliwościowej transmitancji otwartej pętli sprzężenia zwrotnego i wyznacza jego dwie składowe - zapas stabilności modułu i zapas stabilności fazy [1], albo oznacza jako część rzeczywistą bieguna transmitancji zastępczej układu regulacji Kz(s) wiążącej sygnał odniesienia y0(s) z sygnałem regulowanym y(s); tego - który leży najbliżej granicy stabilności, oczywiście po jej stabilnej stronie i nazywa „stopniem stabilności”. W ten sposób wiąże się zapas stabilności z określoną cechą pierwiastka, lub inaczej bieguna dominującego. Istotną zaletą tej miary jest to, że pozwala ona z niezłą dokładnością wyznaczyć czas trwania procesów przejściowych w układzie, a proponowana metoda pomiarowa dotyczy właśnie tej miary. W artykule omówiono założenia metody pomiarowej, sposób jej praktycznej realizacji i przedstawiono wyniki symulowanych eksperymentów.

EN

The stability margin in an automatic control system can have different measures. It is usually either linked to the frequency response features of an open loop of a feedback transfer function and its two components - phase margin and gain margin [1, 3], or is determined as the real part of the substitute transfer function pole of the control systems Kz(s) that associates the reference signal y0(s) with the regulated signal y(s); the one that lies closest to the stability margin, on the stable part, of course. In this way the stability margin is associated with a particular root feature, or in other words the dominating pole. An important advantage of this measure is that it allows determining the time of the transition states in the system with a good accuracy, and the proposed measurement method uses this particular measure. In the paper the assumptions for this measurement method are discussed, as well as the way of implementing it and the the simulated results are presented.

5

Determination of Thevenin's equivalent model at the receiving node

Brusiłowicz B., Szafran J.

Present Problems of Power System Control

|

2011

|

Nr 1

5-13

EN

This paper presents the properties of the equivalent Thevenin's model of a network as seen from a network receiving node. Such a simplified model can be applied in protective and preventive gear installed at the considered receiving node. Thevenin's circuit can be determined either from of the power system configuration diagram or by use of algorithm based on local current and voltage phas or measurements. Local measurements are used to calculate the derivative of apparent power against the voltage dS/dV. Paper describes the dS/dV algorithm accuracy tests according to the approximate angle of the series system impedance. An important problem of the Thevenin's model updating due to the changing configuration of power system is discussed in the paper. The advantages and disadvanges of both described methods are also presented.

PL

Artykuł przedstawia właściwości modelu Thevenina. Uproszczony model reprezentujący aktualną konfigurację systemu może mieć zastosowanie w automatyce zabezpieczeniowej oraz prewencyjnej montowanej w punkcie odbiorczym. Model Thevenina może być tworzony przy użyciu dwóch metod: korzystając z informacji o pełnej konfiguracji systemu oraz z algorytmu wyliczającego parametry modelu na podstawie pomiarów lokalnych fazorów napięć i prądów. Korzystając z pomiarów lokalnych, wyliczana jest pochodna mocy pozornej po napięciu &S/&V. Przeprowadzono testy dokładności algorytmu dS/dV w zależności od założonego kąta impedancji systemowej. Ważnym problemem, jaki jest poruszony w artykule jest aktualizacja modelu zgodnie ze zmieniającą się konfiguracją systemu elektroenergetycznego. Zmiany mogą być wywoływane zarówno stanami normalnej pracy, jak i awariami występującymi w systemie. Przedstawiono wady i zalety stosowania obu metod.

6

Metoda upraszczania liniowych modeli dynamiki obiektów gwarantująca stabilność uzyskiwanego modelu

Żuchowski A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2011

|

R. 57, nr 1

73-76

PL

Istnieje wiele metod upraszczania, lub inaczej redukcji liniowych modeli dynamiki obiektów, lecz na ogół nie gwarantują one stabilności wyznaczanych modeli uproszczonych, choć wiadomo, że modele pełne, czyli "wyjściowe" są stabilne. Wiąże się to z koniecznością dodatkowej kontroli uzyskanego wyniku, koniecznością zmiany arbitralnie przyjętej postaci modelu uproszczonego i zbędną stratą czasu. Zaproponowano metodę wyznaczania uproszczonego modelu trzeciego rzędu z zachowaniem identycznego zapasu stabilności modułu i fazy modelu upraszczanego co gwarantuje zapewnienie stabilności tego ostatniego. Opisano sposób wyznaczania parametrów modelu uproszczonego i podano przykłady.

