PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 10

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available Robust LQR and LQI control with actuator failure of a 2DOF unmanned bicycle robot stabilized by an inertial wheel
Owczarkowski A., Horla D.
International Journal of Applied Mathematics and Computer Science
|
2016
|
Vol. 26, no. 2
325--334
EN
Essential ingredients for robust control are the ability to cope with different types of system behavior following modeling imperfections and the ability to assure a certain performance level. In this paper, we propose to use an actuator fault-tolerant control law to govern, during experiments, the stabilization of a bicycle robot with an inertial wheel in order to take into account unmodeled uncertainty introduced by using a linearized model in an LQR fashion. Our proposal is illustrated by signal plots and the values of performance indices obtained from a set of experiments.
2
Content available Mathematical Modeling of the Bicycle Robot with the Reaction Wheel
Owczarkowski A., Kozierski P., Lis M.
Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems
|
2015
|
Vol. 9, No. 3
3--8
EN
The article presents the influence of the reaction wheels on the stability of the bicycle robot. The precise mathematical model is presented. The robot is treated as an inverted pendulum with rigid body physical nature. The mathematical analysis can be useful to develop con- trol techniques, to make many computer simulations, to check how the system will behave in reality.
3
Content available Particle filter in power system state estimation – bad measurement data and branch disconnection
Kozierski P., Lis M., Owczarkowski A., Horla D.
Archives of Electrical Engineering
|
2015
|
Vol. 64, nr 2
237--248
EN
An approach to power system state estimation using a particle filter has been proposed in the paper. Two problems have been taken into account during research, namely bad measurements data and a network structure modification with rapid changes of the state variables. For each case the modification of the algorithm has been proposed. It has also been observed that anti-zero bias modification has a very positive influence on the obtained results (few orders of magnitude, in comparison to the standard particle filter), and additional calculations are quite symbolic. In the second problem, used modification also improved estimation quality of the state variables. The obtained results have been compared to the extended Kalman filter method.
4
Content available Sterowanie nieliniowe backstepping wahadła odwróconego z napędem inercyjnym
Owczarkowski A., Bachman P., Gośliński J., Owczarek P., Regulski R.
Prace Instytutu Elektrotechniki
|
2014
|
Z. 264
51-63
PL
W artykule przedstawiono działanie nieliniowego algorytmu sterowania backstepping użytego do stabilizacji wahadła odwróconego IWP (Inertia Wheel Pendulum). Analizowanym obiektem jest konstrukcja umocowana na dwóch kołach i posiadająca silnik napędzający koło zamachowe. To czyni z niej nieliniowy układ o dwóch stopniach swobody (kąt odchylenia od pionu i kąt obrotu koła) i jednym wymuszeniu (moment siły na wale silnika). Jako punkt pracy obrano niestabilną pozycję pionową. W oparciu o teorię stabilności Lapunowa, analitycznie wyznaczono prawo sterowania. Dla porównania wyznaczono również sterowanie liniowo-kwadratowe LQR (Linear Quadratic Regulator). Wykonano testy symulacyjne obu algorytmów wykazując, że w wielu sytuacjach sterowanie backstepping pozwala uzyskać lepsze rezultaty niż sterowanie LQR.
EN
This article describes the non-linear backstepping control algorithm used to stabilize the inverted pendulum IWP (Inertia Wheel Pendulum). The analysed object is a construction mounted on two wheels with an electric motor accelerating the flywheel. This is the non-linear system with two degrees of freedom (the angle of inclination and rotation of the wheel) and one actuator (torque on the motor shaft). The vertical position is the unstable operating point. The Lyapunov stability theory allowed to formulate the control law analyticity. The result is compared with the linear-quadratic control LQR (Linear Quadratic Regulator). The simulation tests showed differences of both algorithms and benefits of using backstepping.
5
Optimization of neural network for current converter control
Lis M., Kozierski P., Krystkowiak M., Owczarkowski A.
Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
|
2014
|
Vol. 55, nr 10
51-53
EN
Article presents current control in power converter using neural network. The task is to track reference signal with possible smallest error. Effort has been done to optimize structure and parameters of the neural network. Optimization uses Genetic Algorithm method, and is based on multiple simulation of prepared model in order to achieve assumed task. Power converter consists of 4 MOSFET keys (1-phase), LC filter and induction load. Bipolar PWM signal generation were examined. Response of the object to neural control with few reference signals has been checked.
PL
W pracy zostało zaproponowanie sterowanie prądem przekształtnika energoelektronicznego za pomocą sieci neuronowej. Zadaniem układu jest nadążanie za sygnałem referencyjnym z jak najmniejszym możliwym błędem. Wykorzystując Algorytm Genetyczny, dokonano optymalizacji parametrów sieci oraz jej struktury. Przekształtnik składa się z 4 tranzystorów typu MOSFET (układ jednofazowy), filtru LC oraz obciążenia prawie czysto indukcyjnego. Rozpatrzono bipolarną metodę generacji sygnału PWM. Na zakończenie sprawdzono, jak wygląda odpowiedź układu na różne kształty sygnału referencyjnego.
