Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Robust switched controller design for linear continuous-time systems

Ilka A., Veselý P.

Archives of Control Sciences

|

2015

|

Vol. 25, no. 4

401--416

EN

In this paper we study a novel approach to the design of a robust switched controller for continuous-time systems described by a novel robust plant model using quadratic stability and multi parameter dependent quadratic stability approaches. In the proposed design procedure with an output feedback a novel quadratic cost function is proposed which allows to obtain different performance dependence on the working points. Finally a numerical examples are investigated.

2

The use of the Scilab software with a RTAI extension for prototyping a temperature controller of the thermal biomass processing installation

Wiśniewski D., Hałacz J., Wójcik M.

Agricultural Engineering

|

2014

|

Vol. 18, No. 4

241--251

EN

The objective of the paper was to design and test various variants of the thermal biomass processing controllers. The process took place in a batch reactor consisting of a metal chamber into which thermal energy was supplied through a diaphgram with the use of a 2 kW power ceramic band heater. The chamber of the reactor along with the heater was thermally insulated. A classic solution of a PID controller and its variety - a robust PID controller, resistant to the object parameters fluctuations was selected for tests. The Linux Debian system and the SciCosLab environment, consisting of graphic SciCos environment were used for the operation of the stand. The system kernel was modified for operation in real time through a RTAI module (Real Time Application Interface). Analysis of the results shows that, a robust controller ensures better quality, which besides a shorter time of response, behaves better in case of the object parameters fluctuations.

PL

Celem pracy było zaprojektowanie i przetestowanie różnych wariantów sterowników procesu termicznego przetwarzania biomasy. Proces odbywał się w reaktorze wsadowym składającym się z metalowej komory do której poprzez przeponę dostarczana była energia cieplna za pomocą grzałki ceramicznej opaskowej o mocy 2kW. Komora reaktora wraz z opasującą ją grzałką była zaizolowana termicznie. Do testów wybrano klasyczne rozwiązanie regulatora PID oraz jego uodpornioną na zmiany parametrów obiektu odmianę – regulator odporny PID. Do obsługi stanowiska, wykorzystano system Linux Debian oraz środowisko SciCosLab, w którego skład wchodzi środowisko graficzne SciCos. Jądro systemu zostało zmodyfikowane do pracy w czasie rzeczywistym poprzez moduł RTAI (Real Time Application Interface). Analiza wyników wskazuje, iż lepszą jakość regulacji zapewnia regulator odporny, który poza szybszym czasem odpowiedzi, lepiej się zachowuje w przypadku zmian parametrów obiektu.

3

The µ-synthesis and analysis of the robust controller for the active magnetic levitation system

Piłat A., Włodarczyk P.

Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2011

|

T. 15, z. 1

85-98

EN

Paper presents the robust controller design for the Active Magnetic Levitation System (AMLS) using the µ-synthesis method. Non-linear and linear models are given. The system uncertainties are illustrated by the Bode plots of nominal and mass perturbed plant. For the sake of µ-synthesis the weighted functions were designed. the obtained continuous time controller was discretized at the specified sample time value, and executed in the real-time mode. The stabilisation of four objects characterised by variable mass and shape is presented by the experimental data. Finally, the conclusions devoted to the µ-synthesis method and the controller implementation are given.

PL

Praca przedstawia syntezę regulatora odpornego dla systemu aktywnej lewitacji magnetycznej. Jest on projektowany z zastosowaniem µ-syntezy na podstawie modelu liniowego uzwględniającego peturbację masy lewitującego obiektu. W pracy przedstawiono model nieliniowy i liniowy systemu oraz charakterystyki amplitudowo-fazowe przy zmiennej masie obiektu lewitującego. Na podstawie przyjętych postaci funkcji wagowych dokonano syntezy regulatora ciągłego, a następnie jego dyskretyzacji celem uruchomienia w reżimie czasu rzeczywistego. W pracy zaprezentowano wyniki badań eksperymentalnych dla czterech obiektów ferromagnetycznych o różnych masach i kształtach. Wyniki przeprowadzonych badań opatrzono stosownym komentarzem.

4

Projektowanie i analiza odpornych regulatorów urządzeń FACTS w systemie elektroenergetycznym

