Narrow commuter vehicles can address many congestion, parking and pollution issues associated with urban transportation. In making narrow vehicles safe, comfortable and acceptable to the public, active tilt control systems are likely to playa crucial role. This paper focuses on the development of an active direct tilt control system for a narrow vehicle that utilizes an actuator in the vehicle suspension. A simple PD controller can stabilize the tilt dynamics of the vehicle to any desired tilt angle. However, the challenges in the tilt control system design arise in determining the desired lean angle in real-time and in minimizing tilt actuator torque requirements. Minimizing torque requirements requires the tilting and turning of the vehicle to be synchronized as closely as possible. This paper explores two different control design approaches to meet these challenges. A Receding Horizon Controller (RHC) is first developed so as to systematically incorporate preview on road curvature and synchronize tilting with driver initiated turning. Second, a nonlinear control system that utilizes feedback linearization is developed and found to be effective in reducing torque. A close analysis of the complex feedback linearization controller provides insight into which terms are important for reducing actuator effort. This is used to reduce controller complexity and obtain a simple nonlinear controller that provides good performance.
대부분의 경우, 비선형 최적 제어 문제는 헤밀톤-야코비 방정식(Hamilton-Jacobi equations)을 풀어야하는데, HJEs는 해석적으로 답을 구하기가 매우 어렵다. 그래서 이러한 어려움은 비선형 시스템에 피드백 선형화를 적용하여, 선형화된 시스템을 얻고, 선형화된 선형 시스템에 대한 최적 제어 문제를 고려하게 되었다. 본 논문에서는 간단한 비선형 시스템의 예에 최적 제어 설계 기법과 피드백 선형화 제어기, 선형 제어기를 적용하여, 최적 성능을 평가함으로서, 피드백 선형화 최적 제어가 적용되는 비선형 시스템의 조건을 제시한다.
This paper addresses a feedback linearization control problem for the nonlinear dynamics of an underwater glider system. We consider the buoyancy and moment as control inputs, which come from the mass variation and elevator control, respectively. Moment-to-force coupling increases the nonlinearities, which make the controller design difficult. By using a feedback linearization technique, we convert the nonlinear underwater glider to an equivalent linear model and design a linear controller. The controller for the equivalent converted linear system is designed using sufficient conditions in terms of linear matrix inequalities. Then, the control input of the nonlinear model of an underwater glider is formulated from the linear control input. An experimental examination is implemented to verify the effectiveness of the proposed technique.
In this paper, the synchronous generator model which is derived from the swing equation and the Park's equation is transformed to an adequate form for feedback linearization. And the single controller is designed in order to play the role of both PSS and AVR. The result of the simulations shows that the stability of the system is guaranteed in the wide range of operating points.
This paper proposes design of LFT-based fuzzy controllers for model-following, which are better than the previous input-output linearization controllers, which are not able to follow the model system states and which do not guarantee the stability of all states. The method proposed in this paper provides a LFT-based Takagi-Sugeno(T-S) fuzzy controller with guaranteed stability and model-following via the following steps: First, using LFT(Linear Fractional Transformation) and T-S fuzzy model, controllers, are obtained. Next, error dynamics are obtained for model-following, and errors go to 0(zero). Finally, a T-s fuzzy controller that can stabilizxe the system with the requirement on the control input satisfied is obtained by solving the LMIs with the MATLAB LMI Control Toolbox and a model-following controller is obtained. Simulations are performed for the LFT-based T-S fuzzy controller designed by the proposed method, which show better performance than the results of input-out ut linearization controller.
Lee, Dasol;Lee, Hanseob;Lee, Jaehyun;Shim, David Hyunchul
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제18권4호
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pp.740-756
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2017
This paper proposes a feedback-linearization-based control algorithm for multirotor unmanned aerial vehicles (UAVs). The feedback linearization scheme is highly efficient for considering nonlinearity between the rotational and translational motion of multirotor UAVs. We also propose a dynamic equation that reflects the aerodynamic effects of the vehicles; the equation's parameters can be determined through curve fitting using actual flight data. We derive the feedback linearization controller from the proposed dynamic equation, and propose a Luenberger observer to attenuate measurement noises. The proposed algorithm is implemented using our in-house flight control computer, and we describe its implementation in detail. To investigate the performance of the proposed algorithm, we carry out two flight scenarios: the first scenario, an autonomous landing on a moving platform, is a test of maneuverability; the second, picking up and replacing an object, test the algorithm's accuracy. In these scenarios, the proposed algorithm precisely controls multirotor UAVs, and we confirm that it can be successfully applied to real flight environments.
Park, Young-Hwan;Park, Jang-Hyun;Yoon, Tae-Woong;Park, Gwi-Tae
한국지능시스템학회:학술대회논문집
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한국퍼지및지능시스템학회 1998년도 The Third Asian Fuzzy Systems Symposium
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pp.432-437
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1998
Power systems have uncertain dynamics due to a variety of effects such as lightning, severe storms and equipment failures. The variation of the effective reactance of a transmission line due to a fault is an example of uncertainty in power system dynamics. Hence, a robust controller to cope with these uncertainties is needed. Recently fuzzy controllers have become quite popular for robust control due to its capability of dealing with unstructured uncertainty. Thus in this paper we design an adaptive fuzzy controller using an input-output linearization approach for the transient stabilization and voltage regulation of a power system under a sudden fault. Simulation results show that satisfactory performance is achieved by the proposed controller.
In this paper, we study design of a ILQ(Inverse Linear Quadratic optimal control) looper control system for hot strip mills. The looper which is placed between stands plays an important role in controlling strip width by regulating strip tension variation generated from the velocity difference of main work rolls. A Looper servo controller is designed by ILQ control theory which is an inverse problem of LQ(Linear Quadratic optimal control) control. The mathematical model for looper system is obtained by Taylor´s linearization of nonlinear differential equations. Then we designed linear controller for linearization model by using the ILQ control algorithm. Thereafter this controller is applied to the nonlinear model for model identification. As a result, we show the controller´s robustness for the model error, external disturbance and sensor noise.
For a nonlinear feedback linearization-full order observer/sliding mode controller (NFL-FOO/SMC), the separation principle is derived, and the closed-loop stability is proved by a Lyapunov function candidate using an addition form of the sliding surface vector and the estimation error.
This paper presents a stability proof for the nonlinear feedback linearization-full order observer-based sliding mode controller (NFL-FOO-based SMC). The closed-loop stability is proved by a Lyapunov function candidate using an addition form of the sliding surface vector and the estimation error.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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