In this paper, applications of neural networks to vibration control of flexible single link robot manipulator are ocnsidered. The architecture of neural networks is a hidden layer, which is comprised of self-recurrent one. Tow neural networks are utilized in a control system ; one as an identifier is called neuro identifier and the othe ra s a controller is called neuro controller. The neural networks can be used to approximate any continuous function to any desired degree of accuracy and the weights are updated by dynamic error-backpropagation algorithm(DEA). To guarantee concegence and to get faster learning, an approach that uses adaptive learning rates is developed by introducing a Lyapunov function. When a flexible manipulator is ratated by a motor through the fixed end, transverse vibration may occur. The motor torque should be controlle dinsuch as way, that the motor is rotated by a specified angle. while simulataneously stabilizing vibration of the flexible manipulators so that it is arrested as soon as possible at the end of rotation. Accurate vibration control of lightweight manipulator during the large body motions, as well as the flexural vibrations. Therefore, dynamic models for a flexible single link manipulator is derived, and LQR controller and nerual networks controller are composed. The effectiveness of the proposed nerual networks control system is confirmed by experiments.
In this paper, a novel multi-feature model predictive control (MPC) framework with real-time and adaptive performances is proposed for intelligent structural control in which some drawbacks of the algorithm including, complex control rule and non-optimality, are alleviated. Hence, Linear Programming (LP) is utilized to simplify the resulted control rule. Afterward, the Whale Optimization Algorithm (WOA) is applied to the optimal and adaptive tuning of the LP weights independently at each time step. The stochastic control rule is also achieved using Kalman Filter (KF) to handle noisy measurements. The Extreme Learning Machine (ELM) is then adopted to develop a data-driven and real-time control algorithm. The efficiency of the developed algorithm is then demonstrated by numerical simulation of a twenty-story high-rise benchmark building subjected to earthquake excitations. The competency of the proposed method is proven from the aspects of optimality, stochasticity, and adaptivity compared to the KF-based MPC (KMPC) and constrained MPC (CMPC) algorithms in vibration suppression of building structures. The average value for performance indices in the near-field and far-field (El earthquakes demonstrates a reduction up to 38.3% and 32.5% compared with KMPC and CMPC, respectively.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.19
no.5
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pp.139-145
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2018
An outrigger system is used widely to increase the lateral stiffness of high-rise buildings, resulting in reduced dynamic responses to seismic or wind loads. Because the dynamic characteristics of earthquake or wind loads are quite different, a smart vibration control system associated with an outrigger system can be used effectively for both seismic and wind excitation. In this study, an adaptive smart structural control system based on an outrigger damper system was investigated for the response reduction of multi-hazards, including seismic and wind loads. A MR damper was employed to develop the smart outrigger damper system. Three cities in the U.S., L.A., Charleston, and Anchorage, were used to generate multi-hazard earthquake and wind loads. Parametric studies on the MR damper capacity were performed to investigate the optimal design of the smart outrigger damper system. A smart control algorithm was developed using a fuzzy controller optimized by a genetic algorithm. The analytical results showed that an adaptive smart structural control system based on an outrigger damper system can provide good control performance for multi-hazards of earthquake and wind loads.
In this paper, we propose a fault-tolerant control system for the position control and vibration suppression of a flexible arm robot. The proposed control system has a strain gauge sensor signal observer based on a reaction force observer and detects a fault by monitoring an estimated error. In order to improve the estimation accuracy, the plant parameters included in the sensor signal observer are updated by using the strain gauge sensor signal in normal time through the adaptive law. After fault detection, the proposed control system exchanges the faulty sensor signal for the estimated one and switches to a fault mode controller so as to maintain the stability and the control performance. We confirmed the effectiveness of the proposed control system through several experiments.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2006.05a
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pp.425-426
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2006
This study proposes a new simulation method of high speed rotor system with the dynamic model using multi body dynamic analysis tool and with a new phase modulating technique as a system control algorithm. A dynamic model of high speed rotor system was built by, ADAMS, commercial multi body dynamic program. The phase modulating technique is a new control algorithm for a rotor system. This algorithm can control system using an adaptive proportional gain and an adaptive phase which are obtained from periodical input signal. To make control system, a ADAMS model and component parameters and phase controller was composed by Matlab Simulink And simulate it.