EN

There are numerous methods for simplification of linear models representing plant dynamics but often they do not guarantee the stability of the obtained models, even in case of stable "initial" models of these plants. Because of the above disadvantageous results of simplification, one has to check carefully the obtained model form and, if necessary, change the arbitrarily assumed form of the simplified model, then repeat calculations, which can be treated as waste of time. The method for determining the simplified model of third order with amplitude and phase margins identical to those of the initial model is presented in the paper. Due to the proposed method, one avoids the unstable result of simplification for the stable initial model. When assuming that the model is of third order, there is obtained a complete system of equations for determining its parameters. It is worth noting that three poles of the simplified model in their form can correspond to typical, the so-called "dominant roots", and thus the behaviour of the simplified model determined can, generally, correspond to that of linear models. There are also discussed the problems arising in case of presence of zeros in the complete model transfer function. The paper contains the algorithm for calculation of a simplified model as well as some examples.

7

Synteza regulatora ułamkowego rzędu zapewniającego zadany zapas stabilności dla określonej klasy obiektów inercyjnych z opóźnieniem

Nartowicz T.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2010

|

R. 56, nr 5

409-413

PL

Rozważono problem projektowania regulatora ułamkowego rzędu zapewniającego zadany zapas stabilności układu regulacji z obiektem inercyjnym pierwszego rzędu z opóźnieniem, pierwszego rzędu z całkowaniem i opóźnieniem oraz drugiego rzędu z opóźnieniem. Podano komputerową metodę syntezy regulatora ułamkowego rzędu. Bazuje ona na zastosowaniu idealnej transmitancji Bodego jako wzorca dla układu otwartego z regulatorem. Rozważania zilustrowano przykładami liczbowymi i wynikami badań symulacyjnych.

EN

In the paper there is considered the design problem of a fractional order controller satisfying the given gain and phase margin of the closed loop system with a first order inertial plant with time delay (1), a first order inertial plant with integral term and time delay (17) and a second order inertial plant with time delay (23). The proposed method is based on using the Bode's ideal transfer function (2) as a reference transfer function of the open loop system. The synthesis method consists in simplifying the plant transfer function (3), (18), (24), and determining the controller transfer function so that the open loop transfer function has a form (2), not including the time delay. The transfer function of the fractional controller described is given by (4) for plant (1), (19) for (17) and (25) for (23). The controller fractional order is related to the gain and phase margin only (13). The fractional controller parameters are described by simple formulas. A computer method for fractional controller synthesis is given. The considerations are illustrated by numerical examples as well as results of computer simulations performed in the MATLAB/Simulink environment.

8

Ocena stabilności postawy ciała na podstawie badania przedniego i tylnego marginesu stabilnościu osób ze stwardnieniem rozsianym po fizjoterapii

Kielnar R., Mraz M., Mraz M., Oleksy Ł., Dębiec-Bąk A., Chantsoulis M.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2009

|

Vol. 15, nr 3

226-229

PL

Postępujący charakter stwardnienia rozsianego pogłębia ubytki neurologiczne oraz niepełnosprawność, która w niektórych przypadkach przybiera postać znacznego inwalidztwa. Do naj-częstszych problemów osób z SM (multiple sclerosis) należą zaburzenie chodu i równowagi. Różnorodność i zmienność objawów oraz trudny do przewidzenia przebieg choroby powodują, że rehabilitacja chorych jest skomplikowanym zadaniem. Celem pracy było określenie wpływu ćwiczeń równoważnych oraz ćwiczeń koordynacji wzrokowo-ruchowej (biofeedback) na stabilność postawy osób ze stwardnieniem rozsianym, zobrazowaną wielkością marginesu stabilności. Badaniami objęto 20 osób z SM w wieku od 22 do 67 lat. Efektem zastosowanych ćwiczeń było uzyskanie istotnie większego przedniego marginesu stabilności (p = 0,00004). Natomiast tylny margines stabilności uległ nieistotnej statystycznie zmianie. Uzyskany istotny wzrost parametru koordynacji wzrokowo--ruchowej (p = 0,0003) wskazuje na większą skuteczność świadomej autokorekcji postawy z zastosowaniem wzrokowego sprzężenia zwrotnego. Uzyskane wyniki dowodzą większej sprawności kon-troli postawy u osób chorych na SM po fizjoterapii.

