Search
Search results for: Optimal Control
-
Optimal Control for Discrete Fractional Systems
Publication -
Optimal control of multivariable ship propulsion system.
PublicationCelem pracy jest analiza i synteza algorytmu oraz struktury optymalnego regulatora wielowymiarowego układu napędowego statku na podstawie teorii sterowania optymalnego. W tym celu sformułowano oryginalny nieliniowy zero-wymiarowy ciągły w czasie i oparty na chwilowej wartości zmiennej stanu (w odróżnieniu od wartości średnich modelu matematycznego całego układu napędowego statku). Ten model zweryfikowano na podstawie wyników doświadczalnych...
-
Motion stability during optimal control of the mobile platform
PublicationPraca przedstawia metodę badania stabilności robotów mobilnych podczas sterowania optymalnego na przykładzie 3-kołowej platformy mobilnej. Robot posiada więzy nieholonomiczne. Model matematyczny 3-kołowej platformy mobilnej opisuje skończona liczba nieliniowych równań różniczkowych. Stąd, prognozowanie stabilności ruchu takiego obiektu wymaga zastosowania efektywnych algorytmów.
-
The spindle speed optimal control in modern milling operations.
PublicationPraca dotyczy modeli obrabiarek ze sprzężeniem zwrotnym, w przypadku których istotne znaczenie mają drgania samowzbudne typu chatter. Opis układu drgającego przedstawiono w postaci dynamiki układu sterowanego, przy czym sygnałem sterującym jest chwilowa zmiana prędkości obrotowej wrzeciona. Rozważano frezowanie czołowe smukłym frezem trzpieniowym na pionowym cent rum frezarskim. Przedstawiono rezultaty przykładów symulacji komputerowych....
-
Necessary conditions for optimal control of general N-D model
Publication -
The spindle speed optimal control as a mean of chatter vibration surveillance
PublicationNowa metoda nadzorowania drgań wirujących narzędzi w nowoczesnych frezarkach polega na wykorzystaniu sterowania optymalnego w układach niestacjonarnych przy energetycznym wskaźniku jakości. W rezultacie, sygnałem sterującym jest chwilowa zmiana prędkości obrotowej wrzeciona. Rozważano frezowanie czołowe smukłym frezem trzpieniowym. Wyniki symulacji komputerowych potwierdziły praktyczne uzasadnienie proponowanej metody. Drgania...
-
Optimal control of 2-wheeled mobile robot at energy performance index
PublicationThe paper presents the application of the optimal control method at the energy perfor- mance index towards motion control of the 2-wheeled mobile robot. With the use of the proposed method of control the 2-wheeled mobile robot can realise effectively the desired trajectory. The problem of motion control of mobile robots is usually neglected and thus performance of the realisation of the high level control tasks is limited.
-
Prediction of the stability during optimal control of the 3-wheel mobile platform
PublicationW pracy przedstawiono metodę badania stabilności sterowania optymalnego 3-kołową platformą mobilną podczas realizacji zadanej trajektorii ruchu. Badany robot posiada więzy nieholonomiczne. Model matematyczny robota 3-kołowego opisano za pomocą skończonej liczby nieliniowych równań różniczkowych. Stąd, prognozowanie ruchu takiego obiektu wymaga zastosowania efektywnych algorytmów.
-
Vibration surveilance during milling of flexible details with a use of the optimal control
PublicationPraca dotyczy nadzorowania drgań podczas często obserwowanego w przypadku nowoczesnych procesów obróbkowych frezowania przedmiotów podatnych smukłymi narzędziami. Sformułowano: macierzowe równanie dynamiki, energetyczny wskaźnik jakości i optymalny sygnał sterujący we współrzędnych hybrydowych. Przeprowadzono symulacje komputerowe procesu frezowania dla różnych parametrów modelu obliczeniowego i rożnych ścieżek narzędzia. Zaproponowano...
-
Examples of a use of the optimal control at energy performance index in mechatronic approach
PublicationW pracy zaprezentowano przykłady zastosowania sterowania optymalnego przy energetycznym wskaźniku jakości w rozwiązaniach mechatronicznych. Rozważano układy mechaniczne modelowane dyskretnie. Metody sterowania optymalnego znalazły zastosowanie w robotyce (kołowe roboty mobilne jako układy silnie nieliniowe) oraz obróbce szybkościowej przedmiotów podatnych frezem kulistym.