Robak S.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektryka

|

2007

|

z. 136

3-160

PL

W rozprawie przedstawiono zastosowanie twierdzenia Charitonowa oraz uogólnionego twierdzenia Charitonowa do projektowania regulatora odpornego o stałych parametrach wybranych urządzeń, zaliczanych do elastycznych systemów przesyłu prądu zmiennego (FACTS). Prezentowany opis teoretyczny oraz wykonane badania dotyczą urządzeń: bocznikowych STATCOM oraz SVC, a także szeregowego TCPS. We wprowadzeniu do problemu zmienności systemu elektroenergetycznego wskazano główne źródła niepewności w analizie stabilności systemu elektroenergetycznego, które powodują, że stosowane regulatory stabilizujące powinny się charakteryzować odpornością. Sformułowano zadanie projektowania regulatora odpornego. Przedstawiono sposób modelowania niepewności systemu elektroenergetycznego z wykorzystaniem wielomianów przedziałowych. Zaprezentowano sposób wyznaczenia parametrów niepewnego modelu na podstawie przyjętego, reprezentatywnego zbioru stanów pracy układu. Zadanie syntezy regulatora odpornego, w przypadku ogólnym dotyczące regulatora o wielu wejściach i jednym wyjściu, rozbito na dwa podzadania. Pierwsze podzadanie polegało na wyznaczeniu obszaru rozwiązań dopuszczalnych, drugie - na dokonaniu wyboru bądź optymalizacji parametrów regulatora spośród rozwiązań zadania pierwszego. Na potrzeby rozwiązania podzadania pierwszego, w przypadku regulatora jednowejścio-wego pierwszego rządu, sformułowano oraz omówiono analityczny sposób wyznaczenia obszaru rozwiązań w przestrzeni parametrów regulatora oparty na metodzie D-kompozycji. Następnie przedstawiono jego rozszerzenie na przypadek regulatora wyższego rzędu. W celu optymalizacji parametrów regulatora sformułowano wskaźnik jakości, uwzględniający wpływ projektowanego regulatora na tłumienie kołysań elektromechanicznych oraz na jakość regulacji wybranych wielkości występujących w układzie. Opracowano zwarty opis modelu systemu elektroenergetycznego, w którym w dowolnym węźle, bądź gałęzi, zainstalowano urządzenie FACTS. W sposób szczegółowy omówiono modelowanie sieci przesyłowej. Zaprezentowano zależności pozwalające na przedstawienie elementów macierzy admitancyjnej transferowej jako funkcji zmiennych sterujących, pochodzących od urządzeń FACTS. Na podstawie danych dotyczących głównie Krajowego Systemu Elektroenergetycznego scharakteryzowano istotne, z punktu widzenia projektowania regulatora odpornego, źródła niepewności systemu elektroenergetycznego. Przedstawiono sposób uwzględniania poszczególnych źródeł niepewności w procesie analizy systemów elektroenergetycznych, Przedstawiono oryginalne wyniki badania stabilności lokalnej niepewnego systemu elektroenergetycznego dla różnych wariantów stanów pracy układu, zarówno w przypadku układu typu generator-sieć sztywna, jak i układu wielomaszynowego. Zaprezentowano wyniki syntezy regulatorów odpornych. W przypadku układu typu generator-sieć sztywna, omówiono wpływ wyboru sygnału wejściowego regulatora oraz zakresu zmienności stanów pracy układu na obszar rozwiązań dopuszczalnych Przedstawiono ocenę właściwości zaprojektowanych regulatorów opracowaną na podstawie badań z. wykorzystaniem modelu liniowego oraz nieliniowego systemu elektroenergetycznego,

EN

The incessant variability of power system parameters and operation conditions as a result of permanent changes of load balance cause a power system to be regarded as an uncertain system. In case ol such systems, robust control is required. The dissertation deals with the problem of FACTS device robust controller design using Kharitonov's theorem. The applied approach makes the design of a low order controller with constant parameters possible. The elaborated theory and related analysis have been performed for two FACTS devices: shunt device STATCOM and serial device TCPS. The problem of permanent changes ol load balance and operation states in the power system, as well as the main sources of uncertainty are indicated in the introduction to the dissertation. The presented issues led to the conclusion that stabilizing controllers should be robust in order to achieve the desired performance and stability of the power system. The task of controller design is formulated at the beginning of the main part of the dissertation. Interval polynomials have been used for the uncertainty model elaboration. A method of determination of the uncertain model parameters based on an appropriate representative set ol power system operating states has been proposed. The task synthesis of a Multiple Input Single Output (MISO) robust controller is divided into two subtasks: the first one is the determination of the area of acceptable solutions. The second subtask consists in selecting or optimising (he controller parameters among the obtained solutions of the first subtask. In the case of a 1st order controller, an analytical solution of the problem of area determination arising from the first task has been elaborated on and presented. This solution has been determined on the basis of the D-decomposition method. An extension of this method to higher order controllers is presented in a further part. A performance index has been introduced in order to optimize controller parameters. The influence of such factors as damping of electromechanical oscillations and control quality on the controller behaviour has been taken into account in formulating the performance index. A compact description of the power system model in which a FACTS device has been installed at any node or branch is included in the dissertation. Moreover, a detailed model of transmission network is presented. The derived admittance matrix transfer contains elements that are functions of FACTS controllers variables. Sources of uncertainty, essential from the point of view of robust controller design, have been based on the Polish National Power System data. The way of consideration of different uncertainty sources in the power system analysis is then presented. Original results of the steady-state stability analysis of an uncertain power system for different operating states are presented. The analysis has been performed for both the generator-infinite bus model and the multi-machine power system one. Results of robust controller synthesis are presented at the end of the dissertation. In case of the generator-infinite bus model, the influence of the choice of controller input signal and the range of power system operating states on the area of acceptable solutions are presented. Finally, an evaluation of the designed controllers based on the analysis of the linear and non-linear model of a power system is also provided.

5

A robust controller design method and stability analysis of an underactuated underwater vehicle

Chin C. S., Lau M. W. S., Low E., Seet G. G. L.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2006

|

Vol. 16, no 3

345-356

EN

The problem of designing a stabilizing feedback controller for an underactuated system is a challenging one since a nonlinear system is not stabilizable by a smooth static state feedback law. A necessary condition for the asymptotical stabilization of an underactuated vehicle to a single equilibrium is that its gravitational field has nonzero elements corresponding to unactuated dynamics. However, global asymptotical stability (GAS) cannot be guaranteed. In this paper, a robust proportional-integralderivative (PID) controller on actuated dynamics is proposed and unactuated dynamics are shown to be global exponentially bounded by the Sordalen lemma. This gives a necessary and sufficient condition to guarantee the global asymptotic stability (GAS) of the URV system. The proposed method is first adopted on a remotely-operated vehicle RRC ROV II designed by the Robotic Research Centre in the Nanyang Technological University (NTU). Through the simulation using the ROV Design and Analysis toolbox (RDA) written at the NTU in the MATLAB/SIMULINK environment, the RRC ROV II is robust against parameter perturbations.