Search
Filters
total: 41
Search results for: BACKSTEPPING
-
Metoda backstepping w zastosowaniach morskich
PublicationPrezentowana monografia obejmuje zagadnienia związane z opracowaniem zaawansowanego układu regulacji kursu statku, opartego na metodzie projektowania backstepping. W książce przedstawiono technikę umożliwiającą automatyczny dobór parametrów regulatora backstepping do zmieniających się warunków pracy układu, z użyciem metod adaptacyjnych oraz algorytmów genetycznych. Przy zastosowaniu procedury backstepping zaprojektowano dwie konfiguracje...
-
Nonlinear Backstepping Ship Course Controller
PublicationStatek, jako obiekt sterowania charakteryzuje się nieliniową manewrową funkcją opisującą. Metoda backstepping jest jedną z metod, które mogą być wykorzystane w procesie projektowania nieliniowych układu sterowania kursem statków. Metoda została zastosowana w celu zaprojektowania dwóch konfiguracji nieliniowych regulatorów kursu.Regulatory zostały przebadane w układach regulacji kursu statku. Jedna z konfiguracji w fazie projektowania...
-
Dynamic Positioning System with Vectorial Backstepping Controller
PublicationThe problem of synthesis a dynamic positioning system for low frequency model of surface vessel was considered in this paper. The recursive vectorial backstepping control design was used to keep a fixed position and heading in presence of wave disturbances. The passive observer was introduced to smooth the measurements and to estimate the velocities needed for the control algorithm. Some parameters of observer were optimized off-line...
-
Z type Observer Backstepping For Induction Machines
PublicationThis paper contains a relatively new synthesis method for non-linear objects, named backstepping. This method can be used to obtain the observer structure. The paper presents the structure of the speed observer which is a new proposition of observer backstepping with additional state variables marked Z. The rotor speed can be estimated in three different ways. The first is based on the adaptive approach, the second on the nonadaptive...
-
Feedback Control of Multiphase Induction Machines with Backstepping Technique
PublicationThe paper presents the control possibility of five phase induction machines. In the proposed solution the machine model vector form is not transformed to the (dq)-coordinate system, that is connected to rotor flux vector, but utilizes the stationary system ( αβ ). Moreover, the nonlinear model linearization is based on demonstrated nonlinear variables transformation for i-orthogonal ( αβ )(n) planes. By introducing the backstepping...
-
Adaptacyjny regulator kursu statku z zastosowaniem metody backstepping
PublicationW układach morskich aplikacja nieliniowych technik adaptacyjnych do sterowania ruchem statku jest obecnie niezbędna aby uwzględnić występujące niepewności strukturalne i parametryczne. Jest to szczególnie istotne, ponieważ dynamika statku zależy od dużej masy i wpływu zakłóceń środowiskowych zarówno addytywnych jak i multiplikatywnych, wywołanych przez fale, wiatry i prądy oceaniczne. Artykuł obejmuje zagadnienie projektowania...
-
Control System Design for Dynamic Positioning using Vectorial Backstepping
PublicationThe problem of synthesis a dynamic positioning system for low frequency model of surface vessel was considered in this paper. The recursive vectorial backstepping control design was used to keep a fixed position and heading in presence of wave disturbances. The passive observer was introduced to smooth the measurements and to estimate the velocities needed for the control algorithm. The computer simulation results were given to...
-
PROJEKTOWANIE WIELOWYMIAROWEGO REGULATORA BACKSTEPPING W UKŁADZIE DYNAMICZNEGO POZYCJONOWANIA STATKU
PublicationW komercyjnych systemach dynamicznego pozycjonowania statku, pomimo znacznego wzrostu poziomu automatyzacji, wykorzystywane jest nadal sterowanie typu PID. Poprawę jakości procesu pozycjonowania może umożliwić wykorzystanie bardziej efektywnych algorytmów, oferujących zaawansowane nieliniowe techniki sterowania. W artykule przedstawiono zagadnienie projektowania regulatora pozycji i kursu dla układu dynamicznego pozycjonowania...