-
Vibration surveillance during milling of flexible details with a use of the optimal control
PublicationPraca dotyczy nadzorowania drgań podczas obróbki frezem kulistym zakrzywionych przedmiotów podatnych. Utworzono model hybrydowy niestacjonarnego układu drgającego i wydzielono podukłady: strukturalny, modalny oraz łączący. Istotnym zadaniem było utworzenie modelu przedmiotu podatnego w konwencji metody elementów skończonych oraz uzyskanie dobrej zgodności modelu z wynikami eksperymentalnej analizy modalnej obiektu rzeczywistego.
-
VIBRATION SURVEILLANCE DURING MILLING OF FLEXIBLE DETAILS WITH A USE OF THE ACTIVE OPTIMAL CONTROL
PublicationThe main goal of modern machining operations is to achieve increasingly better performance. High Speed Machining and/or High Performance Cutting, despite a lot of advantages, have also some drawbacks, for example, a possibility of losing stability and development of self-excited chatter vibration. This paper presents an approach of vibration surveillance during high speed milling with a use of active optimal control. Non-stationary...
-
A modified method of vibration surveillance by using the optimal control at energy performance index
PublicationA method of vibration surveillance by using the optimal control at energy performance index has been creatively modified. The suggested original modification depends on consideration of direct relationship between the measured acceleration signal and the optimal control command. The paper presents the results of experiments and Hardware- in-the-loop simulations of a new active vibration reduction algorithm based on the energy...
-
A possibility of vibration surveillance of the hybrid systems by the optimal control at energy performance index.
PublicationPraca poświęcona jest nadzorowaniu drgań niestacjonarnych układów mechanicznych modelowanych metodą elementów skończonych. W celu redukcji poziomu drgań wprowadzono zewnętrzne sygnały sterujące. Zdefiniowano uzmienniony w czasie energetyczny wskaźnik jakości. Uwzględnienie założenia o możliwości podziału układu na podukład modalny, podukład strukturalny oraz podukład łączący umożliwiło opis układu sterowanego we współrzędnych hybrydowych....
-
Optimal control at energy performance index of the mobile robots following dynamically created trajectories
PublicationIn practice, the problem of motion control of the wheeled mobile robots is often neglected. Wheeled mobile robots are strongly nonlinear systems and restricted by non-holonomic constraints. Motion control of such systems is not trivial task and usage of non-optimal control signals can lead to deterioration of the overall robot system’s performance. In case of autonomous application of the mobile robots all parts of its control...
-
A method of vibration surveillance with a use of the optimal control at energy performance index and the acceleration feedback
PublicationDokonano twórczej modyfikacji metody nadzorowania drgań za pomocą sterowania optymalnego przy energetycznym wskaźniku jakości. Zaproponowano oryginalną modyfikację, która polega na bezpośrednim powiązaniu sygnału pomiarowego z akcelerometru i optymalnego sygnału sterującego. Przewidziano obiecujące perspektywy zastosowań praktycznych zmodyfikowanej metody do przypadków frezowania szybkościowego.
-
The optimal control at energy performance index as a rule for vibration surveillance in the hybrid system by on example of milling flexible details
PublicationPraca dotyczy nadzorowania drgań w niestacjonarnych układach mechanicznych za pomocą sterowania optymalnego pry energetycznym wskaźniku jakości. W układzie drgającym wyodrębniono podukłady: modalny, strukturalny oraz łączący. Dynamikę układu sterowanego opisano we współrzędnych hybrydowych. Przedstawiono przykład nadzorowania drgań podczas obróbki przedmiotów podatnych smukłym frezem kulistym. Paramatry obliczeniowego modelu modalnego...
-
Fixed final time and free final state optimal control problem for fractional dynamic systems – linear quadratic discrete-time case
Publication -
Computer simulation of vibration surveillance of discretely idealised mechanical systems. Part I: Optimal control at the energy performance index for open non-stationary systems
PublicationPraca dotyczy sposobów nadzorowania drgań mechanicznych z wykorzystanie elementów teorii sterowania, optymalizacji dynamicznej, nowoczesnych metod symulacji komputerowej oraz technik pomiarowych. Do modelowania niestacjonarnego układu sterowanego zastosowano mieszaną metodą sztywnych i odkształcalnych elementów skończonych. Opracowano metodę nadzorowania drgań w dziedzinie czasu, z wykorzystaniem sterowania optymalnego przy energetycznym...
-
OPTIMAL CONTROL APPLICATIONS & METHODS
Journals -
Vibration surveillance in the hybrid system using optimal control at energyperformance index. W: Zagadnienia analizy modalnej konstrukcji mechanicz- nych. Praca zbiorowa pod red. T. Uhla. Kraków: Kated. Robotyki i Dynam. Masz. AGH**2003 s. 107-114, 2 rys. 1 tab. bibliogr. 4 poz. Nadzorowanie drgań w układzie hybrydowym z wykorzystaniem strerowania opty- malnego przy energetycznym wskaźniku jakości.
