International Journal of Control, Automation, and Systems
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제6권6호
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pp.859-872
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2008
In this paper, the problem of partial asymptotic stabilization of nonlinear control cascaded systems with integrators is considered. Unfortunately, many controllable control systems present an anomaly, which is the non complete stabilization via continuous pure-state feedback. This is due to Brockett necessary condition. In order to cope with this difficulty we propose in this work the partial asymptotic stabilization. For a given motion of a dynamical system, say x(t,$x_0,t_0$)=(y(t,$y_0,t_0$),z(t,$z_0,t_0$)), the partial stabilization is the qualitative behavior of the y-component of the motion(i.e., the asymptotic stabilization of the motion with respect to y) and the z-component converges, relative to the initial vector x($t_0$)=$x_0$=($y_0,z_0$). In this work we present new results for the adding integrators for partial asymptotic stabilization. Two applications are given to illustrate our theoretical result. The first problem treated is the partial attitude control of the rigid spacecraft with two controls. The second problem treated is the partial orientation of the underactuated ship.
A suboptimal control law in turbulent pipe flow is derived and tested. Two sensing variables ${\partial}p/{\partial}{\theta}\;|_w\;and\;{\partial}{\upsilon}_{\theta}/{\partial}r\;|_w$ are applied with two actuations ${\phi}_{\theta}$ and ${\phi}_r$. To test the suboptimal control law, direct numerical simulations of turbulent pipe flow at $Re_r=150$ are performed. When the control law is applied, a $13{\sim}23%$ drag reduction is achieved. The most effective drag reduction is made at the pair of ${\partial}{\upsilon}_{\theta}/{\partial}r\;|_w$ and ${\theta}_r$. An impenetrable virtual wall concept is useful for analyzing the near-wall suction and blowing. The virtual wall concept is useful for analyzing the near-wall behavior of the controlled flow. Comparison of the present suboptimal control with that of turbulent channel flow reveals that the curvature effect is insignificant.
Let $A(\zeta, \partial)$ be a second order uniformly elliptic operator $$ A(\zeta, \partial )u = -\sum_{j, k = 1}^{n} \frac{\partial\zeta_i}{\partial}(a_{jk}(\zeta)\frac{\partial\zeta_k}{\partial u}) + \sum_{j = 1}^{n}b_j(\zeta)\frac{\partial\zeta_j}{\partial u} + c(\zeta)u $$ with real, smooth coefficients $a_{j, k}, b_j$, c defined on $\zeta \in \Omega, \Omega$ a bounded domain in $R^n$ with a sufficiently smooth boundary $\Gamma$.
In this paper, the control law for the system that has the variation of moment of inertia is designed. The proposed method is that the control input is obtained by using optimal PI control and partial adaptive control. The partial adaptive control input is adjusted by estimating the variational quantity of moment of inertia. This result gives us significant improvement of tracking ability.
In this paper the partial switching PFC converter which is based on predictive control is proposed. In terms of satisfying the harmonic standard, the predictive control shows a similar performance to the conventional average current mode control PFC in the normal input condition. Moreover, the current harmonic characteristic is insensitive to the distorted input voltage. With predictive control method, novel on-line partial switching strategy is suggested in this paper. Depending on the operating condition, the partial switching PFC converter can boost its output voltage. Also when its efficiency needs to be improved, according to load condition, the partial switching can be achieved. The proposed strategy is proved by the results of FFT and the loss analysis using PSIM 9.0.
Identification of the plants is not easy task especially in the fields of process control. From this point of view, Kitamori developed a method of control system design based on partial knowledge about controlled processes. However, it is difficult to control the oscillatory plant by kitamori's method. In this paper, we develope a method of partial model matching control system design, which have desirable pole-placements in order to improve the above defects. Design examples are given to illustrate the effectiveness of the method.
Image morphing deals with the metamorphosis of one image into another. The field morphing depends on the manual work for most of the process, where a user has to designate the control lines. It takes time and requires skills to have fine quality results. It is an object of this paper to propose a method capable of realizing the semi-automation of field morphing using adaptive vertex correspondence based on image segmentation. The adaptive vertex correspondence process efficiently generates a pair of control lines by adaptively selecting reference partial contours based on the number of vertices that are included in the partial contour of the source morphing object and in the partial contour of the destination morphing object, in the pair of the partial contour designated by external control points through user input. The proposed method generates visually fluid morphs and warps with an easy-to-use interface. According to the proposed method, a user can shorten the time to set control lines and even an unskilled user can obtain natural morphing results as he or she designates a small number of external control points.
In this work we consider the mathematical formulation and numerical resolution of the linear feedback control problem for Boussinesq equations. The controlled Boussinesq equations is given by $$\frac{{\partial}u}{{\partial}t}-{\nu}{\Delta}u+(u{\cdot}{\nabla}u+{\nabla}p={\beta}{\theta}g+f+F\;\;in\;(0,\;T){\times}\;{\Omega}$$, $${\nabla}{\cdot}u=0\;\;in\;(0,\;T){\times}{\Omega}$$, $$u|_{{\partial}{\Omega}=0,\;u(0,x)=\;u_0(x)$$$$\frac{{\partial}{\theta}}{{\partial}t}-k{\Delta}{\theta}+(u{\cdot}){\theta}={\tau}+T,\;\;in(0,\;T){\times}{\Omega}$$$${\theta}|_{{\partial}{\Omega}=0,\;\;{\theta}(0,X)={\theta}_0(X)$$, where $\Omega$ is a bounded open set in $R^{n}$, n=2 or 3 with a $C^{\infty}$ boundary ${\partial}{\Omega}$. The control is achieved by means of a linear feedback law relating the body forces to the velocity and temperature field, i.e., $$f=-{\gamma}_1(u-U),\;\;{\tau}=-{\gamma}_2({\theta}-{\Theta}}$$ where (U,$\Theta$) are target velocity and temperature. We show that the unsteady solutions to Boussinesq equations are stabilizable by internal controllers with exponential decaying property. In order to compute (approximations to) solution, semi discrete-in-time and full space-time discrete approximations are also studied. We prove that the difference between the solution of the discrete problem and the target solution decay to zero exponentially for sufficiently small time step.
This paper proposes a robust fault-tolerant control framework for robot manipulators to maintain the required performance and achieve task completion in the presence of both partial joint failures and complete joint failures and uncertainties. In the case of a complete joint failure or free-swinging joint failure causing the complete loss of torque on a joint, a fully-actuated robot manipulator can be viewed as an underactuated robot manipulator. To detect and identify a complete actuator failure, an on-line fault detection operation is also presented. The proposed fault-tolerant control system contains a robust adaptive controller overcoming partial joint failures based on robust adaptive control methodology, an on-line fault detector detecting and identifying complete joint failures, and a robust adaptive controller overcoming partial and complete joint failures, and so eventually it can face and overcome joint failures and uncertainties. Numerical simulations are conducted to validate the proposed robust fault-tolerant control scheme.
A digital preview controller using optimal LQ control theory is suggested for tandem cold mills to achieve a remarkable improvement of the thickness accuracy. Optimal preview control system is constructed for each rolling stand of tandem cold mills for which the blocked noninteracting control is carried out, and it is compared with the optimal LQ control system which has only feedback control. And in the cases that all/some of disturbance inputs are previewable, full and partial preview controllers are designed, and their performance effects are compared and discussed. The simulation results show that the performance of tandem cold mills can be improved largely through partial preview control.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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