Jet-Scheduling Control for SpiderCrane: Experimental Results

SpiderCrane is a three-dimensional crane, whose main particularity lies in the absence of large inertial moving parts. This paper presents experimental results obtained with the novel jet-scheduling control methodology that is based on differential flatness. Jet scheduling consists essentially in using measurements to regenerate the derivatives associated with a reference trajectory. Through this regeneration, the feedforward control law, which is computed from the reference trajectory using the flatness property, is transformed into a feedback control law. Jet-scheduling control takes full advantage of the dynamic possibilities of SpiderCrane as it allows operation far away from the quasi-static mode of operation. In contrast to proportional-like compensators, the proposed control scheme does not over-react whenever the load is displaced in a persistent way, mainly because only higher derivatives are scheduled. Furthermore, the position of the upper pulley can be adapted without requiring a change in the load position, that is, without over-pulling the main cable. This general compliance makes the control methodology ``user friendly'' without cutting down on dynamic performance. Both point stabilization and trajectory tracking can be implemented

МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ УПРАВЛІННЯ КРАНОВИМИ УСТАНОВКАМИ

Methods and means for managing gantry and bridge cranes were reviewed. Manual crane control strategy, which is performed by a human operator, was considered and the requirements for operator’s work and features of crane management process were analyzed. Crane systems based on PID controllers, which allow managing cranes in semi or fully automated ways, were reviewed and the process of crane controlling using PID controllers was analyzed. Management process of gantry and bridge cranes based on fuzzy logic a system which is use knowledge and experience of the crane operator was considered. A comparative analysis of the design process of crane management systems based on traditional methods and techniques of fuzzy logic was examined and the benefits of fuzzy control systems were highlighted. Obtained results are used in designing of the automated fuzzy crane management system to control load position during its transporting.Проведено огляд методів та засобів управління портальними та мостовими крановими установками. Розглянуто ручне управління кранами, що виконується оператором-людиною, проаналізовано вимоги до їхньої роботи та особливості процесу управління крановими установками. Розглянуто управління крановими установками на основі пропорціонально-інтегрально-диференціальних (ПІД) регуляторів, що дозволяє напів чи повністю автоматизувати процес керування кранами, проаналізовано процес управління крановими установками з використанням ПІД регуляторів. Розглянуто управління портальними та мостовими кранами на основі систем нечіткої логіки, що базується на використанні знань та досвіду оператора крана. Проведено порівняльний аналіз процесу проектування системи управління на основі традиційних методів та методів нечіткої логіки та відзначено переваги систем нечіткого управління. Отримані результати застосовуються у розробці автоматизованої системи нечіткого управління крановими установками для контролю коливання вантажу під час його перевезення

Evolutionary Computation

This book presents several recent advances on Evolutionary Computation, specially evolution-based optimization methods and hybrid algorithms for several applications, from optimization and learning to pattern recognition and bioinformatics. This book also presents new algorithms based on several analogies and metafores, where one of them is based on philosophy, specifically on the philosophy of praxis and dialectics. In this book it is also presented interesting applications on bioinformatics, specially the use of particle swarms to discover gene expression patterns in DNA microarrays. Therefore, this book features representative work on the field of evolutionary computation and applied sciences. The intended audience is graduate, undergraduate, researchers, and anyone who wishes to become familiar with the latest research work on this field

Operational Control of Internal Transport

Operational Control of Internal Transport considers the control of guided vehicles in vehicle-based internal transport systems found in facilities such as warehouses, production plants, distribution centers and transshipment terminals. The author's interest of research having direct use for practice has resulted in a combination of theoretical and practical research in vehicle-based internal transport systems. An overview is given of the related literature and results are presented that show how different vehicle dispatching rules behave in different environments

Gestion des systèmes automatisés d'entreposage : simulation, optimisation et résultats empiriques