PublicationW pracy rozważano nadzorowanie drgań niestacjonarnych układów mechanicznychza pomocą sterowania optymalnego przy energetycznym wskaźniku jakości. Uwzględnienie założenia o możliwości podziału układu na podukład modalny, pod-układ strukturalny oraz podukład łączący umożliwiło opis układu sterowanego we współrzędnych hybrydowych. Rozważania zilustrowano przykładem nadzorowa-nia drgań pomostów wagi kolejowej podczas przejazdu wagonów.
-
Optimal and safe control planning with the use of discrete optimization
PublicationW opracowaniu zaproponowano metodę projektowania optymalnych i tolerujących uszkodzenia systemów sterowania opartych na wykorzystaniu algorytmów optymalizacji dyskretnej. Publikacja przedstawia potencjalne wady i zalety metody. Główna idea proponowanego algorytmu sprowadza się do wykorzystania struktury grafu przepływowego w celu stworzenia reprezentacji dynamiki własnej danego procesu. Poszukiwana trajektoria optymalna, jeśli...
-
Optimal linear control theory in power system application
PublicationPrzedstawiono syntezę stabilizatora systemowego przy wykorzystaniu metodyki Hinf. Zaprojektowany regulator umożliwia uzyskanie lepszych rezultatów w porównaniu z regulatorem odniesienia w szerokim zakresie zmian punktu pracy.
-
Optimal Multivariable Control for Modified Z-source Based IPT
PublicationThis paper describes Z-source based inductive power transfer topologies control approaches. The goal of this work is a multi-variable control approach which involves a constant voltage/constant current control along with an optimal frequency control to obtain maximum efficiency. This control is applied to the wireless power transfer system based on a modified Z-source topology. The description of the control method along with simulation...
-
Optimal Multivariable Control for Modified Z-source Based IPT
Publication -
Sub-optimal fault-tolerant control with the use of discrete optimization
PublicationW pracy prezentuje się koncepcję projektowania układów sterowania z tolerancją usterek poprzez zastosowanie podejścia suboptymalnego. Przyjąwszy przestrzenno-stanową reprezentację nieliniowego procesu dynamicznego we wstępnej fazie projektowania (off-line) poszukuje się optymalnej trajektorii punktu pracy w przestrzeni stanu (ograniczanej do pewnej przestrzeni roboczej). Na poszukiwaną trajektorię można łatwo narzucać dowolne ograniczenia,...
-
Sub-optimal fault-tolerant control by means of discrete optimization
PublicationOpracowanie przedstawia metodę projektowania sterowania optymalnego i odpornego na uszkodzenia z zastosowaniem algorytmów optymalizacji dyskretnej. Poszukiwana trajektoria, jeśli istnieje, jest reprezentowana przez najtańszą ścieżkę w grafie przepływowym, kodującym właściwości danego procesu dynamicznego. Metoda umożliwia zdefiniowanie obszarów zastrzeżonych dla punktu pracy, mogących reprezentować uszkodzenia systemu wykryte wcześniej.
-
Chatter vibration surveillance by the optimal-linear spindle speed control
PublicationArtykuł dotyczy drgań samowzbudnych typu chatter podczas obróbki szybkościwowej frezami kulistymi. Opisano w nim niestacjonarny model procesu skrawania oraz przeprowadzono analizy dynamiki układu z opóźniającym sprzężeniem zwrotnym. W celu zredukowania drgań zaproponowano zmiany prędkości obrotowej wrzeciona. Przedstawiono także procedurę nadzorowaia drgań z wykorzystaniem opisanej metody. Dla wybranych przypadków, w artykule przedstawiono...
-
Designing optimal and safe control strategies for time-varying dynamical systems
PublicationPublikacja opisuje metodę projektowania optymalnej trajektorii punktu pracy w czasoprzestrzeni stanów przy wykorzystaniu algorytmów optymalizacji grafowej. Zakłada się deterministyczny charakter zmian dynamiki rozpatrywanego procesu. Przestrzeń robocza, będąca ograniczonym podzbiorem czasoprzestrzeni stanów, jest dzielona na zbiór segmentów, którym przypisywane są wielkości reprezentujące właściwości dynamiki własnej w obrębie...
-
Some aspects of vibration control. Part II: An optimal active controller.
