Applications of two new algorithms of cuckoo optimization (CO) and forest optimization (FO) for solving single row facility layout problem (SRFLP)

Nowadays, due to inherent complexity of real optimization problems, it has always been a challenging issue to develop a solution algorithm to these problems. Single row facility layout problem (SRFLP) is a NP-hard problem of arranging a number of rectangular facilities with varying length on one side of a straight line with aim of minimizing the weighted sum of the distance between all facility pairs. In this paper two new algorithms of cuckoo optimization and forest optimization are applied and compared to solve SRFLP for the first time. The operators of two algorithms are adapted according to the characteristics of SRFLP and results are compared for two groups of benchmark instances of the literature. These groups consist of instances with the number of facilities less and more than 30. Results on two groups of instances show that proposed cuckoo optimization based algorithm has better performance rather than proposed forest optimization based algorithm in both aspects of finding the best solution and Computational time

Contributions to shared control and coordination of single and multiple robots

L’ensemble des travaux présentés dans cette habilitation traite de l'interface entre un d'un opérateur humain avec un ou plusieurs robots semi-autonomes aussi connu comme le problème du « contrôle partagé ».Le premier chapitre traite de la possibilité de fournir des repères visuels / vestibulaires à un opérateur humain pour la commande à distance de robots mobiles.Le second chapitre aborde le problème, plus classique, de la mise à disposition à l’opérateur d’indices visuels ou de retour haptique pour la commande d’un ou plusieurs robots mobiles (en particulier pour les drones quadri-rotors).Le troisième chapitre se concentre sur certains des défis algorithmiques rencontrés lors de l'élaboration de techniques de coordination multi-robots.Le quatrième chapitre introduit une nouvelle conception mécanique pour un drone quadrirotor sur-actionné avec pour objectif de pouvoir, à terme, avoir 6 degrés de liberté sur une plateforme quadrirotor classique (mais sous-actionné).Enfin, le cinquième chapitre présente une cadre général pour la vision active permettant, en optimisant les mouvements de la caméra, l’optimisation en ligne des performances (en terme de vitesse de convergence et de précision finale) de processus d’estimation « basés vision »

Optimized state feedback regulation of 3DOF helicopter system via extremum seeking

In this paper, an optimized state feedback regulation of a 3 degree of freedom (DOF) helicopter is designed via extremum seeking (ES) technique. Multi-parameter ES is applied to optimize the tracking performance via tuning State Vector Feedback with Integration of the Control Error (SVFBICE). Discrete multivariable version of ES is developed to minimize a cost function that measures the performance of the controller. The cost function is a function of the error between the actual and desired axis positions. The controller parameters are updated online as the optimization takes place. This method significantly decreases the time in obtaining optimal controller parameters. Simulations were conducted for the online optimization under both fixed and varying operating conditions. The results demonstrate the usefulness of using ES for preserving the maximum attainable performance

