This paper proposes new position control method for DC servo motor by PI controller adopting sliding mode control. By adding sliding mode controller to conventional PI controller good robustness is obtained with good transient response and no steady state error which are merits in PI controller. In order to use microprocessor for digital control the principles of sliding mode control conventionally explained in continous-time system are extended to discrete-time system.
This paper discusses a observer based discrete-time controller design and presents a modified control structure for dual-stage hard disk drive systems using piezoelectric microactuator(MA). In plant modeling, dynamic coupling between VCM and MA is not considered. Each controller is organized independently and designed using pole placement. Simulation result shows that 4th-order controller achieves about 3kHz servo bandwidth and 0.22msec of 2% settling time.
This paper presents the digital implementation of an optimal and robust VSS controller with sliding observer. Firstly, a discrete-time VSS control law which enables the system state to move into a sliding sector where the closed-loop system is stable is designed. Then optimal control theory is used to design an optimal sliding sector. Secondly, a sliding observer which provide robust state estimation against model-plant mismatches due to parameter uncertainties is designed for the sampled-data multivariable systems. Finally, modified sliding observer which effectively reduce chattering of state variables in state estimation was proposed. The proposed scheme was applied 10 a two degree of freedom inverted pendulum with passive joint to verify robust motion control. Computer simulation results confirm the viability of the proposed observer-based controller.
In this paper, a new dual-rate digital control technique for the Takagi-Sugeno (T-S) fuzzy system is suggested. The proposed method takes account of the stabilizablity of the discrete-time T-S fuzzy system at the fast-rate sampling points. Our main idea is to utilize the lifted control input. The proposed approach is to obtain the dual-rate discrete-time T-S fuzzy system by discretizing the overall dynamics of the T-S fuzzy system with the lifted control, and then to derive the sufficient conditions for the stabilization in the sense of the Lyapunov asymptotic stability for this system.
In this paper, a linear matrix inequality-based sampled-data fuzzy observer design method is proposed based on the exact discretization approach. In the proposed design technique, a numerically relaxed observer design condition is obtained by using the discrete-time fuzzy Lyapunov function. Unlike the existing studies, the designed observer is robust to the uncertain premise variable because the fuzzy observer is designed under the imperfect premise matching condition, in which the membership functions of the system and observer are mismatched. In addition, we apply the proposed method to the state estimation problem of the attitude and heading reference system (AHRS). To do this, we derive a Takagi-Sugeno fuzzy model for the AHRS system, and validate the proposed method through the hardware experiment.
When the wind speed rises above the rated wind speed, the produced power of the wind turbines exceeds the rated power. Even more, the excessive power results in the undesirable mechanical load and fatigue. A solution to this problem is pitch control of the wind turbines. This paper presents a systematic design method of a collective pitch controller for the wind turbines using a discrete fuzzy Proportional-Integral (PI) controller. Unlike conventional PI controllers, the fuzzy PI controller has variable gains according to its input variables. Generally, tuning the parameters of fuzzy PI controller is complex due to the presence of too many parameters strongly coupled. In this paper, a systematic method for the fuzzy PI controller is presented. First, we show the fact that the fuzzy PI controller is a superset of the PI controller in the discrete-time domain and the initial parameters of the fuzzy PI controller is selected by using this relationship. Second, for simplicity of the design, we use only four rules to construct nonlinear fuzzy control surface. The tuning parameters of the proposed fuzzy PI controller are also obtained by the aforementioned relationship between the PI controller and the fuzzy PI controller. As a result, unlike the PI controller, the proposed fuzzy PI controller has variable gains which allow the pitch control system to operate in broader operating regions. The effectiveness of the proposed controller is verified with computer simulations using FAST, a NREL's primary computer-aided engineering tool for horizontal axis wind turbines.
Fieldbus is the lowest level communication network in factory automation and process control systems. Performance of factory automation and process control systems is directly affected by the data delay induced by network traffic. Data generated from several distributed field devices can be largely divided into three categories: sporadic real-time, periodic real-time and non real-time data. Since these data share one fieldbus network medium, the limited bandwidth of a fieldbus network must be appropriately allocated to the sporadic real-time, periodic real-time and non real-time traffic. This paper introduces a new fieldbus design scheme which allocates the limited bandwidth of fieldbus network to several different kinds of traffic. The design scheme introduced in this study not only satisfies the performance requirements of application systems interconnected into the fieldbus but also fully utilizes the network resources. The design scheme introduced in this study can be applicable to cyclic service protocols operated under single-service discipline. The bandwidth allocation scheme introduced in this study is verified using a discrete-event/continuous-time simulation experiment.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제6권2호
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pp.127-137
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2006
This paper presents an $H_{\infty}$ controller synthesis method for discrete time fuzzy dynamic systems based on a piecewise smooth Lyapunov function. The basic idea of the proposed approach is to construct controllers for the fuzzy dynamic systems in such a way that a Piecewise smooth Lyapunov function can be used to establish the global stability with $H_{\infty}$ performance of the resulting closed loop fuzzy control systems. It is shown that the control laws can be obtained by solving a set of Bilinear Matrix Inequalities (BMIs). An example is given to illustrate the application of the proposed method.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제5권2호
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pp.170-183
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2007
This paper presents a delay-dependent approach to robust filtering for linear parameter-varying (LPV) systems with discrete and distributed time-invariant delays in the states and outputs. It is assumed that the state-space matrices affinely depend on parameters that are measurable in real-time. Some new parameter-dependent delay-dependent stability conditions are established in terms of linear matrix inequalities (LMIs) such that the filtering process remains asymptotically stable and satisfies a prescribed $H_{\infty}$ performance level. Using polynomially parameter-dependent quadratic (PPDQ) functions and some Lagrange multiplier matrices, we establish the parameter-independent delay-dependent conditions with high precision under which the desired robust $H_{\infty}$ filters exist and derive the explicit expression of these filters. A numerical example is provided to demonstrate the validity of the proposed design approach.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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