-
Dynamic variables limitation for backstepping control of induction machine and voltage source converter
PublicationDynamic variables limitation for backstepping control of induction machine and voltage source converter The paper presents the method of control of an induction squirrel-cage machine supplied by a voltage source converter. The presented idea is based on an innovative method of the voltage source converter control, consisting in direct joining of the motor control system with the voltage source rectifier control system. The combined...
-
Application of sliding switching functions in backstepping based speed observer of induction machine
PublicationThe paper presents an analysis of the speed observer which is based on the backstepping and sliding mode approach. The speed observer structure is based on the extended mathematical model of an induction machine. The observer structure is based on the measured phase stator currents and transformed to ( αβ ) coordinate system. The stator voltage vector components are treated as known values. Additionally, such an observer structure...
-
The adaptive backstepping control of PMSM supplied by current source inverter for the field weakening region
PublicationThe sensorless control system of permanent magnet synchronous motor PMSM supplied by current source inverter for field weakening operation is presented in this paper. The adaptive backstepping control system and the backstepping speed observer are presented. The control system is based on multi-scalar variables. The control variables are: dc-link voltage and the output current vector pulsation. The control system was named voltage...
-
The Adaptive Backstepping Control of Permanent Magnet Synchronous Motor Supplied by Current Source Inverter
Publication...
-
Speed Observer Structure of Induction Machine Based on Sliding Super-Twisting and Backstepping Techniques
PublicationThis paper presents an analysis of the two speed observer structures which are based on the backstepping and sliding super twisting approach. The observer stabilizing functions result from the Lyapunov theorem. To obtain the observer tuning gains the observer structure is linearized near the equilibrium point. The rotor angular speed is obtained from non-adaptive dependence. In the sensorless control system structure the classical...
-
Speed observer of induction machine based on backstepping and sliding mode for low‐speed operation
PublicationThis paper presents a speed observer design based on backstepping and slidingmode approaches. The inputs to the observer are the stator current and thevoltage vector components. This observer structure is extended to the integra-tors. The observer stabilizing functions contain the appropriate sliding surfaceswhich result from the Lyapunov function. The rotor angular speed is obtainedfrom the non‐adaptive formula with a sliding...
-
Sensorless Rotor Position Estimation of Doubly-Fed Induction Generator Based on Backstepping Technique
PublicationThis paper proposes a speed observer algorithm for the sensorless control of a doubly-fed induction generator based on classical adaptive backstepping technique. The sensorless control is shown using classic stator field oriented control which is used to active and reactive power control. Performance of the proposed algorithm of a speed observer is validated by simulation and experimental results obtained using a small-rating generator...
-
ADAPTIVE BACKSTEPPING TRACKING CONTROL FOR OVER-ACTUATED DP MARINE VESSEL WITH INERTIA UNCERTAINTIES
PublicationDesigning a tracking control system for an over-actuated dynamic positioning marine vessel in the case of insufficient information on environmental disturbances, hydrodynamic damping, Coriolis forces and vessel inertia characteristics is considered. The designed adaptive MIMO backstepping control law with control allocation is based on Lyapunov control theory for cascaded systems to guarantee stabilization of the marine vessel...
-
Dynamically positioned ship steering making use of backstepping method and artificial neural networks
PublicationThe article discusses the issue of designing a dynamic ship positioning system making use of the adaptive vectorial backstepping method and RBF type arti cial neural networks. In the article, the backstepping controller is used to determine control laws and neural network weight adaptation laws. e arti cial neural network is applied at each time instant to approximate nonlinear functions containing parametric uncertainties....
-
Control of induction machine supplied by a current source inverter using the multi-scalar transformation and backstepping approach
PublicationThe paper describes the voltage control technique of squire-cage induction machines supplied by a current source inverter. The control system is based on new transformation of the electric drive system (machine and inverter) state variables to the multi-scalar variables form. The backstepping approach is used to obtain the feedback control law. The control system contains the structure of the observer...
-
Adaptive dynamic control allocation for dynamic positioning of marine vessel based on backstepping method and sequential quadratic programming
PublicationIt is generally assumed in dynamic positioning of over-actuated marine vessels that the control effectiveness matrix (input matrix) is known and constant, or, in case of fault information, it is estimated by the fault detection and diagnosis system. The purpose of the study is to develop the adaptive dynamic positioning control system for an over-actuated marine vessel in the presence of uncertainties and with emphasis on limited...
-
A new approach to designing control of dissolved oxygen and aeration system in sequencing batch reactor by applied backstepping control algorithm
PublicationThe Wastewater Treatment Plant (WWTP) is a very complex system, due to its nonlinearity, time-variance, and multiple time scales in its dynamics among others. The most important control parameter in a WWTP is the Dissolved Oxygen (DO) concentration. The tracking problem of the DO concentration is one of the most fundamental issues in biological wastewater treatment. Proper DO concentration control is necessary to achieve adequate...
-
Adaptive dynamic control allocation for over-actuated dynamic positioning system based on backstepping method in case of thruster faults
PublicationThe objective of the research considered in this paper is dynamic positioning of a nonlinear over-actuated marine vessel in the presence of limited information about thruster forces. First, the adaptive backstepping method is used to estimate the input matrix which will compensate partial loss of actuator effectiveness in the presence of actuator dynamics. Then, the adaptive commanded virtual forces and moment are allocated into...
-
Obserwator prędkości kątowej wirnika maszyny indukcyjnej klatkowej oparty na metodzie backstepping ze ślizgowymi funkcjami przełączającymi
PublicationW artykule przedstawiono strukturę obserwatora prędkości kątowej wirnika, która jest oparta na rozszerzonym modelu matematycznym maszyny indukcyjnej klatkowej. Funkcje stabilizujące obserwator uzyskano na podstawie metody backstepping. Ponadto zastosowano ślizgowe funkcje przełączające. Przedstawiono badania eksperymentalne.
-
Obserwator prędkości kątowej wirnika maszyny indukcyjnej klatkowej oparty na metodzie backstepping ze ślizgowymi funkcjami przełączającymi
PublicationW artykule przedstawiono strukturę obserwatora prędkości kątowej wirnika, która jest oparta na rozszerzonym modelu matematycznym maszyny indukcyjnej klatkowej. Funkcje stabilizujące obserwator uzyskano na podstawie metody backstepping. Ponadto zastosowano ślizgowe funkcje przełączające. Przedstawiono badania eksperymentalne.
-
Anna Witkowska dr hab.
PeopleAnnaWitkowska holds an M.Sc. in mathematics and computer science from the University of Gdańsk, Poland in 2001. She received her Ph.D. degree from the Technical University of Warsaw in 2011, and the D.Sc. (habilitation) degree in automation, electronic and electrical engineering from the Technical University of Gdańsk, in 2020. Currently she is a professor of the Gdańsk University of Technology, Faculty of Electrical and Control...
-
Control design for slow speed positioning
PublicationThe problem under study is a synthesis of position and heading control system for low frequency model of surface vessel described by 3 DOF mathematical model. The recursive vectorial backstepping control design was used to keep fixed position and heading in presence of wave disturbances. The controller has been simulated on computer model of scaled supply vessel. It has been assumed that the actuators produce generalized forces...
-
Synteza bezczujnikowego sterowania maszyną indukcyjną klatkową zasilaną z falownika prądu
PublicationSynteza bezczujnikowego sterowania maszyną indukcyjną klatkową zasilaną z falownika prądu stanowi cel niniejszej monografii. Praca zawiera podstawowe informacje na temat modelowania układu napędowego z maszyną indukcyjną klatkową zasilaną z falownika prądu. Przedstawiono informacje na temat linearyzacji nieliniowych obiektów. Na pod-stawie metody syntezy strukturalnej opracowano nowe transformacje do postaci zmien-nych multiskalarnych,...
-
Sensorless control system of induction machine supplied by voltage source inverter with output filter
PublicationThe paper focuses on sensorless control of the induction machines supplied by inverter with the output filters. “The novel” idea of the speed observer which is based on the backstepping approach is shown. The standard structure of the exponential observer is extended by the integrators and additional Z vector. The simulation and experimental results validate the proposed solution.
-
Sensorless Control of Induction Machine Supplied by Current Source Inverter
PublicationThe paper describes the voltage control technique of induction machines supplied by a current source inverter. The control system is based on proposed new multi-scalar variables, which are named “r.” The control system contains the output filter capacitor's model. In the sensorless control system the Z type backstepping speed observer was applied. The mathematical dependences are confirmed by simulation and experimental research.
-
ANALYSIS OF IMPACT of SHIP model parameters on changes of control quality index in ship dynamic positioning system
PublicationIn this work there is presented an analysis of impact of ship model parameters on changes of control quality index in a ship dynamic positioning system designed with the use of a backstepping adaptive controller. Assessment of the impact of ship model parameters was performed on the basis of Pareto-Lorentz curves and ABC method in order to determine sets of the parameters which have either crucial, moderate or low impact on objective...
-
Ship Dynamic Positioning Based on Nonlinear Model Predictive Control
PublicationThe presented work explores the simulation test results of using nonlinear model predictive control algorithm for ship dynamic positioning. In the optimization task, a goal function with a penalty was proposed with a variable prediction step. The results of the proposed control algorithm were compared with backstepping and PID. The effect of estimation accuracy on the control quality with the implemented algorithms was investigated....
-
Designing a ship course controller by applying the adaptivebackstepping method
PublicationThe article discusses the problem of designing a proper and efficient adaptive course-keeping control system for a seagoingship based on the adaptive backstepping method. The proposed controller in the design stage takes into account thedynamic properties of the steering gear and the full nonlinear static maneuvering characteristic. The adjustable parametersof the achieved nonlinear control structure were tuned up by using the...
-
Synteza układu sterowania statkiem morskim dynamicznie pozycjonowanym w warunkach niepewności
PublicationNiniejsza monografia obejmuje zagadnienia związane z syntezą układu dynamicznego pozycjonowania statku w środowisku morskim z zastosowaniem wybranych nieliniowych metod sterowania. W ramach pracy autorka rozważała struktury sterowania z zastosowaniem wektorowej adaptacyjnej metody backstep oraz metod jej pokrewnych, takich jak regulatory MSS (ang. multiple surface sliding), DSC (ang. dynamic surface control), NB (ang. neural backstepping)....
-
Ship course control system taking into account the steering gear dynamic properties
PublicationW artykule zostały przedstawione różne konfiguracje regulatorów nieliniowych do sterowania kursem statku. Zaprojektowane regulatory oparto na metodzie backstepping, regulatorze PD oraz sterowaniu ślizgowym. Algorytmy uwzględniają na etapie projektowania liniowe własności dynamiczne urządzenia wykonawczo - sterującego maszyny sterowej. Dokonano analizy porównawczej jakości pracy rozpatrywanych struktur sterowania podczas badań symulacyjnych...
-
Stabilizacja pozycji i kierunku jednostki dynamicznie pozycjonowanej z niepewnościami parametrycznymi modelu i pomiarowymi
PublicationW praktyce, zarówno dynamika statku dynamicznie pozycjonowanego jak również zakłóceń środowiskowych oddziałujących na kadłub nie jest dokładnie znana, co wynika ze zmieniających się warunków eksploatacyjnych jednostki i stanów morza. W artykule przedstawiono zagadnienie projektowania regulatora pozycji i kursu statku z zastosowaniem wektorowej adaptacyjnej metody backstepping dla układu dynamicznego pozycjonowania statku z niepewnościami...
