The time optimal control of dynamic systems with time delay is studied with emphasis on the practical realization of controllers. An extensive survey on various methods of control is included and a result for a time optimal regulator with signle delay in control is presented and simulated on a digital computer.
In this paper trajectory tracking control problems are described for a robot manipulator by using pneumatic actuator. Under the assumption that the so-called independent joint control is applied to the control system, the dynamic model for each link is identified as a linear second-order system with input time-delay by the step response. Then, an optimal servo controller is designed by taking account of such a time-delay. The effectiveness of the proposed control method is illustrated through some simulations and experiments for the robot manipulator.
Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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v.4
no.2
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pp.140-146
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2002
We consider a class of large-scale interconnected time delay systems and investigate a decentralized robust passive control problem. sufficient conditions for unforced interconnected uncertain systems with time delay to be robustly stable with extended strictly passivity is given in terms of algebraic Riccati inequality and linear matrix inequality. The decentralized robust passive control problem for norm-bounded and positive real uncertainty is shown to be converted to extended strictly positive real control problem for a modified system which contains neither time delay nor uncertainty.
A time-optimal control law for quick, strongly nonlinear systems has been developed and demonstrated. This procedure involves the utilization of neural networks as state feedback controllers that learn the time-optimal control actions by means of an iterative minimization of both the final time and the final state error for the known and unknown systems with constrained inputs and/or states. The nature of neural networks as a parallel processor would circumvent the problem of "curse of dimensionality". The control law has been demonstrated for a velocity input type motor identified by a genetic algorithm called GENOCOP.
Park, Jong-Oh;Hyun, Kwang-Ik;Um, Doo-Gan;Kim, Byoung-Doo;Cho, Sung-Jong;Park, In-Gyu;Kim, Young-Sik
제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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1991.10b
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pp.1915-1919
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1991
The efficiency of automated assembly line is increased by realizing the automation of each assembly cell, monitoring the line information and developing the real-time line control system it. which production flow is controllable. In this paper, the several modules which are important factors when constructing automated real-time control system, such as, line control S/W module, real-time model change module, error handling module and line production management S/W module, are developed. For developing these important programming modules, real-time control and multi-tasking techniques are integrated. In this paper, operating method of real-time line control in PCB automated assembly line is proposed and for effective control of production line by using multi-tasking technique, proper operating method for relating real-time line control with multi-tasking is proposed by defining the levels of signals and tasks. CIM-Oriented modular programming method considering expandability and flexibility will be added for further research in the future.
Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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v.25
no.9
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pp.50-55
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2011
This research is to apply the adaptive control of neuron networks for the real-time attitude control of Multi-articulated robot. Multi-articulated robot is expressed with a complicated mathematical model on account of the mechanic, electric non-linearity which each articulation of mechanism has, and includes an unstable factor in time of attitude control. If such a complex expression is included in control operation, it leads to the disadvantage that operation time is lengthened. Thus, if the rapid change of the load or the disturbance is given, it is difficult to fulfill the control of desired performance. In this research we used the response property curve of the robot instead of the activation function of neural network algorithms, so the adaptive control system of neural networks constructed without the information of modeling can perform a real-time control. The proposed adaptive control algorithm generated control signs corresponding to the non-linearity of Multi-articulated robot, which could generate desired motion in real time.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.12
no.2
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pp.194-200
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2006
The SoC and digital technology development recently enabled the emergence of information devices and control devices because the SoC presents many advantages such like lower power consumption, greater reliability, and lower cost. However, it is nearly impossible to use the SoC without operating systems because the SoC is included with many peripherals and complex architecture. It is required to use embedded operating systems and real-time operating systems may be used as an embedded operating system. So far, real-time operating systems are widely used to implement a Real-Time system since it meets developer's requirements. However, real-time operating systems have disadvantages including a lack of standards, expensive development, and license. Embedded Linux is able to overcome their disadvantages. In this paper, the implementation of control system platform for a mobile robot using real-time Embedded Linux is described. As a control hardware system platform, XScale board is used. As the real-time Embedded Linux, RTAI is adopted which is open source and royalty free, and supports various architectures and real-time devices, such like real-time CAN and real-time COM. This paper shows the implementation of RTAI on XScale board that means the porting procedure. We also applied the control system platform to the mobile robot and compared the Real-Time serial driver with non real-time serial driver. Experimental results show that that using RTAI is useful to build real-time control system with powerful functionalities of Linux.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.10
no.2
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pp.112-124
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2004
A neural network based adaptive reconfigurable flight controller is presented for a class of discrete-time nonlinear flight systems in the presence of variations of aerodynamic coefficients and control effectiveness decrease caused by control surface damage. The proposed adaptive nonlinear controller is developed making use of the backstepping technique for the angle of attack, sideslip angle, and bank angle command following without two time separation assumption. Feedforward multilayer neural networks are implemented to guarantee reconfigurability for control surface damage as well as robustness to the aerodynamic uncertainties. The main feature of the proposed controller is that the adaptive controller is developed under the assumption that all of the nonlinear functions of the discrete-time flight system are not known accurately, whereas most previous works on flight system applications even in continuous time assume that only the nonlinear functions of fast dynamics are unknown. Neural networks learn through the recursive weight update rules that are derived from the discrete-time version of Lyapunov control theory. The boundness of the error states and neural networks weight estimation errors is also investigated by the discrete-time Lyapunov derivatives analysis. To show the effectiveness of the proposed control law, the approach is i]lustrated by applying to the nonlinear dynamic model of the high performance aircraft.
The pounding phenomenon in adjacent structures happens in severing earthquakes that can cause great damages. Connecting neighboring structures with active and semi-active control devices is an effective method to avoid mutual colliding between neighboring buildings. One of the most important issues in control systems is applying online control force. There will be a time delay if the prose of producing control force does not perform on time. This paper proposed a time-delay compensation method in coupled structures control, with semi-active Magnetorheological (MR) damper. This method based on Newmark's integration is adopted to mitigate the time-delay effect. In this study, Lyapunov's direct approach is employed to compute demanded voltage for MR dampers. Using Lyapunov's direct algorithm guarantees the system stability to design a controller based on feedback. Because of the strong nonlinearity of MR dampers, the equation of motion of coupled structures becomes an involved equation, and it is impossible to solve it with the common time step methods. In present paper modified Newmark-Beta integration based on the instantaneous optimal control algorithm, used to solve the involved equation. In this method, the response of a coupled system estimated base on optimal control force. Two MDOF structures with different degrees of freedom are finally considered as a numeric example. The numerical results show, the Newmark compensation is an efficient method to decrease the negative effect of time delay in coupled systems; furthermore, instantaneous optimal control algorithm can estimate the response of structures suitable.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.22
no.6
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pp.901-907
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1998
This paper presents a real-time control technique for the development of a ship main engine remote control system, In general several tasks are executed by the event-driven method in real-time system. However when some tasks have time delay components it is difficult to achieve good real-time performance. To cope with this problem a number of timers in most conventional system have been used. In this paper we introduce a real-time control methodology of dealing effectively with tasks including time delay components using one hardware timer. And also a speed control method of main engine which includes critical revolution range a crash astern and a emergency ahead function a switching method of remote control position and a flickering method for the indication of multi-stage alarm are discussed. As long as functions and method are imple-mented as forms of tasks the development of main engine remote control systems can be easy for different types of engines.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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