Autonomous landing of fixed-wing aircraft on mobile platforms

E n esta tesis se propone un nuevo sistema que permite la operación de aeronaves autónomas sin tren de aterrizaje. El trabajo está motivado por el interés industrial en aeronaves con la capacidad de volar a gran altitud, con más capacidad de carga útil y capaces de aterrizar con viento cruzado. El enfoque seguido en este trabajo consiste en eliminar el sistema de aterrizaje de una aeronave de ala fija empleando una plataforma móvil de aterrizaje en tierra. La aeronave y la plataforma deben sincronizar su movimiento antes del aterrizaje, lo que se logra mediante la estimación del estado relativo entre ambas y el control cooperativo del movimiento. El objetivo principal de esta Tesis es el desarrollo de una solución práctica para el aterrizaje autónomo de una aeronave de ala fija en una plataforma móvil. En la tesis se combinan nuevos métodos con experimentos prácticos para los cuales se ha desarrollado un sistema de pruebas específico. Se desarrollan dos variantes diferentes del sistema de aterrizaje. El primero presta atención especial a la seguridad, es robusto ante retrasos en la comunicación entre vehículos y cumple procedimientos habituales de aterrizaje, al tiempo que reduce la complejidad del sistema. En el segundo se utilizan trayectorias optimizadas del vehículo y sincronización bilateral de posición para maximizar el rendimiento del aterrizaje en términos de requerimientos de longitud necesaria de pista, pero la estabilidad es dependiente del retraso de tiempo, con lo cual es necesario desarrollar un controlador estabilizador ampliado, basado en pasividad, que permite resolver este problema. Ambas estrategias imponen requisitos funcionales a los controladores de cada uno de los vehículos, lo que implica la capacidad de controlar el movimiento longitudinal sin afectar el control lateral o vertical, y viceversa. El control de vuelo basado en energía se utiliza para proporcionar dicha funcionalidad a la aeronave. Los sistemas de aterrizaje desarrollados se han analizado en simulación estableciéndose los límites de rendimiento mediante múltiples repeticiones aleatorias. Se llegó a la conclusión de que el controlador basado en seguridad proporciona un rendimiento de aterrizaje satisfactorio al tiempo que suministra una mayor seguridad operativa y un menor esfuerzo de implementación y certificación. El controlador basado en el rendimiento es prometedor para aplicaciones con una longitud de pista limitada. Se descubrió que los beneficios del controlador basado en el rendimiento son menos pronunciados para una dinámica de vehículos terrestres más lenta. Teniendo en cuenta la dinámica lenta de la configuración del demostrador, se eligió el enfoque basado en la seguridad para los primeros experimentos de aterrizaje. El sistema de aterrizaje se validó en diversas pruebas de aterrizaje exitosas, que, a juicio del autor, son las primeras en el mundo realizadas con aeronaves reales. En última instancia, el concepto propuesto ofrece importantes beneficios y constituye una estrategia prometedora para futuras soluciones de aterrizaje de aeronaves.In this thesis a new landing system is proposed, which allows for the operation of autonomous aircraft without landing gear. The work was motivated by the industrial need for more capable high altitude aircraft systems, which typically suffer from low payload capacity and high crosswind landing sensitivity. The approach followed in this work consists in removing the landing gear system from the aircraft and introducing a mobile ground-based landing platform. The vehicles must synchronize their motion prior to landing, which is achieved through relative state estimation and cooperative motion control. The development of a practical solution for the autonomous landing of an aircraft on a moving platform thus constitutes the main goal of this thesis. Therefore, theoretical investigations are combined with real experiments for which a special setup is developed and implemented. Two different landing system variants are developed — the safety-based landing system is robust to inter-vehicle communication delays and adheres to established landing procedures, while reducing system complexity. The performance-based landing system uses optimized vehicle trajectories and bilateral position synchronization to maximize landing performance in terms of used runway, but suffers from time delay-dependent stability. An extended passivity-based stabilizing controller was implemented to cope with this issue. Both strategies impose functional requirements on the individual vehicle controllers, which imply independent controllability of the translational degrees of freedom. Energy-based flight control is utilized to provide such functionality for the aircraft. The developed landing systems are analyzed in simulation and performance bounds are determined by means of repeated random sampling. The safety-based controller was found to provide satisfactory landing performance while providing higher operational safety, and lower implementation and certification effort. The performance-based controller is promising for applications with limited runway length. The performance benefits were found to be less pronounced for slower ground vehicle dynamics. Given the slow dynamics of the demonstrator setup, the safety-based approach was chosen for first landing experiments. The landing system was validated in a number of successful landing trials, which to the author’s best knowledge was the first time such technology was demonstrated on the given scale, worldwide. Ultimately, the proposed concept offers decisive benefits and constitutes a promising strategy for future aircraft landing solutions

Aerospace medicine and biology: A continuing bibliography with indexes (supplement 344)

This bibliography lists 125 reports, articles and other documents introduced into the NASA Scientific and Technical Information System during January, 1989. Subject coverage includes: aerospace medicine and psychology, life support systems and controlled environments, safety equipment, exobiology and extraterrestrial life, and flight crew behavior and performance

MUSME 2011 4 th International Symposium on Multibody Systems and Mechatronics

El libro de actas recoge las aportaciones de los autores a través de los correspondientes artículos a la Dinámica de Sistemas Multicuerpo y la Mecatrónica (Musme). Estas disciplinas se han convertido en una importante herramienta para diseñar máquinas, analizar prototipos virtuales y realizar análisis CAD sobre complejos sistemas mecánicos articulados multicuerpo. La dinámica de sistemas multicuerpo comprende un gran número de aspectos que incluyen la mecánica, dinámica estructural, matemáticas aplicadas, métodos de control, ciencia de los ordenadores y mecatrónica. Los artículos recogidos en el libro de actas están relacionados con alguno de los siguientes tópicos del congreso: Análisis y síntesis de mecanismos ; Diseño de algoritmos para sistemas mecatrónicos ; Procedimientos de simulación y resultados ; Prototipos y rendimiento ; Robots y micromáquinas ; Validaciones experimentales ; Teoría de simulación mecatrónica ; Sistemas mecatrónicos ; Control de sistemas mecatrónicosUniversitat Politècnica de València (2011). MUSME 2011 4 th International Symposium on Multibody Systems and Mechatronics. Editorial Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/13224Archivo delegad

Factories of the Future

Engineering; Industrial engineering; Production engineerin