Les systèmes automatisés d'entreposage {Automated Storage and Retrieval Systems- AS/RS) sont considérés aujourd'hui comme une technologie de pointe dans le domaine de l'entreposage et de la distribution à haut débit. L'implantation d'un tel système représente un investissement corporatif majeur, il est donc attendu que son niveau de performance soit élevé. Ce niveau de performance, pour un environnement donné, est le résultat d'un ensemble de décisions relatives à la fois au design et au contrôle du système. Pour cette raison, tant aux niveaux industriel qu'académique, on cherche à développer des approches permettant de modéliser, concevoir et contrôler au mieux ces systèmes qui jouent un rôle critique dans les chaînes logistiques modernes. À cette fin, plusieurs approches issues de la recherche opérationnelle peuvent être appliquées. Cette thèse comporte quatre articles, présentant chacun un aspect distinct de l'étude des AS/RS. Nous présentons, dans le premier article, une revue de littérature traitant des approches de modélisation des AS/RS. L'étude met l'accent sur les hypothèses de modélisation employées dans les différents articles et qui ne sont pas toujours intuitives, ni même mentionnées. Cette réalité fait en sorte qu'il est parfois très difficile d'exploiter les résultats de recherches précédentes afin de les transposer dans un autre contexte. En plus d'isoler les hypothèses de modélisation, nous présentons une structure séparant les différentes questions de recherche en fonction des problèmes étudiés. Les résultats de cette revue prennent la forme d'une synthèse permettant d'associer, pour un problème donné, les études et résultats provenant de contextes similaires. Nous proposons dans le second article un modèle de simulation à événements discrets conçu pour étudier les AS/RS à charge unitaire. En prenant appui sur la programmation orientée-objet, le modèle a été conçu de manière à pouvoir aisément modéliser plusieurs configurations, comme par exemple les systèmes à plusieurs allées ou les AS/RS visant à gérer la collecte de petits items dans des contenants. Une description détaillée du moteur de simulation est donnée. C'est grâce à ce modèle que les chapitres subséquents ont pu voir le jour, en permettant l'étude empirique de ces systèmes hautement complexes et dynamiques. Dans le troisième article, nous présentons une étude sur le problème de gestion de l'espace dans les AS/RS. Ce problème consiste à définir, pour chaque localisation de stockage, le ou les produits pouvant y être stockés. Nous nous intéressons principalement à l'étude de l'entreposage par zones dont le nombre peut varier entre une seule zone et autant de zones qu'il y a de produits. La gestion de l'espace a suscité beaucoup d'intérêt scientifique vers la fin des années 70. Plusieurs modèles analytiques ont été formulés, résultant en certaines conclusions largement acceptées dans tous les milieux. Cependant, nous constatons que la validité de ces modèles analytiques repose sur certaines hypothèses restrictives. À l'aide du modèle de simulation présenté, nous montrons que ces conclusions ne tiennent plus lorsque nous nous transposons dans un contexte réaliste. Ce nouveau résultat nous amène à voir la gestion de l'espace en fonction des caractéristiques des produits entreposés. Dans le quatrième article, nous portons notre attention sur le problème de séquencement des requêtes dans un AS/RS. Le séquencement des requêtes consiste à définir l'ordre dans lequel les requêtes de stockage et de collecte seront complétées selon un horizon à durée déterminée, dans un objectif de minimisation du temps de cycle moyen. Cela revient à maximiser le rendement du système. Pour ce faire, nous proposons une adaptation des heuristiques de la littérature pour traiter le cas de séquencement dynamique, puis nous proposons une des premières formulations mathématiques au problème. Par la suite, nous évaluons les opérations du système à l'aide du modèle de simulation détaillé dans le deuxième article. Les résultats empiriques obtenus illustrent l'effet positif du séquencement sur la performance du système en plus de fournir une comparaison des différentes approches de séquencement étudiées. À travers ces quatre chapitres, nous démontrons que la simulation et l'optimisation des systèmes automatisés d'entreposage posent plusieurs défis. Nous avons présenté un modèle de simulation robuste qui a permis de faire avancer les connaissances dans le domaine de la gestion de l'espace et du séquencement des requêtes