Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2021 - zeszyt 6

Nonlinear predictive control for trajectory tracking of underactuated mechanical systems

10.15199/48.2021.06.05

nr katalogowy: 132278
10.15199/48.2021.06.05

Streszczenie

The objective of this article is to present an automatic demonstrator of underactuated mechanical systems. It is the inertia wheel inverted pendulum, which has two degrees of freedom and a single actuator. Nonlinear predictive control is applied to the underactuated system allowing dynamic control for optimal tracking of periodic reference trajectories. The simulation results show the performance and efficiency of the proposed control.

Abstract

Celem tego artykułu jest przedstawienie automatycznego demonstratora niedostatecznie uruchomionych układów mechanicznych. Jest to odwrócone wahadło stabilizowane kołem zamachowym, które ma dwa stopnie swobody i jeden siłownik. Nieliniowe sterowanie predykcyjne jest stosowane do niedostatecznie uruchomionego systemu, umożliwiając dynamiczne sterowanie w celu optymalnego śledzenia okresowych trajektorii odniesienia. Wyniki symulacji pokazują wydajność i skuteczność proponowanego sterowania. (Nieliniowe predykcyjne sterowanie demonstratora niedostatecznie uruchomionych układów mechanicznych

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Joanna BIJAK, Tomasz TRAWIŃSKI, Marcin SZCZYGIEŁ, Power Buoy represented by the kinematic chain of a robot, Przegląd Elektrotechniczny, 96 (2020), nr 4, 73-77.
[2] IBARI J. ,BENCHIKH L., BOUZGOU K., Reda Hanifi Elhachemi, Zoubir Ahmed-Foitih, Backstepping controller with force estimator applied for mobile robot, Przegląd Elektrotechniczny, 95 (2019), nr 10, 18-21.
[3] Saidi I., N. Touati, Dhahri A., Soudani D., A comparative study on existing and new methods to design internal model controllers for non-square systems, Transactions of the Institute of Measurement and Control, 41 (2019),No.13, 3637- 3650.
[4] Spong M.. Underactuated mechanical systems. Control Problems in Robotics and Automation, 230(1998), 135– 150,1998.
[5] Reyhanoglu M., Ludvigsen S., Egeland O., Discontinuous feedback control of a special class of underactuated mechanical systems, International Journal Robust and Nonlinear Control, 10(2000), No.4, 265–282.
[6] Fantoni I., Lozano R., Non-linear control for underactuated mechanical systems, Springer-Verlag, New York, USA, 2001.
[7] Khalil H., Nonlinear Systems, Prentice Hall, Upper Saddle River, Second Edition, 1996.
[8] Coverstone-Carroll V., Lee K., Control algorithms for stabilizing underactuated robots, Journal of Robotic Systems, 5 (1998), No.12, 681-697.
[9] Andary S., Chemori A., Krut S., Stable limit cycle generation for underactuated mechanical systems, application: Inertia wheel inverted pendulum. In IEEE/RSJ International Conference on Intelligent RObots and Systems, Nice, France, 2008.
[10] Saber O.. Global stabilization of a flat underactuated system: the inertia wheel pendulum, In Proceedings of the 40th IEEE International conference on Decision and Control, Orlando, USA. December 2001.
[11] Yuriy Romasevych., Viatcheslav Loveikin., Sergii Usenko., Picontroller tuning optimization via PSO-based technique, Przegląd Elektrotechniczny 95 (2019), nr.7, 33-37
[12] Michał ŁASKAWSKI, Metoda doboru nastaw regulatorów PI oraz PID dla modelu inercyjnego wyższego rzędu z opóźnieniem, Przegląd Elektrotechniczny, 92 (2016), nr 3, 84- 86.
[13] Manai N.H., Saidi I.,Soudani D., Predictive control of an underactuated System, Proceedings of the 2nd International Conference on Advanced Systems and electric Technologie, pp. 90 -95, Hammamet, Tunisia. Mars 2019,
[14] Salhi, H., Bouani, F., Nonlinear Parameters and State Estimation for Adaptive Nonlinear MPC Design, Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, 138 (2016), No.4, 2369-2377.
[15] Touati N., Saidi I., Dhahri A., Soudani D., Internal multimodel control for nonlinear overactuated systems, Arabian Journal for Science and Engineering, 44 (2019), No.3, 1-12.
[16] Spong M., Vidyasagar M., Robot Dynamics and Control. John Wiley and Sons, New York, USA, 1989.
[17] Andary S., A. Chemori A., Benoit M., J. Sallantin, A dual model-free control of underactuated mechanical systems, application to the inertia wheel inverted pendulum, In American Control Conference, Montreal, Canada, June 2012.
[18] Sinha N.K., Zhou Q., Discrete time approximation of multivariable continuous time system,” IEEE Proceedings, IFAC, Theory and Appl. of Digital Control, New Delhi, 1983.
[19] Che Mid E., Dua V., Parameter estimation using multiparametric programming for implicit Euler’s method based discretization. Chemical Engineering Research and Design, 142(2019), 62–77.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2021-6 , nr katalogowy 132278 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2021-6 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2021-6

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma