Upravljački algoritam za podupravljane mehaničke sustave s uključenom dinamikom pogona

U ovom radu izvodi se opći upravljački algoritam za istodobno stabiliziranje i praćenje trajektorija podupravljanih nelinearnih mehaničkih sustava (UNMS) s električnim, pneumatskim i hidrauličkim pogonima (aktuatorima). Istodobna stabilizacija i praćenje trajektorija odnosi se na stupnjeve slobode gibanja sustava, a obuhvaćaju se neholonomni sustavi drugog reda i sustavi sa spregom ulaznih veličina. Algoritam rješava probleme koji nastaju zbog podupravljanosti, zanemarivanja dinamike pogona i zanemarivanja statičkog trenja. S njim su poboljšane značajke zatvorenog upravljačkog kruga u odnosu na sustave sa zanemarenom dinamikom pogona i/ili zanemarenim statičkim trenjem kakvi se često koriste. Rješavanje ovakvih problema zahtijeva upravljačke algoritme temeljene na regulatorima s promjenjivom strukturom. Matematička jednostavnost novo uvedenog algoritma omogućuje laku ugradnju u računalne programe, pa je algoritam pogodan za realizaciju u praksi. Značaj ovog istraživanja leži u upravljačkom zakonu koji svojom uporabom omogućuje upravljanje proizvoljno odabranim stupnjevima slobode gibanja sustava s ciljem zadovoljenja kvalitativnih značajki regulacije. To rezultira stabilnim i robusnim ponašanjem podupravljanih sustava

Usporedba performansi različitih algoritama upravljanja robotskim manipulatorom

In this work are compared performances of five different robot control algorithms. The following controllers under consideration are: PD controller, PID controller, analytical fuzzy controller, classical adaptive controller and adaptive controller based on neural network. The mentioned controllers are used to control two different robot configurations with two rotational degrees of freedom (in horizontal and vertical plane). The basic performances for control algorithms comparisons are: tracking error, rate of convergence, robustness on structural changes of control object, complexity of stability criterion and complexity of implementation.U ovom radu uspoređuju se performanse pet različitih algoritama upravljanja robotom. Razmatraju se sljedeći regulatori: PD regulator, PID regulator, analitički neizraziti regulator, klasični adaptivni regulator i adaptivni regulator temeljen na neuronskoj mreži. Navedeni regulatori primijenjeni su na upravljanje dvjema različitim konfiguracijama robota s dva rotacijska stupnja slobode gibanja (u horizontalnoj i vertikalnoj ravnini). Osnovne performanse prema kojima se upravljački algoritmi uspoređuju su: pogreška vođenja, brzina konvergencije, robusnost na promjene strukture objekta upravljanja, složenost kriterija stabilnosti, te složenost implementacije

Control algorithm for underactuated mechanical systems with included actuators dynamics

U ovom radu izvodi se opći upravljački algoritam za istodobno stabiliziranje i praćenje trajektorija podupravljanih nelinearnih mehaničkih sustava (UNMS) s električnim, pneumatskim i hidrauličkim pogonima (aktuatorima). Istodobna stabilizacija i praćenje trajektorija odnosi se na stupnjeve slobode gibanja sustava, a obuhvaćaju se neholonomni sustavi drugog reda i sustavi sa spregom ulaznih veličina. Algoritam rješava probleme koji nastaju zbog podupravljanosti, zanemarivanja dinamike pogona i zanemarivanja statičkog trenja. S njim su poboljšane značajke zatvorenog upravljačkog kruga u odnosu na sustave sa zanemarenom dinamikom pogona i/ili zanemarenim statičkim trenjem kakvi se često koriste. Rješavanje ovakvih problema zahtijeva upravljačke algoritme temeljene na regulatorima s promjenjivom strukturom. Matematička jednostavnost novo uvedenog algoritma omogućuje laku ugradnju u računalne programe, pa je algoritam pogodan za realizaciju u praksi. Značaj ovog istraživanja leži u upravljačkom zakonu koji svojom uporabom omogućuje upravljanje proizvoljno odabranim stupnjevima slobode gibanja sustava s ciljem zadovoljenja kvalitativnih značajki regulacije. To rezultira stabilnim i robusnim ponašanjem podupravljanih sustava.Control algorithm for simultaneous stabilizing and trajectory tracking of underactuated nonlinear mechanical systems (UNMS) with electrical, pneumatic and hydraulic actuators is carried by the paper. Simultaneous stabilization and trajectory tracking refer to degrees of freedom of the system, where UNMS include second order nonholonomic systems and systems with input coupling. The algorithm solves problems that arise due to the underactuation, neglecting actuators dynamics and neglecting static friction. By use of the algorithm, the closed loop system achieves better performances than the systems with neglected actuator dynamics and/or neglected static friction, as often the case is. Control algorithms based on the variable structure controllers are needed for solving these problems. Mathematical simplicity of the new algorithm enables simple implementation in computer applications and because of that the algorithm is suitable for putting into practice. The paper is significant due to the control law; it enables control of arbitrary chosen degrees of freedom aiming to meet the qualitative performances of control. The result is stable and robust behaviour of the underactuated systems

Control algorithm for underactuated mechanical systems with included actuators dynamics

U ovom radu izvodi se opći upravljački algoritam za istodobno stabiliziranje i praćenje trajektorija podupravljanih nelinearnih mehaničkih sustava (UNMS) s električnim, pneumatskim i hidrauličkim pogonima (aktuatorima). Istodobna stabilizacija i praćenje trajektorija odnosi se na stupnjeve slobode gibanja sustava, a obuhvaćaju se neholonomni sustavi drugog reda i sustavi sa spregom ulaznih veličina. Algoritam rješava probleme koji nastaju zbog podupravljanosti, zanemarivanja dinamike pogona i zanemarivanja statičkog trenja. S njim su poboljšane značajke zatvorenog upravljačkog kruga u odnosu na sustave sa zanemarenom dinamikom pogona i/ili zanemarenim statičkim trenjem kakvi se često koriste. Rješavanje ovakvih problema zahtijeva upravljačke algoritme temeljene na regulatorima s promjenjivom strukturom. Matematička jednostavnost novo uvedenog algoritma omogućuje laku ugradnju u računalne programe, pa je algoritam pogodan za realizaciju u praksi. Značaj ovog istraživanja leži u upravljačkom zakonu koji svojom uporabom omogućuje upravljanje proizvoljno odabranim stupnjevima slobode gibanja sustava s ciljem zadovoljenja kvalitativnih značajki regulacije. To rezultira stabilnim i robusnim ponašanjem podupravljanih sustava.Control algorithm for simultaneous stabilizing and trajectory tracking of underactuated nonlinear mechanical systems (UNMS) with electrical, pneumatic and hydraulic actuators is carried by the paper. Simultaneous stabilization and trajectory tracking refer to degrees of freedom of the system, where UNMS include second order nonholonomic systems and systems with input coupling. The algorithm solves problems that arise due to the underactuation, neglecting actuators dynamics and neglecting static friction. By use of the algorithm, the closed loop system achieves better performances than the systems with neglected actuator dynamics and/or neglected static friction, as often the case is. Control algorithms based on the variable structure controllers are needed for solving these problems. Mathematical simplicity of the new algorithm enables simple implementation in computer applications and because of that the algorithm is suitable for putting into practice. The paper is significant due to the control law; it enables control of arbitrary chosen degrees of freedom aiming to meet the qualitative performances of control. The result is stable and robust behaviour of the underactuated systems

Control algorithm for underactuated mechanical systems with included actuators dynamics

U ovom radu izvodi se opći upravljački algoritam za istodobno stabiliziranje i praćenje trajektorija podupravljanih nelinearnih mehaničkih sustava (UNMS) s električnim, pneumatskim i hidrauličkim pogonima (aktuatorima). Istodobna stabilizacija i praćenje trajektorija odnosi se na stupnjeve slobode gibanja sustava, a obuhvaćaju se neholonomni sustavi drugog reda i sustavi sa spregom ulaznih veličina. Algoritam rješava probleme koji nastaju zbog podupravljanosti, zanemarivanja dinamike pogona i zanemarivanja statičkog trenja. S njim su poboljšane značajke zatvorenog upravljačkog kruga u odnosu na sustave sa zanemarenom dinamikom pogona i/ili zanemarenim statičkim trenjem kakvi se često koriste. Rješavanje ovakvih problema zahtijeva upravljačke algoritme temeljene na regulatorima s promjenjivom strukturom. Matematička jednostavnost novo uvedenog algoritma omogućuje laku ugradnju u računalne programe, pa je algoritam pogodan za realizaciju u praksi. Značaj ovog istraživanja leži u upravljačkom zakonu koji svojom uporabom omogućuje upravljanje proizvoljno odabranim stupnjevima slobode gibanja sustava s ciljem zadovoljenja kvalitativnih značajki regulacije. To rezultira stabilnim i robusnim ponašanjem podupravljanih sustava.Control algorithm for simultaneous stabilizing and trajectory tracking of underactuated nonlinear mechanical systems (UNMS) with electrical, pneumatic and hydraulic actuators is carried by the paper. Simultaneous stabilization and trajectory tracking refer to degrees of freedom of the system, where UNMS include second order nonholonomic systems and systems with input coupling. The algorithm solves problems that arise due to the underactuation, neglecting actuators dynamics and neglecting static friction. By use of the algorithm, the closed loop system achieves better performances than the systems with neglected actuator dynamics and/or neglected static friction, as often the case is. Control algorithms based on the variable structure controllers are needed for solving these problems. Mathematical simplicity of the new algorithm enables simple implementation in computer applications and because of that the algorithm is suitable for putting into practice. The paper is significant due to the control law; it enables control of arbitrary chosen degrees of freedom aiming to meet the qualitative performances of control. The result is stable and robust behaviour of the underactuated systems