In scanning tunneling microscopy, the piezoelectric actuator is popuilarly used in stacked type as it can provide remarkable positioning resolution and stiffness. The actuator, however, exhibits a considerable amount of hystereic nonlinearity, resulting in losses of overall measuring accuracy when a linear model is used for its control and calibration, In this study, a nonlinear model is proposed for predicting the precise relationship between the input connand voltage and the output displacement of the actuator itself, cross-coupled electrical behaviours of the driving circuit with the actuator, and mechanical characteristics of the driven components of the actuator. Finally experimental results prove that the nonlinear model enhances the measuring of scanning tunneling microscopy by an order ten in comparison with a conventional linear model.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
/
제5권2호
/
pp.169-174
/
2005
A neural networks (NN) saturation compensation scheme for DC motor systems is presented. The scheme that leads to stability, command following and disturbance rejection is rigorously proved. On-line weights tuning law, the overall closed loop performance and the boundness of the NN weights are derived and guaranteed based on Lyapunov approach. The simulation and experimental results show that the proposed scheme effectively compensate for saturation nonlinearity in the presence of system uncertainty.
International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
/
제8권2호
/
pp.9-13
/
2007
We describe how to control a piezoelectric actuator using the open-loop method for point-to-point positioning. Since piezoelectric actuators have nonlinear characteristics due to hysteresis and creep between the input voltage and the resulting displacement, a special method is required to eliminate this nonlinearity for an open-loop drive. We have introduced open-loop driving methods for piezoelectric actuators in the past, which required a large input voltage and an initializing motion sequence to reset the state of the actuator before each movement. In this paper, we propose a new driving method that uses the initializing state. This method also utilizes the overshoot from both the upward and downward stepwise drives. Applying this method., we obtained precise point-to-point positioning without the influence of hysteresis and creep.
Accurate actuator tracking plays an important role in real-time hybrid simulation (RTHS) to ensure accurate and reliable experimental results. Frequency-domain evaluation index (FEI) interprets actuator tracking into amplitude and phase errors thus providing a promising tool for quantitative assessment of real-time hybrid simulation results. Previous applications of FEI successfully evaluated actuator tracking over the entire duration of the tests. In this study, FEI with moving window technique is explored to provide post-experiment localized actuator tracking assessment. Both moving window with and without overlap are investigated through computational simulations. The challenge is discussed for Fourier Transform to satisfy both time domain and frequency resolution for selected length of moving window. The required data window length for accuracy is shown to depend on the natural frequency and structural nonlinearity as well as the ground motion input for both moving windows with and without overlap. Moving window without overlap shows better computational efficiency and has potential for future online evaluation. Moving window with overlap however requires much more computational efforts and is more suitable for post-experiment evaluation. Existing RTHS data from Network Earthquake Engineering Simulation (NEES) is utilized to further demonstrate the effectiveness of the proposed approaches. It is demonstrated that with proper window size, FEI with moving window techniques enable accurate localized evaluation of actuator tracking for real-time hybrid simulation.
There are significant nonlinearities and uncertainties in hard disk drive actuators. In particular, pivot bearing nonlinearity and repeatable run-out make track-following control difficult as track density increases. In this paper, we design a robust track-following controller using a robust deterministic control scheme in which the pivot bearing nonlinearity and repeatable run-out are considered as uncertainties. Simulation study is conducted to evaluate the control performance of the proposed control scheme.
In the practical control systems, the dynamic range of actuatiors is limited(or saturated) when actuators are driven by sufficiently large signals. This gives rise to a nonlinearity as a result of actuator saturation. For example, the upper limit is imposed on productive capability by available factory space and capital equipment. Other examples of those kinds of actuator saturations are a maximum torque of the actua- ting motors and a throttle position in an aircraft speed control A saturating actuator may lead not only to a large overshoot during start-up and shut-down, but also to deterioration of the performance due to the uncertainties. That is, the speed of response is decreased and, possibly, the system output may not follow the lalrge reference inputs. The large-overshoot may be accompanied by rest wind-up(or called by integra- tor wind-up) which comes from controllers with integral action in saturation operation regions. Eventually, as the overshoot increases, the system has a limit cycle or becomes oscillatorily unstable. Due to these cir- cumstances, many studies are focused on the stability and robustness of the nonlinear systems with satu- rating actuator in the time-domain as well as in the frequency-domain.
When a robot is to have contact with its enviornment, such as a medi-care robot, it would be advantageous for the robot to have a high compliance. For this reason, a robot having not only a flexible link but also an actuator with compliance, is desirable. This paper is concerned with the position and vibration control of 1 degree of freedom flexible robot using a pneumatic artificial muscle actuator. The dynamics of the manipulator assumed to be and Euler-Bernoulli beam are derived on the basis of the linear mathematical modle. Although this pneumatic artifical muscle actuator has many merits for the compliance robot, it is difficult to make an effective control scheme of this system because of ths nonlinearity and uncertainty on the dynamics of the actuator. By designing a controller using .mu.-synthesis, robust performance against measurement noise, various modeling uncertainties on the dynamics of the servo valve, actuator and mainpulator, is achieved. The effectiveness of the proposed control method is illustrated through simulations and experiments.
The present paper addresses the nonlinear response of a FG square plate with two smart layers as a sensor and actuator under pressure. Geometric nonlinearity was considered in the strain-displacement relation based on the Von-Karman assumption. All the mechanical and electrical properties except Poisson's ratio can vary continuously along the thickness of the plate based on a power function. Electric potential was assumed as a quadratic function along the thickness direction and trigonometric function along the planar coordinate. By evaluating the mechanical and electrical energy, the total energy equation can be minimized with respect to amplitude of displacements and electrical potential. The effect of non homogenous index was investigated on the responses of the system. Obtained results indicate that with increasing the non homogenous index, the displacements and electric potential tend to an asymptotic value. Displacements and electric potential can be presented in terms of planar coordinate system. A linear analysis was employed and then the achieved results are compared with those results that are obtained using the nonlinear analysis. The effect of the geometric nonlinearity is investigated by using the comparison between the linear and nonlinear results. Displacement-load and potential-load curves verified the necessity of a nonlinear analysis rather than a linear analysis. Improvement of the previous results (by the linear analysis) through employing a nonlinear analysis can be presented as novelty of this study.
This paper describes a new robust control algorithm which can be used to enhance the positioning performance of an ultra-precision positioning system. The working table is supported by flexure hinges and moved by a piezoelectric actuator, whose position is measured by an ultra-precise linear encoder. The system dynamics is very complicated because the movement of the table is governed by both the mechanical characteristics and those of the PZT actuator. So that, the dynamics of the stage was modeled roughly in this paper, and the overall system was formularized to solve the small gain problem. A series of experiments was conducted in order to verify the usefulness of the proposed algorithm. From the experimental results, the positioning performance such as the accuracy, the rise time and the hysteresis nonlinearity were greatly improved.
A pneumatic artificial muscle type of actuator, which acts similar to human muscle, is developed recently. In this paper, an adaptive controller is presented for the trajectory tracking problem of a two-degree- of-freedom manipulator using two pairs of pneumatic artificial muscle actuators. Due to the nonlinearity and the uncertainty on the dynamics of the actuator, it is difficult to make the effective control schemes of this system. By the adaptive control law which inclueds a nonlinear "feedforward" term compensating paramet- ric uncertainties in addition to P.I.D. scheme, both golbal stability of the system and convergence of the tracking error are guaranted. The effectiveness of the proposed control method for the manipulator using this actuator is illustrated through experiments.periments.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.