EN

Progressive nature of the multiple sclerosis (SM) results in the increase of neurological defects and the intensification of disability which in some cases turns into notable invalidity. The most regnant symptoms of SM are gait disorders and impaired balance. Rehabilitation of patients suffering from SM is complicated due to the variability and changeability of symptoms and difficulties in predicting illness course. The aim of the study was to examine the influence of the stability training and visual-motor coordination exercises (biofeedback) on the body stability. 20 patients between 22 and 67 years of age were enrolled into this study. The result of exercises was significance improvement of front stability margin (p = 0,00004). However, back stability margin insignificantly changed insignificantly only. The significancet improvement of visual-motor coordination (p = 0,0003), was observed, it means the improvement of the effectiveness of self correction of posture based on a conscious visual control of own posture (biofeedback). This study has shown that physiotherapy resulted in better postural control of patients with SM.

9

Aircraft fuel systems and their influence on stability margin

Goraj Z., Zakrzewski P.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2005

|

Nr 4 (183)

29-40

EN

This paper reviews modern fuel tank systems, mainly adopted either for combat or passenger airplanes. Two important issues are addressed in the paper - an influence of fuel tanks location on the airplane trimming and longitudinal stability. It is shown that moving the fuel towards the wing tips results in a decrease of stability margin (if wings are swept back) or in an increase of stability margin (if wings are swept forward). Changing the CG position also influences on trim condition and can change elevator deflection and the overall efficiency. Examples of solutions applied for real aircraft are included into analysis. An example of fuel tanks arrangement proposed for PW-114 HALE UAV configuration, is shown and discussed.

PL

Artykuł omawia nowoczesne układy paliwowe, instalowane w samolotach wojskowych i cywilnych. Artykuł porusza dwa problemy - wpływ położenia zbiorników paliwa na wyważenie samolotu i jego stateczność podłużną. Wykazano, że przemieszczenie paliwa w kierunku końcówek skrzydła zmniejsza zapas stateczności (dla skrzydeł skośnych do tyłu) lub zwiększa zapas stateczności (dla skrzydeł skośnych do przodu). Zmiana położenia środka ciężkości wpływa również na warunki wyważenia samolotu i mogą zmienić zakres wychyleń stera wysokości i sprawność ogólną samolotu. Analiza zawiera przykłady zastosowań w rzeczywistych konstrukcjach lotniczych. Pokazano i omówiono konfigurację położenia zbiorników paliwa dla samolotu PW-114 HALE UAV.

10

Wykorzystanie nowej definicji zapasu stabilności do wyznaczania parametrów uproszczonych modeli dynamiki torów wieloinercyjnych

Żuchowski A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika

|

2004

|

z. 27 [220]

257--265

PL

Do pełnego opisu dynamiki torów wielo inercyjnych (np. torów pomiarowych) niezbędne jest określenie współczynnika statycznego wzmocnika k, i wartości wszystkich stałych czasowych. Posłużenie się uproszczonymi modelami Strejca, lub Kupfmullera ogranicza liczbę parametrów do trzech, w tym dwa zastępcze wymagają wyznaczenia. W tym celu zaproponowano wykorzystanie nowej definicji zapasu stabilności.

EN

To describe completely the dynamics of multi-inertia system (e.g. measuring system) one needs evaluations of system static gain and values of all time constants. The simplified Strejc's or Kuphmuller's models are defined by means of three parameters. Among them one has to determine the two "substitute" parameters. It is shown, that identification of these parameters can be done using the proposed, new definition of stability margin.

11

LMI Approach to Stability Analysis of Three-dimensional Systems

Galkowski K., Lin Z., Xu S., Lam J.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2003

|

Vol. 51, nr 4

361-379

EN

An LMI approach to investigating the stability and related problems for linear three-dimensional discrete systems is described. The stability and lower bounds for stability margins are discussed for all principal three-dimensional state-space models. The particular emphasis is put on the robust stability for the uncertain case. A numerical example is presented to illustrate the results developed in the paper.