Alternatives with stronger convergence than coordinate-descent iterative LMI algorithms

In this note we aim at putting more emphasis on the fact that trying to solve non-convex optimization problems with coordinate-descent iterative linear matrix inequality algorithms leads to suboptimal solutions, and put forward other optimization methods better equipped to deal with such problems (having theoretical convergence guarantees and/or being more efficient in practice). This fact, already outlined at several places in the literature, still appears to be disregarded by a sizable part of the systems and control community. Thus, main elements on this issue and better optimization alternatives are presented and illustrated by means of an example.Comment: 3 pages. Main experimental results reproducible from files available on http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/33219 This work has been submitted to the IEEE for possible publication. Copyright may be transferred without notice, after which this version may no longer be accessibl

Snake Robots for Surgical Applications: A Review

Although substantial advancements have been achieved in robot-assisted surgery, the blueprint to existing snake robotics predominantly focuses on the preliminary structural design, control, and human–robot interfaces, with features which have not been particularly explored in the literature. This paper aims to conduct a review of planning and operation concepts of hyper-redundant serpentine robots for surgical use, as well as any future challenges and solutions for better manipulation. Current researchers in the field of the manufacture and navigation of snake robots have faced issues, such as a low dexterity of the end-effectors around delicate organs, state estimation and the lack of depth perception on two-dimensional screens. A wide range of robots have been analysed, such as the i2Snake robot, inspiring the use of force and position feedback, visual servoing and augmented reality (AR). We present the types of actuation methods, robot kinematics, dynamics, sensing, and prospects of AR integration in snake robots, whilst addressing their shortcomings to facilitate the surgeon’s task. For a smoother gait control, validation and optimization algorithms such as deep learning databases are examined to mitigate redundancy in module linkage backlash and accidental self-collision. In essence, we aim to provide an outlook on robot configurations during motion by enhancing their material compositions within anatomical biocompatibility standards

Optimizacija vibracijskog ponašanja konstrukcije

U ovom radu razmotrena je optimizacija parametara konstrukcije s obzirom na vibracijski odziv. Vibracijski sustav je opisan linearnim vremenski invarijantnim sustavom drugoga reda, odnosno ekvivalentnim poopćenim modelom prostora stanja. Za optimalnost vibracijskog odziva, tj. za funkciju cilja problema optimizacije, usvojen je kriterij H∞ optimalnosti sustava. Primjenom rezultata teorije disipativnosti, problem optimizacije zapisan je kao problem minimizacije linearne funkcije cilja uz ograničenja u obliku sustava bilinearnih matričih nejednadžbi, a uzeta su u obzir i ostala ograničenja parametara konstrukcije. Pri izvodu algoritma osobita pozornost posvećena je posebnosti vibracijskog sustava, poput pozitivne (semi)definitnosti i grade matrica sustava, čime je postignuto uklanjanje dijela promjenjivih i smanjenje računalne složenosti algoritma. Rješavanje tako zapisanog problema provedeno je metodom dopunjene Lagrangeove funkcije i modificirane kaznene/barijerne funkcije. Računalna složenost algoritma je visoka, što ga u izvornom obliku čini nepodesnim za optimizaciju sustava s vrlo velikim brojem stupnjeva slobode, no upotrebom, odnosno integracijom, metode redukcije reda modela (RRM) u algoritam za optimizaciju, omogućena je optimizacija vrlo velikih sustava. Pritom je za RRM upotrebljena iterativna Krilovljeva metoda utemeljena na racionalnoj interpolaciji prijenosne funkcije sustava u više točaka. Nakon teorijskog razvoja algoritama, provedeno je njihovo uključivanje u programski paket, a razvijen je i sustav za razmjenu s komercijalnim paketom za analizu metodom konačnih elemenata. Učinkovitost razvijenih algoritama pokazana je na numeričkim primjerima

Controle hierárquico usando sinais de medição fasorial sincronizada

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaOs sistemas de medição fasorial sincronizada (SPMS) também conhecidos como Wide-Area Measurement Systems (WAMS) apresentam-se como um novo paradigma no processo de monitoração do sistema elétrico. Estes sistemas são capazes de medir fasores, distantes geograficamente, com taxas de amostragem muito superiores aos tradicionais sistemas SCADA. Por meio dos SPMS é possível realizar uma monitoração da dinâmica do sistema elétrico. Aplicações de monitoração que utilizem dados de SPMS vêm sendo bastante exploradas na área de sistemas de energia. Alguns operadores já contam com este sistema disponível na sala de controle. Em termos de pesquisa, questiona-se de que maneira os dados de SPMS podem vir a melhorar o desempenho dinâmico do sistema elétrico. Diversos trabalhos são encontrados na literatura apresentando o seu potencial para a melhoria dos atuais esquemas de controle e proteção. O objetivo do presente trabalho é de investigar a potencialidade da utilização de dados fasoriais sincronizados na melhoria da estabilidade angular a pequenos sinais dos sistemas elétricos. Diferentes esquemas de controle são encontrados na literatura para este fim. Especificamente, neste trabalho, o objetivo principal é o de explorar um esquema de controle hierárquico constituído de duas camadas, sendo uma descentralizada (local) e outra centralizada (localizada no centro de operação). O projeto de controladores hierárquicos considerando sinais de medição fasorial apresentam muitos desafios entre os quais a existência de atrasos no processo de medição e controle, controladores com realimentação de saídas de baixa ordem e seleção de pontos de medição e controle. Duas abordagens baseadas em métodos de otimização analíticos e paramétricos são apresentadas para a realização deste projeto. Como método analítico utiliza-se o do controle ótimo, e como método paramétrico o de busca direta e híbrido. Destaca-se a aplicação original do método híbrido, e que inclui o método do gradiente amostrado que apresenta potencial para o projeto de controladores centralizados na área de sistemas elétricos de potência. Adicionalmente, são também apresentados métodos para seleção de sinais adicionais e pontos de medição e controle, baseados em análise modal. Finalmente, métodos explorados são aplicados para o projeto de controle hierárquico de dois sistema elétricos de diferente porte. O desempenho do sistema é avaliado para diferentes perturbações e condições de operação

Aeronautical engineering: A continuing bibliography with indexes (supplement 278)

This bibliography lists 414 reports, articles, and other documents introduced into the NASA scientific and technical information system in April 1992

Space Station Systems: a Bibliography with Indexes (Supplement 8)

This bibliography lists 950 reports, articles, and other documents introduced into the NASA scientific and technical information system between July 1, 1989 and December 31, 1989. Its purpose is to provide helpful information to researchers, designers and managers engaged in Space Station technology development and mission design. Coverage includes documents that define major systems and subsystems related to structures and dynamic control, electronics and power supplies, propulsion, and payload integration. In addition, orbital construction methods, servicing and support requirements, procedures and operations, and missions for the current and future Space Station are included