-
Obserwator typu M prędkości kątowej wirnika maszyny asynchronicznej z estymacją rezystancji stojana i wirnika
PublicationW referacie przedstawiono metodę kroków wstecz, znaną z ang. backstepping, którą wykorzystano do otrzymania modelu obserwatora prędkości kątowej wirnika maszyny indukcyjnej klatkowej. Podstawowy model maszyny rozszerzono o model zmiennych, które nazwano M. Synteza kroków wstecz rozszerzonego modelu maszyny doprowadziła do powstania nowego obserwatora, którego nazwano obserwatorem typu M. Zależność na estymowaną prędkość kątową...
-
Obserwator typu M prędkości kątowej wirnika maszyny asynchronicznej z estymacją rezystancji stojana i wirnika
PublicationW referacie przedstawiono metodę kroków wstecz, znaną z ang. backstepping, którą wykorzystano do otrzymania modelu obserwatora prędkości kątowej wirnika maszyny indukcyjnej klatkowej. Podstawowy model maszyny rozszerzono o model zmiennych, które nazwano M. Synteza kroków wstecz rozszerzonego modelu maszyny doprowadziła do powstania nowego obserwatora, którego nazwano obserwatorem typu M. Zależność na estymowaną prędkość kątową...
-
Sensorless control of five-phase induction machine supplied by the VSI with output filter
PublicationIn this paper, a novel sensorless control structure based on multi-scalar variables is proposed. The tatic feedback control law is obtained by using the multi-scalar variables transformation, where the multi-scalar variables approach allows a full linearization of the nonlinear system. The control system could be described as “optimized” because of the minimized number of controllers. Furthermore, control system is divided into...
-
Metody alokacji pędników w układach dynamicznego pozycjonowania statkiem
PublicationUkłady kontroli alokacji pędników stanowią ważną część systemów dynamicznego pozycjonowania DP (ang. Dynamic Positioning)na statku. Określają one sygnały sterujące nastawami pędników, na podstawie uogólnionego wektora sił wzdłużnej, poprzecznej i momentu skręcającego, uzyskiwanych z prawa sterowania. W artykule przedstawiono wybrane algorytmy kontroli alokacji pędników, optymalizujące prace tych urządzeń oraz omówiono wpływ zastosowanych...
-
Metody alokacji sterowań w układach dynamicznego pozycjonowania statku
PublicationUkłady kontroli alokacji sterowań stanowią ważną część systemów dynamicznego pozycjonowania DP (ang. Dynamic Positioning)na statku. Określają one sygnały sterujące nastawami pędników, na podstawie uogólnionego wektora sił wzdłużnej, poprzecznej i momentu skręcającego, uzyskiwanych z prawa sterowania. W artykule przedstawiono wybrane algorytmy kontroli alokacji sterowań, optymalizujące prace tych urządzeń oraz omówiono wpływ zastosowanych...
-
Sterowanie predykcyjne i fuzja danych w systemie dynamicznego pozycjonowania statku
PublicationRozprawa doktorska poświęcona jest badaniu zastosowania fuzji danych oraz sterowania predykcyjnego w systemie dynamicznego pozycjonowania statku. W pierwszej części pracy przedstawiono historię rozwoju systemów dynamicznego pozycjonowania, różne metody estymacji położenia statku, metody sterowania oraz cel i tezę pracy. Następnie zaprezentowano model matematyczny statku, kinematykę oraz dynamikę. W kolejnej części przedstawiono...
-
Bezczujnikowe sterowanie maszynami elektrycznymi zasilanymi przekształtnikowo
PublicationOpracowanie teoretycznych podstaw do projektowania bezczujnikowych, nieliniowo sterowanych układów napędowych z maszynami elektrycznymi stanowiło zasadniczy cel monografii. Wiele zagadnień dotyczących bezczujnikowego sterowania zostało opracowanych dla modelu maszyny w postaci wektorowej. Autor niniejszej rozprawy zaproponował wykorzystanie modeli multiskalarnych do określenia zmiennych sterujących i nieliniowych sterowań odsprzęgających....