PublicationPrzedstawiono teoretyczną metodę optymalnego, z punktu widzenia przyjętego wskaźnika jakości, oddziaływania na drgania liniowego układu mechanicznego. Metoda ta może być stosowana do zmniejszenia drgań układów wirujących, np. drgań okrętowych układów napędowych z silnikami tłokowymi czy drgań wirników turbinowych wywołanych biciem filmu olejowego lub siłami aerodynamicznymi.
-
Toolgraph Design of Optimal and Feasible Control Strategies for Time-Varying Dynamical Systems
PublicationArtykuł prezentuje nową metodę projektowania optymalnych i realizowanych strategii sterowania dla wariantnych procesów dynamicznych. Centralnym ośrodkiem i narzędziem tej metody jest struktura grafu przepływowego reprezentująca istotne właściwości autonomicznej dynamiki danego procesu w przestrzeni czasowo-stanowej, składającej się z elementarnych segmentów. Strukturę tę nazywamy grafem narzędziowym przestrzeni czasowo-stanowej....
-
Optimal design and control tuning of the power generation interfaces using genetic algorithms
PublicationReferat przedstawia zastosowania algorytmów genetycznych do rozwiązywania klasycznych problemów w elektrotechnice. Zostały one zastosowane do optymalizacji parametrów regulatora VSC w celu zmniejszenia strat mocy i dostrajania tych parametrów w stanach przejściowych. Wyniki rozważań zostały potwierdzone za pomocą badań symulacyjnych.
-
An optimal sliding mode control based on immune-wavelet algorithm for underwater robotic manipulator
PublicationIn this paper, a robust optimal Sliding Mode Controller (SMC) based on new algorithm of Artificial Immune System (AIS) is proposed for trajectory tracking of underwater manipulators. A new AIS algorithm is used to derive optimal values of surface parameters and boundary layer thickness in SMC with considering minimum torques and error. Surface parameters and boundary layer thickness are considered as antibody in AIS and Morlet...
-
Chatter Vibration Surveillance by the Optimal-linear Control of Spindle Speed and Randomly Varying Spindle Speed
PublicationW artykule opisano dynamikę procesu skrawania smukłym frezem kulistym. Jako metodę nadzorowania drgań chatter zastosowano zmienną prędkość obrotową wrzeciona. Jest ona dobierna z wykorzystaniem energetycznego wskaźnika jakości co prowadzi do optymalno-liniowego sterowania prędkością obrotową. Dodatkowo zastosowano nadzorowanie drgań chatter poprzez losowo zmienną prędkość obrotową.
-
Bending Moment Control and Weight Optimization in Space Structures by Adding Extra Members in the Optimal Locations
PublicationThis paper investigates the reduction of bending moment in critical members by adding some extra members in the optimum location. Instead of enlarging the size of members to resist the moment, eight additional members are added in the optimum location to reduce the bending moment in the critical members. The total weight of the proposed structure with extra members is less than that of the original structure that resists the induced...
-
A new seismic control framework of optimal PIλDµ controller series with fuzzy PD controller including soil-structure interaction
Publication -
Analytical design of stable delta-domain generalized predictive control
PublicationPraca dotyczy analitycznej metody projektowania układów sterowania skalarnymi (SISO) obiektami czasu ciągłego według strategii uogólnionego sterowania predykcyjnego (GPC) w oparciu o dyskretnoczasowe modele takich obiektów. Założono wykorzystanie numeryczne odpornych modeli opartych o tak zwany operator delta. Przyjmując kwadratowy funkcjonał kosztów, w którym prognozowany przebieg przyszłego wyjścia sterowanego obiektu porównywany...
-
Optimal state feedback controller for balancing cube
PublicationIn this paper, a nonlinear balancing cube system is considered, the concept for which is based on an inverted pendulum. The main purpose of this work was the modelling and construction of a balancing cube with the synthesis of the control system. The control objectives included swing-up and stabilization of the cube on its vertex at an unstable equilibrium. Execution of the intended purpose required, first, deriving a cognitive...
-
Michał Mazur dr inż.
PeopleAktualne zainteresowania inżynieria mechaniczna, robotyka, drgania mechaniczne, analiza modalna, sterowanie, systemy czasu rzeczywistego Wybrane publikacje Kaliński K., Galewski M., Mazur M., Chodnicki M, 2017, Modelling and Simulation Of A New Variable Stiffness Holder for Milling Of Flexible Details, Polish Maritime Research, vol 24, ss. 115-124 Kaliński K. J., Mazur M.: Optimal control at energy performance index of the mobile...
