For a plant subject to several kinds of disturbances in the plant input side, we consider a problem of designing a controller based on the disturbance cancellation. The conventional loop transfer recovery (LTR) technique can not be used since the extended system consisting of the plant and the disturbance model is not necessarily stabilizable. We propose a new LTR technique that can be applied for our problem. As a target of the LTR, we choose a state feedback controller using a disturbance estimator. We find an LTR procedure based on the Riccati equation formalism where the stochastic model contains the filter gain matrix of the disturbance estimator in the target. The procedure recovers the target feedback ...
Park, Sung-Won;Kim, Nam-Guk;Chu, Sang-Hoon;Kang, Chang-Ik;Lee, Ho-Seong
Transactions of the Society of Information Storage Systems
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v.3
no.1
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pp.5-12
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2007
This paper investigates the design of disturbance observer for rotational vibration suppression in disk drive systems. The design aims to provide an optimal controller which satisfies both vibration performance and robust stability. It consists of an inversion method, a special filter, and optimization scheme. Firstly a new inversion method is introduced, which provides more accurate inversion compared to conventional zero phase error method. The inversion is to deal with unstable zeros in the plant model. Secondly a special filter for disturbance selection is given, which features adjustable gain and band pass characteristics so that it enables flexible shaping of the loop considering the trade-off between performance and stability margins. And finally the parameters of disturbance observer are optimized in conjunction with external disturbance model. Simulation and experiment on commercial hard disk drives confirm that the design is very effective to such disturbance which is hard to be handled by conventional approach.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.48
no.6
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pp.431-441
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2020
In this paper, we propose a new method using a feedforward disturbance observer that guarantees stability and robustness about the effects of external disturbance and model uncertainty. The method is consist of a disturbance observer, a feedforward controller, and an overshoot detecting logic. It has an advantage of reducing the excessive overshoot by external disturbance and model uncertainty. Also, it is easy to adjust the control gain due to a simple structure. In order to verify the effectiveness of a new method, simulation results are given for longitudinal model of F-16 aircraft. By reflecting a various of model uncertainties, the stability and the robustness are guaranteed. Finally, the stability and the robustness of the proposed method are verified using root locus plot and bode plot.
This paper combines the disturbance accommodating control(DAC) and nonlinear model inversion control for a skid-to-turn(STT) missile. The missile autopilot may be designed to be robust with respect to a variety of uncertainties. We proposes the two step control design method. Nonlinear model inversion control is used as the main design method. Due to the model uncertainties and external disturbances, the exact nonlinear model inversion can not be achieved. DAC is designed to detect, to identify, and to compensate these uncertainties. DAC's disturbance observer is linear. Thus it is easy to implement. It does not cause the convergence problem due to coexistence between the modeling uncertainties and external disturbances. 6 DOF simulation results show that the proposed method may improve the missile tracking performance.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.22
no.8
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pp.650-655
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2016
In this paper, a novel RLS-based DOB (Recursive Least Squares Disturbance Observer) scheme is proposed to improve the performance of DOB for nominal model identification. A nominal model can be generally assumed to be a second order system in the form of a proper transfer function of an ARMA (Autoregressive Moving Average) model. The RLS algorithm for the model identification is proposed in association with DOB. Experimental studies of the balancing control of a one-wheel robot are conducted to demonstrate the feasibility of the proposed method. The performances between the conventional DOB scheme and the proposed scheme are compared.
This paper proposes a linear model predictive control of 6-DOF remotely operated underwater vehicles using nonlinear robust internal-loop compensator (NRIC). First, we design a integrator embedded linear model prediction controller for a linear nominal model, and then let the real model follow the values calculated through forward dynamics. This work is carried out through an NRIC and in this process, modeling errors and external disturbance are compensated. This concept is similar to disturbance observer-based control, but it has the difference that H∞ optimality is guaranteed. Finally, tracking results at trajectory containing the velocity discontinuity point and the position tracking performance in the disturbance environment is confirmed through the comparative study with a traditional inverse dynamics PD controller.
The ordinary least squares based estiamte $S^2$ of the disturbance variance is considered in the linear regression model when the disturbances follow the first-order moving-average process. It is shown that $S^2$ is weakly consistent estimate for the disturbance varaince without any restriction on the regressor matrix X. Also, simple exact bounds on the relative bias of $S^2$ are given in finite sample sizes.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.56
no.9
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pp.1676-1679
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2007
In control of the time delay systems, if the disturbance information can be estimated exactly, the ideal response for the disturbance can be achieved. Therefore, in this paper, a new adaptive disturbance observer for the time delay system control is proposed. The disturbance observer is designed and adaptive laws for adjusting the observer are proposed. The new Smith predictor controller to eliminate the effects of the disturbance can be achieved by adding an estimated disturbance to the Smith model. The improved performances of the proposed system and the adaptive disturbance observer are verified by computer simulation.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2005.06a
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pp.523-530
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2005
This paper addresses sliding mode control (SMC) of the anti-lock braking system (ABS) with a compensator of model uncertainties such as vehicle parameter variation, unmodeled dynamics, and external disturbances. A sliding mode controller (SMC) is designed with a nominal vehicle model to achieve a desired wheel slip ratio. A disturbance observer (DOB) is introduced to compensate the model uncertainties and is designed with a transfer function of a hydraulic brake dynamics. Through simulations on the model uncertainties, it is verified that the sliding mode control with the DOB can give the simulation results better than the sliding mode control without the DOB.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.63
no.7
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pp.950-955
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2014
In this paper, we propose a drug treatment protocol for the three state HIV infection model that explicitly includes the concentration of healthy T cells, infected T cells, and HIV. While most of the previous methods are not able to achieve the treatment goal in the presence of modelling errors, the proposed method is designed so as to compensate for the model uncertainties. Based on the Jacobain linearization of nonlinear HIV infection model, disturbance observer(DOB) based control is employed to design the drug treatment for the HIV patients. Computer simulation is carried out for nonlinear model in order to compare the performance of the proposed method with that of the conventional technique. The simulation results show that, in the presence of parameter uncertainties, the substantial improvement in the performance can be achieved by the proposed DOB controller.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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