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.7
no.5
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pp.1139-1144
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2012
The ration of payload to weight of industrial robot amounts form 1:10 to 1:30. Compared with man who have a ration of 3:1, it is very low. One of the goals for the next generation of robots will be a ration. This might be possible only by developing lightweight robots. When two-link flexible arm is rotated about an joint axis, transverse vibration may occur. In this paper, vibration dynamics of flexible arm is modeled by using Bernoulli-Euler beam theory and Lagrange equation. Using the fact that matrix $\dot{D}-2C$ is skew symmetric, new controllers which have a simplified structure with less computational burden is proposed by using Lyapunov stability theory. We propose deterministic and adaptive control laws for two link flexible arm, and the validity of the proposed control scheme is shown in computer simulation for two-link flexible arm.
A method for actively controlling dynamic reaction forces in flexible structures subject to persistent excitations is presented. Since reaction forces are not directly measured in flexible structures, reaction forces are estimated by using the Kalman filter. The estimated reaction force is used as an error signal in the adaptive feedforward disturbance cancellation controller. In order to compensate the static effect of the truncated modes in the reaction forces, the residual flexibility matrix is used with the Kalman filter. The paper presents the formulation of the reaction forces in conjunction with the Kalman filter estimator and the adaptive feedforward controller. The results show that the dynamic reaction forces at its supports in a flexible beam test rir are well suppressed.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.21
no.2
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pp.162-168
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2011
Launch vehicles and satellites experience severe vibration and pyroshock during the flight phase. These severe dynamic loading could result in the malfunction of electric devices which equipped in the launch vehicle and satellite. In this paper, mesh washer isolators are applied to attenuate these severe shock and vibration and isolation performances are enhanced by applying pseudoelasitic SMA wire material. Through random vibration and ground pyroshock tests, outstanding isolation performances are studied. Especially, comparison of isolation performances due to the change of pre-compressive displacement of mesh washer itself are suggested and applicablity to the adaptive vibration control are confirmed.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers B
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v.53
no.12
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pp.691-699
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2004
SRM(Switched Reluctance Motor) drives require the accurate position information of the rotor. These informations are generally provided by a tacho generator or digital shaft-position encoder These speed sensors lower the system reliability and require special attention to noise. This paper describes a new approach to estimating SRM speed from measured terminal voltages and currents for speed sensorless control. The described method is based on the sliding mode observer. The rotor speed and position observers are estimated by the adaptation law using the real and estimated currents. However, the conventional adaptive sliding mode observer based on the variable structure control theory has some disadvantages that the estimated values including the high-frequency chattering and the steady state error generated due to the infinite feedback gain chosen and the discontinuous control input. To reduce the chattering and steady state error, an integrator is also inserted in the sliding mode observer strategy. The described adaptive sliding mode observer decreases the vibration to the switching hyper-plane of the sliding mode by adding integrator. The described methodology incorporates the Lyapunov algorithm to drive the rotor speed and the stator resistance such that it can overcome the problem of sensitivity in the face of SRM parameter variation. Also, without any mechanical information. The rotor speed of SRM is obtained form adaptive scheme. The described method is verified through the simulation and experiment.
Flexible behaviors in new aerospace structures can lead to a degradation of their control and guidance system and undesired performance. The objectives of the current work are to analyze the vibration resulting from the propulsion force on a Single Stage to Orbit (SSTO) launch vehicle (LV). This is modeled as a follower force on a free-free Euler-Bernoulli beam consisting of two concentrated masses at the two free ends. Once the effects on the oscillation of the actuators are studied, a solution to reduce these oscillations will also be developed. To pursue this goal, the stability of the beam model is studied using Ritz method. It is determined that the transverse and rotary inertia of the concentrated masses cause a change in the critical follower force. A new dynamic model and an adaptive control system for an SSTO LV have been developed that allow the aerospace structure to run on its maximum bearable propulsion force with the optimum effects on the oscillation of its actuators. Simulation results show that such a control model provides an effective way to reduce the undesirable oscillations of the actuators.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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