-
A new optimal algorithm for a time-dependent scheduling problem
PublicationIn this article a single machine time-dependent scheduling problem with total completion time criterion is considered. There are n given jobs j_1, ..., j_n and the processing time pi of the i-th job is given by p_i = 1 + b_is_i, where si is the starting time of the i-th job, i = 1, ..., n. If all jobs have different and non-zero deterioration rates and bi > bj => bi >= (b_min+1)/(b_min) b_j + 1/b_min, where b_min = min{b_i}, then...
-
Design of optimal state feedback controller with observer for multidimensional electrical system
PublicationFrom the control point of view, two-input-two-output RC electrical system is a linear and multidimensional system. In this paper, integral control and closed-loop observer are verified whether they can be used and designed. To verify this, Kalman tests are made. These structures are presented and discussed. Integral Control is tested with some base disturbances impact and checked whether it can handle them. The estimated values...
-
An Optimal Power Point Tracking Algorithm in a Solar PV Generation System
PublicationThe non-linearity in I-V characteristics of a PV panel requires to be operated at knee point to extract maximum power. In order to operate the panel at optimal point, maximum power point tracking (MPPT) algorithm is employed in the control structure. The main objective of MPP tracking is to keep the operation at knee point of I-V characteristics under varying condition of temperature and solar insolation. Under non uniform solar...
-
Adaptive Optimal Discrete-Time Output-Feedback Using an Internal Model Principle and Adaptive Dynamic Programming
PublicationIn order to address the output feedback issue for linear discrete-time systems, this work suggests a brand-new adaptive dynamic programming (ADP) technique based on the internal model principle (IMP). The proposed method, termed as IMP-ADP, does not require complete state feedback, merely the measurement of input and output data. More specifically, based on the IMP, the output control problem can first be converted into a stabilization...
-
A research on the optimal conditions for separation and identyfication of the components from the Droseraceae extracts by column liquid chromatography
PublicationThe isolation of the components with anticipated biological properties i.e. antimicrobial, fungicidal, antioxidant and perhaps anticancer activity is for many years a one of the biggest issues of modern separation science. Their obtaining based on the isolation of the components with the biological activity from in vitro cultured plants by extraction techniques is often more difficult than their production by the chemical synthesis.The...
-
High performance super-twisting sliding mode control for a maritime autonomous surface ship (MASS) using ADP-Based adaptive gains and time delay estimation
PublicationThis research addresses two kinds of problems related to optimal trajectory tracking of a Maritime Autonomous Surface Ship (MASS): those caused by the time-varying external disturbances including winds, waves and ocean currents as well as those resulting from inherent dynamical uncertainties. As the paper shows, an accurate and robust optimal controller can successfully deal with both issues. An improved Optimal Adaptive Super-Twisting...
-
High performance super-twisting sliding mode control for a maritime autonomous surface ship (MASS) using ADP-Based adaptive gains and time delay estimation
PublicationThis research addresses two kinds of problems related to optimal trajectory tracking of a Maritime Autonomous Surface Ship (MASS): those caused by the time-varying external disturbances including winds, waves and ocean currents as well as those resulting from inherent dynamical uncertainties. As the paper shows, an accurate and robust optimal controller can successfully deal with both issues. An improved Optimal Adaptive Super-Twisting...
-
Optimal routing in a transportation network
Publication -
Multiscalar Control Based Airgap Flux Optimization of Induction Motor for Loss Minimization
PublicationBased on the induction motor model, considering the core loss resistance that accounts for magnetic characteristic saturation, a speed control approach is devised with an adaptive full-order (AFO) speed observer. The induction motor model analysis is done sincerely in a stationary reference frame. The control approach incorporates a flux reference generator designed to meet optimal operational circumstances and a nonlinear speed...
-
Flexible syngas-biogas-hydrogen fueling spark-ignition engine behaviors with optimized fuel compositions and control parameters
PublicationThis paper presents the results research on the optimal fuel compositions and the control parameters of the spark ignition engine fueled with syngas-biogas-hydrogen for the purpose of setting up a flexible electronic control unit for the engine working in a solar-biomass hybrid renewable energy system. In syngas-biogas-hydrogen mixture, the optimal content of hydrogen and biogas is 20% and 30%, respectively. Exceeding these thresholds,...
-
High Speed Milling vibration surveillance with optimal spindle speed based on optimal speeds map
PublicationThe paper presents the method of the surveillance of the self-excited chatter vibration. At first, the workpiece modal parameters are estimated based on experimental data which leads to verification of computational model. Then, for selected surface points optimal spindle speeds are calculated. By considering sufficient amount of points it is possible to build a map of optimal spindle speeds. Experimental results show that this...