6
Content available Wizyjny system bezpieczeństwa obszaru roboczego manipulatora elektrohydraulicznego
Bachman P., Goślinski J., Owczarek P., Owczarkowski A., Regulski R.
Prace Instytutu Elektrotechniki
|
2013
|
Z. 263
11--17
PL
Ze względu na szybkość przetwarzania oraz wysoką rozdzielczość obrazu, systemy wizyjne są obecnie powszechnie wykorzystywane do kontroli jakości produktów oraz obrabianych materiałów. W artykule zaproponowano implementację systemu wizyjnego do detekcji i wykrywania dłoni człowieka, pojawiających się w obszarze roboczym manipulatora. Celem zaprezentowanych prac jest przebadanie algorytmu opartego o metodę śledzenia binarnych obiektów (ang. blobs), pozwalającego na zatrzymanie pracy manipulatora po wykryciu ręki człowieka w jego polu roboczym. Utworzona aplikacja została oparta o bibliotekę OPEN CV i zaimplementowana w języku C++. Zaletą przedstawionego rozwiązania jest niski koszt jego wykonania, ze względu na użycie kamery internetowej. Przeprowadzone badania potwierdzają, że zaprezentowany system może poprawić bezpieczeństwo człowieka, pracującego w przestrzeni roboczej manipulatora.
EN
Vision systems are now widely used to control the quality of products and processed materials due to processing speed and high resolution of the processed image. In this paper the authors have proposed the implementation of a vision system for the detection and the detection of appearing human hand in the working area of the manipulator. The main aim of the research is to test the application and algorithms for detection of human hands on the working area of the manipulator. The Authors have proposed algorithms based on the method of tracking blobs combined with filtration of skin in the capture image. App created was based on OPEN CV library implementation in C++. This paper presents the use of a low-cost solution based on the webcam to improve the safety of human life in collaboration with the machine. The results confirm that it is possible to use the vision system to ensure the safety of the man in the working area of the manipulator.
7
Content available Bezśladowy filtr Kalmana w aplikacji estymatora parametrów modelu matematycznego serwonapędu hydraulicznego
Gośliński J., Owczarkowski A., Owczarek P., Rybarczyk D.
Pomiary Automatyka Kontrola
|
2013
|
R. 59, nr 10
1012--1015
PL
W pracy opisano metodę estymacji parametrów modelu matematycznego serwonapędu hydraulicznego. Metoda ta bazuje na transformacji bezśladowej oraz na filtrze Kalmana. W wyniku wykorzystania aparatu obliczeniowego pochodzącego z Bezśladowego Filtru Kalmana (UKF – Unscented Kalman Filter) stworzono identyfikator parametrów modelu matematycznego. Model serwonapędu hydraulicznego wraz z elementem wykonawczym posiada nieliniową strukturę, niepozwalającą na transformację do znanych struktur algorytmów estymacji opartych o modele NARX (Nonlinear ARX) [5]. Ze względu na powyższy problem wykorzystano estymator bezpośredni tj. pozwalający na estymację współczynników równania nieliniowego. W artykule opisano estymator, strukturę modelu oraz przebieg eksperymentu. W wyniku przeprowadzonych badań potwierdzono słuszność użycia metody UKF w przypadku estymacji parametrów modelu matematycznego serwonapędu hydraulicznego.
EN
In this paper a method for mathematical model parameter estimation is presented. The algorithm is based on the Unscented Transformation and the Kalman Filter. The model to be identified describes an electro-hydraulic servodrive. It has nonlinear structure, with a square-root input characteristic. The structure does not allow to be identified by well-known methods, used for the standard NARX model (Nonlinear ARX) [5]. The above mentioned problem resulted in choosing a direct estimator i.e. the one, which allows performing estimation of raw mathematical model parameters. In this paper the estimator, a model structure and an experiment are described. The authors present the algorithm of the Unscented Transformation. The major advantage of the Square -Root Unscented Klaman Filter over the standard Unscented Kalman Filter is also emphasized. Finally, the process of the model parameter identification and the promising results are presented. As the outcome, the UKF has proved its abilities to perform proper and satisfying estimation of mathematical model parameters of the electro-hydraulic servodrive.
8
Content available Badanie i porównanie algorytmów LQR i backstepping do sterowania wahadła odwróconego z napędem inercyjnym
Owczarkowski A., Gośliński J., Owczarek P., Rybarczyk D.
Pomiary Automatyka Kontrola
|
2013
|
R. 59, nr 10
1016--1019
PL
W artykule przedstawiono rezultaty działania sterowania liniowo-kwadratowego LQR (ang. Linear Quadratic Regulator) i nieliniowego backstepping na realnym obiekcie. Obiektem sterowania jest wahadło odwrócone z napędem inercyjnym (IWP - ang. Inertia Wheel Pendulum). Posiada ono dwa stopnie swobody: kąt odchylenia od pionu oraz kąt obrotu koła zamachowego. Wirującą masę napędza wysokomomentowy silnik umieszczony wewnątrz konstrukcji. Obiekt posiada mniej wymuszeń (jedno) niż stopni swobody (dwa) i dlatego nazywany jest underactuated. Celem układu regulacji jest utrzymywanie urządzenia w pozycji pionowej stanowiącej punkt równowagi. Zastosowano sterowanie nieliniowe backstepping. Kąt obrotu koła zamachowego mierzony jest przez enkoder inkrementalny. Do pomiaru poziomu odchylenia od pionu zastosowano jednostkę IMU (ang. Inertial Measurement Unit) zawierającą akcelerometr i żyroskop. Chcąc stworzyć efektywnie działającą fuzję sensoryczną, zastosowano filtrację Kalmana. Dzięki temu możliwe jest ustalenie odpowiedniego stopnia zaufania odpowiednim potokom pomiarowym i odfiltrowanie szkodliwych zakłóceń. Wykonano testy na obiekcie rzeczywistym i udowodniono poprawność działania zastosowanych algorytmów.
EN
This paper presents the results and comparison of linear quadratic control LQR and nonlinear backstepping on a real device. This device is the inverted pendulum driven by an accelerating inertia – inertia wheel pendulum. It has two degrees of freedom: the angle of inclination and the angle of rotation of the flywheel and one actuator – a high torque DC electric engine. Thus it is called underactuated. The purpose of the control system is to maintain the device in a vertical position which is the unstable equilibrium point. The angle of rotation of the flywheel is measured by an incremental encoder. To measure the angle from the vertical position, there was used the IMU (Inertial Measurement Unit) containing an accelerometer and a gyroscope. In order to create an effectively functioning sensory fusion, Kalman filtering was used. This made it possible to determine the appropriate level of trust for sensors and to filter out harmful noise. The correct effect of the used algorithms is presented.
9
Content available Rozszerzony filtr Kalmana jako estymator stanu w układzie wahadła odwróconego z napędem inercyjnym
Gośliński J., Owczarkowski A.
Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
|
2013
|
nr 2
45--48
PL
W pracy przedstawione jest wyprowadzenie pełnego obserwatora wektora stanu dla wahadła odwróconego z napędem inercyjny. Wahadło odwrócone z napędem inercyjnym stanowi mechanizm nieliniowy który posiada więcej stopni swobody niż wymuszeń. W celu poprawnego sterownia postuluje się o znajomość wszystkich zmiennych stanu. W pracy przedstawiony został model wahadła. Następnie autorzy dokonali dyskretyzacji modelu oraz zapisu modelu do postaci macierzowej, ostatecznie przedstawiony został obserwator bazujący na wyprowadzonym modelu oraz wyniki jego działania.
EN
This paper presents derivation of the full state observer for an inverted, inertia wheel pendulum (IWP). This is a non-linear, underactuated mechanical system and therefore it has more degrees of freedom than control variables. In order to control this mechanical system properly, knowledge of all state variables is needed. In this paper, authors presented IWP’s model, which was later written in matrix form. Finally, based on the model, full state observer was derived. In the end its results were shown.
10
Content available Stabilizacja wahadła odwróconego z napędem inercyjnym przy pomocy regulatora LQR
Owczarkowski A., Gośliński J.
Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
|
2012
|
nr 4a
7-10
PL
Niniejszy artykuł opisuje metodę stabilizacji obiektu zwanego wahadłem odwróconym z napędem inercyjnym IWP (ang. Interia Wheel Pendulum). Jest to nieliniowy układ mechaniczny w postaci wahadła odwróconego składającego się z masztu i kola zamachowego umieszczonego na szczycie napędzanego silnikiem prądu stałego. Autorzy zaproponowali stabilizację przy pomocy regulacji LQR, która do funkcjonowania wymaga linearyzacji i dyskretyzacji równań matematycznych obiektu. Wykonano działania symulacyjno-eksperymentalne potwierdzające poprawność działania proponowanej metody.
EN
Work is about stabilizing the inverted pendulum object called IWP (Inertia Wheel Pendulum). It is a non-linear mechanical system in the form of an inverted pendulum containing a flywheel mounted on top accelerated by DC motor. The authors suggested stabilization by LQR control, which requires the linearization and discretization of the mathematical equations of the object. Simulation and experiment have confirmed proper operation of the proposed method.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.